[发明专利]DC-DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及DC-DC转换器，尤其涉及提高了效率的DC-DC转换器。

背景技术

在EV(Electric Vehicle、电动汽车)、HEV(Hybrid Electric Vehicle、混合动力车)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、插电式混合动力车)等电动车辆中，通常设有高压电池和低压电池这2种电池。

高压电池主要用作例如用于驱动电动车辆的车轮使其行驶的主动力电动机、A/C(空调器)的压缩机电动机等高电压的负载(以下称作高压负载)用的电源。

另一方面，低压电池主要用作例如各种ECU(Electronic Control Unit、电子控制单元)、EPS(电动助力转向装置)、电动制动器、车载音响设备、雨刮器、电动车窗用的电动机、照明灯等低电压的负载(以下称作低压负载)用的电源。

另外，低压电池的充电例如是通过DC-DC转换器对高压电池的电压进行降压并提供来进行的。

但是，以往在DC-DC转换器等的开关电源中，设法削减电力损失，进行高效化。

例如，提出了与输出电力对应地切换频率来减少开关损耗的开关电源装置(例如，参照专利文献1)。

并且，提出了如下的DC-DC转换器：通过在轻负载时降低开关晶体管的脉宽调制控制中的频率，减少在产生内部时钟时所需的消耗电流中的、对开关晶体管的栅极电容进行充电或放电所需的电流量(例如，参照专利文献2)。

并且，提出了如下的技术：根据DC-DC转换器的输出电流，改变DC-DC转换器的振荡频率，从而实现能量转换效率高的电源电路(例如，参照专利文献3)。

此外，提出了如下的技术：通过在负载设备的负载高的状态时改变开关频率，从而实现设备的节电化、并且实现高效率且高性能的稳定化电源装置(例如，参照专利文献4)。

并且，提出了如下的技术：在输出电流处于增加过程时，利用切换电流值I1将频率从低开关频率切换为高开关频率，在输出电流处于减少过程时，利用比切换电流值I1低的切换电流值I2将频率从高开关频率切换为低开关频率，由此实现开关电源装置的高效化(例如，参照专利文献5)。

此外，虽然不以高效化为目的，但是以往为了消除噪声问题，还提出了兼用作电动汽车的电动机驱动用的逆变器和电池充电用的转换器的电力转换控制装置，其中，在电动机驱动时，电流较大，因此在可能的范围内减少开关的次数，减小开关元件中的损失，在电池充电时，电流较小且损失较小，因此将载波频率设为超音频区域的频率(例如，参照专利文献6)。

一般而言，DC-DC转换器在低负载时，即，在DC-DC转换器的负载的消耗电力较低时效率下降。这是因为：例如，相对于DC-DC转换器的输出电力，其控制所需的电力比例变高，或者在DC-DC转换器中使用的谐振电源在低电流时不能进行ZVS(Zero Voltage Switching：零电压开关)。

另一方面，在与家庭用的插座(用英语表示是outlet)连接来对电动车辆进行充电(所谓的插入式充电)时，在电动车辆停止的状态下，DC-DC转换器动作以对低压电池进行充电。此时，与电动车辆的动作时相比DC-DC转换器输出电力非常小，因此效率降低。而且，插入式充电花费较长时间(例如8个小时)，因此DC-DC转换器的电力损失总计变大。

【专利文献1】日本特开2004-222429号公报

【专利文献2】日本特开2000-201473号公报

【专利文献3】日本特开平10-323027号公报

【专利文献4】日本特开2004-328834号公报

【专利文献5】日本特开2007-68349号公报

【专利文献6】日本特开平7-336812号公报

发明内容

本发明能够提高DC-DC转换器的效率。