[发明专利]DC－DC转换器

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及将直流电压变换成具有不同值的其他直流电压的DC－DC转换器。 

背景技术

DC－DC转换器具有对从直流电源输出的直流电压进行降压或者升压而变换成具有不同值的其他直流电压的功能、附加了反馈和PWM（Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制）控制的直流稳定化电源的功能，通常由2个开关元件、一个电抗器、和续流二极管等构成直流斩波电路。基本是第1以及第2主开关元件串联连接在直流电源的正负端子间，电抗器经由负载与位于负侧的第2主开关元件并联连接的构成。各开关元件与吸收二极管（snubber diode）或者续流二极管（free-wheeling diode）并联连接。第1以及第2主开关元件被交替接通断开控制。在第1主开关元件的接通期间，从直流电源经由电抗器向负载供给直流电流，当第1主开关元件转为断开时，电抗器中蓄积因反电动势引起的电能。 

该蓄积能量成为通过在与第1主开关元件的断开同时第2主开关元件转为接通而形成的闭回路中循环的电流，作为直流电流向负载放电。在这样的DC－DC转换器中，由于第1以及第2主开关元件串联连接在直流电源的正负端子间，所以如果在两个开关元件间存在同时接通期间，则会产生短路电流而使元件受到破坏。为了防止上述情况，通常借助这两个开关元件都处于断开状态的时间段（死区时间（dead time））分别进行转为接通断开的控制。 

对短路电流的产生而言，除了能够通过应用上述那样的死区时间来防止的原因之外，还存在因恢复电流引起的短路电流的问题。例如专利文献1中公开了一种对共振型DC－DC转换器中的恢复电流的产生进行抑制的技术。恢复电流是在与上述那样的开关元件反向并联连接的吸收二极管或者 续流二极管中反向通过的瞬间大电流。如果开关元件变化为断开，则对二极管施加反向电压，电流的流动应该被阻止，但因二极管的内部积蓄的残留载流子会瞬间流过反向电流。该电流是恢复电流（recovery current）。构成直流斩波电路的一对串联连接开关元件因恢复电流而短路，直流输出电压因瞬间的大短路电流而变动、或被放射噪声。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2009－273336号公报 

由于因恢复电流而产生的短路电流为尖锐的针状波形，所以带来大的浪涌电压，引起激烈的噪声，在车辆用途中导致使车体底盘电位变动、使控制的误差放大、使开关损失增大等各种故障。另外，在大多被作为便携电气设备的直流电源电路使用的这种DC－DC转换器中，希望与电气设备的小型小电力化的进展相互结合而消除因恢复电流产生的短路电流所引起的故障。 

发明内容

鉴于此，本发明的实施方式的目的在于，提供一种能够以简单的构成抑制因恢复电流而产生的短路电流且廉价的、还可以期待节能的DC－DC转换器。 

本实施方式的DC－DC转换器具备：主电抗器，介设在从直流电压输入端子到直流电压输出端子的主通电路上；和第1主开关元件，介设在上述主通电路上，被接通断开控制以使通过上述主电抗器的电流断续。并且，具备：第2主开关元件，形成将上述主电抗器中蓄积的电能向上述直流电压输出端子侧释放的放电回路；和辅助电抗器，介设在上述主通电路内的上述第1主开关元件与上述主电抗器之间。在此基础上，具有：辅助开关元件，使上述辅助电抗器与上述主电抗器中蓄积的电能通过上述主电抗器向上述直流电压输出端子侧放电；以及二极管，设置为与上述各主开关元件和上述辅助开关元件反向并联。 

附图说明

图1是表示第1实施方式的DC－DC转换器的电路图。 

图2是第1实施方式的简要电压电流波形图。 

图3是表示第2实施方式的DC－DC转换器的电路图。 

图4是第2实施方式的简要的电压电流波形图。 

具体实施方式

在表示第1实施方式的图1中，DC－DC转换器在其输入侧具有与直流电源1连接的直流电压正侧输入端子2以及直流电压负侧输入端子3，在输出侧具有与负载4连接的直流电压正侧输出端子5以及直流电压负侧输出端子6。这里，正侧以及负侧只是相对表示电位的高低的意思。直流电源1是指包括电池、交流－直流间变换整流电路等的直流电力源。负载4包括电阻负载、马达等的感应负载、被充电电池、或者与它们类似的负载。