[发明专利]直流转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够实现高频化的直流转换装置。

背景技术

图35表示现有的具有升压斩波器和半波电流谐振型的降压转换器的直流转换装置的电路构成图。在图35所示的直流转换装置中，升压斩波器在直流电源Vi的两端连接有电抗器L与MOSFET等开关元件Q3的串联电路，在开关元件Q3的漏极-源极之间连接有二极管D1与电容器Ci的串联电路，将直流电源Vi的电压升压后提供给降压转换器。

降压转换器中，MOSFET等的开关元件Q1与MOSFET等的开关元件Q2的串联电路与电容器Ci的两端连接，在开关元件Q2的漏极-源极之间连接有电抗器Lr与变压器T的一次绕组P与电流谐振电容器Cri的串联电路，在变压器T的二次绕组S的两端连接有二极管RC与电容器Co的串联电路，通过电容器Ci的电压降压而将绝缘的直流电压提供给电容器Co。

并且作为现有技术例如已知专利文献1。

【专利文献1】日本特开2010-81736号公报

然而，升压斩波器在轻负载时进行不连续工作，因此电容器Ci的电压会上升。因此，用于进行控制以抑制该电压上升的电路会变得复杂。例如可以考虑大幅缩短接通时间或者设置装置的停止期间，通过间歇性工作进行控制等方法。

另外，需要升压斩波器用的控制器与DD转换器用的控制器这2种控制器，会导致电路增大和成本提升。进而，升压斩波器进行硬开关工作，因此若高频化则开关损失和噪声会增加。因此若将频率设定得较低，则电抗器会变大。

发明内容

本发明的课题在于提供一种构成简单且成本低廉，能够噪声较低效率较高的直流转换装置。

为了解决上述课题，本发明的直流转换装置的特征在于，具有：第1串联电路，其与平滑电容器并联连接，并将第1开关元件与第2开关元件串联连接而成；第2串联电路，其与上述平滑电容器并联连接，并将第3开关元件与第4开关元件串联连接而成；第3串联电路，其连接于上述第1开关元件和上述第2开关元件的连接点与上述第3开关元件和上述第4开关元件的连接点之间，并将谐振电容器、谐振电抗器和变压器的一次绕组串联连接而成；整流平滑电路，其对上述变压器的二次绕组的电压进行整流平滑；控制电路，其根据上述整流平滑电路的输出电压，使上述第1开关元件及上述第4开关元件和上述第2开关元件及上述第3开关元件交替接通/断开；以及第4串联电路，其与上述第4开关元件并联连接，并将升压电抗器与直流电源串联连接而成。

根据本发明，设置了与第4开关元件并联地将升压电抗器与直流电源串联连接而成的串联电路，因此具备再生期间，在轻负载时电容器的电压也不会上升，能容易进行轻负载时的控制。另外，为了按照半波电流谐振电路的工作进行升压，能够在所有的模式期间内进行谐振工作。因此能够实现各开关元件的零电压开关和零电流开关，因此能够实现低噪声、高效率、高频化。

附图说明

图1是实施例1的直流转换装置的电路构成图。

图2是表示实施例1的直流转换装置的各模式中各开关元件工作时的电流路径的图。

图3是表示仅断开实施例1的直流转换装置的开关元件Q4时和仅断开开关元件Q1时的电流路径的图。

图4是表示仅断开实施例1的直流转换装置的开关元件Q2时和仅断开开关元件Q3时的电流路径的图。

图5是表示实施例1的直流转换装置的各部分的工作波形的图。

图6是表示实施例1的直流转换装置的重负载时和轻负载时的电容器C1的电压、重负载时和轻负载时的电流谐振电容器Cri的电流的比较的图。

图7是表示改变实施例1的直流转换装置的开关元件Q4的接通幅度时各部分的工作波形的图。

图8是表示实施例1的直流转换装置的第1变形例的电路构成图。

图9是表示实施例1的直流转换装置的第2变形例的电路构成图。

图10是表示实施例1的直流转换装置的具体例的图。

图11是图10所示的实施例1的直流转换装置的控制电路的详细的电路构成图。

图12是表示图11所示的控制电路的各部分的工作波形的图。

图13是实施例2的直流转换装置的电路构成图。

图14是表示全桥型半波电流谐振电路的图。

图15是表示图14所示的全桥型半波电流谐振电路的各工作中电流路径的图。

图16是表示实施例2的直流转换装置的各部分的工作波形的图。

图17是表示实施例2的直流转换装置的各模式中各开关元件工作时的电流路径的图。