[发明专利]DC/DC电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电压变换为升压或者降压了的直流电压的DC/DC电力变换装置。

背景技术

以往的DC/DC电力变换装置利用半导体开关的ON（导通）OFF（断开）动作，控制向电抗器的能量积蓄和释放的量来进行从直流向直流的电压变换。另外，由于该电抗器存在大型且重这样的课题，所以提出了如下技术：通过利用电容器的充放电来降低对电抗器施加的电压，降低该电抗器所需的电感值，而使电抗器小型、轻量化（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开昭61－92162号公报

发明内容

在上述专利文献1记载的DC/DC电力变换装置中，在通常动作时，能够将充放电电容器的端子间电压控制为任意的值，所以能够使对构成直流电压变换部的开关元件、二极管施加的电压变得大致均等。

但是，例如，在由于控制电源未准备就绪而开关元件停止了动作的情况、在DC/DC电力变换装置中发生某种异常并为了防止其波及故障而开关元件停止了动作情况等开关元件处于未被ON/OFF控制的状态（以下，称为控制停止状态）的情况下，如果对直流电源的输入端子施加输入电压Vin，则发生以下的问题。即，在上述情况下，开关元件成为OFF，所以输出电压Vout成为与输入电压Vin大致相同的电位，但充放电电容器的端子间电压成为零，所以对构成直流电压变换部的开关元件、二极管施加全电压。其结果，直流电压变换部的开关元件和二极管有可能被过电压破坏。

为了防止发生这样的缺陷，需要使开关元件和二极管的元件耐压大于输入电压最大值，因此，成为多余的成本增加、效率降低的主要原因。

本发明是为了消除上述那样的问题而完成的，其目的在于，即使在构成直流电压变换部的开关元件处于控制停止状态时对直流电源的输入端子施加了电压的情况下，也能够将充放电电容器的端子间电压始终保持为期望的值。另外，即使在直流电压变换部的开关元件、二极管中使用低耐压的部件也能够可靠地避免元件破坏的危险性，由此能够提供低成本且高效的DC/DC电力变换装置。

本发明提供一种DC/DC电力变换装置，其特征在于，具备：

电抗器，与直流电源连接；

直流电压变换部，与所述电抗器连接，具有多个开关元件、通过该开关元件的ON/OFF而充放电的充放电电容器、以及提供所述充放电电容器的充电路径和放电路径的多个二极管；

输出侧的平滑电容器，与所述直流电压变换部连接，具有相互串联连接的多个分压电容器；以及

电压均等化用的开关元件，设置于在所述充放电电容器的负极侧端子与各所述分压电容器的相互的连接点之间设置的连接线。

另外，本发明提供一种DC/DC电力变换装置，其特征在于，具备：

输入侧的平滑电容器，与直流电源并联地连接，对直流电压进行平滑化，并且具有相互串联连接的多个分压电容器；

电抗器，与所述直流电源连接；

直流电压变换部，与所述电抗器连接，具有多个开关元件、通过该开关元件的ON/OFF而充放电的充放电电容器、以及提供所述充放电电容器的充电路径和放电路径的多个二极管；

输出侧的平滑电容器，与所述直流电压变换部连接；以及

电压均等化用的开关元件，设置于在所述充放电电容器的负极侧端子与所述输入侧的平滑电容器的各分压电容器的相互的连接点之间设置的连接线。

根据本发明的DC/DC电力变换装置，在构成直流电压变换部的开关元件处于控制停止状态时对直流电源的输入端子施加了电压的情况下，从充放电电容器经由电压均等化用的开关元件以及分压电容器的一部分流过充电电流，从而充放电电容器的端子间电压被保持为与构成平滑电容器的各分压电容器的分压电位对应的电压。因此，能够使对开关元件、二极管这样的半导体元件施加的电压均等化。由此，能够使用低耐压的半导体元件、电容器，其结果，能够提供低成本且高效率的DC/DC电力变换装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的DC/DC电力变换装置的电路结构图。

图2是示出图1的DC/DC电力变换装置的动作模式的说明图。

图3是图1的DC/DC电力变换装置的升压比是2倍以下时的动作说明图。

图4是图1的DC/DC电力变换装置的升压比是2倍以上时的动作说明图。

图5是在图1的DC/DC电力变换装置中，在直流电压变换部的开关元件处于控制停止状态时对输入端子施加了直流电压的情况的动作说明图。