[发明专利]DC－DC变换器

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及谐振型的DC－DC变换器。

背景技术

对直流电源电压进行变换的DC－DC变换器例如用于当对作为电动车的驱动用电源的锂离子电池等进行充电时，或为了将太阳能电池发出的电力进行变换等而利用。并且，关于DC－DC变换器，降低电力损失并谋求电源效率的提高成为一般的技术课题（参考日本特开2009－60747号公报）。

谐振型的DC－DC变换器中，为了以向次级侧的负载供给的直流电压Vo固定的方式进行控制，控制电路监测电压Vo，使向开关元件输出的PWM信号的占空比或频率变化成为必要。然而，若这样进行控制，则效率良好的固定在50％占空比的开关无法实现，从而导致电力损失增大，电源效率降低。

发明内容

因此，提供一种适当地控制输出电压并且能够维持电源效率的DC－DC变换器。

根据实施方式的DC－DC变换器，在高频变压器的初级侧和次级侧，分别具备平滑电容器、开关电路、电容器电路。并且，当通过电压检测机构检测电容器电路的中点电压时，定时信号输出机构按照开关电路的开关动作，将与高频变压器的绕组电压变化的周期同步的定时信号，根据上述中点电压的变化来生成，并输出到驱动电路。

附图说明

图1是表示第1实施方式的谐振型DC－DC变换器的构成的电路图及功能框图。

图2是动作时序图。

图3是表示第2实施方式的与图1相当的图。

图4是表示第3实施方式的与图1相当的图。

图5是与图2相当的图。

图6是表示电力调整电路以及MCU的动作的时序图。

图7是表示第4实施方式的与图1相当的图。

图8是表示启动电路的构成的图。

图9是表示启动电路的逻辑的图。

具体实施方式

（第1实施方式）

以下，参照图1及图2说明第1实施方式。图1是表示谐振型DC－DC变换器的构成的电路图及功能框图。在DC－DC变换器1的输入端子2a（正侧）、2b（负侧）之间，连接有直流电源3。该直流电源3例如是电池、交流－直流间变换整流电路、太阳能电池等。此外，在输入端子2a、2b之间，连接有平滑电容器4、开关元件（例如N沟道MOSFET）5a、5b的串联电路（开关电路5）、和电容器6a、6b的串联电路（电容器电路6）。并且，在这些串联电路的共同连接点间，连接有高频变压器7的初级侧绕组7P。

直流电源的符号所表示的负载13连接在DC－DC变换器1的输出端子12a（正侧）、12b（负侧）之间。该负载13例如是对电池、电阻负载、电动机等感应负载进行驱动的逆变器（inverter）装置等。此外，在输出端子12a、12b之间，与输入侧同样，连接有平滑电容器14、开关元件15a、15b的串联电路（开关电路15）、和电容器16a、16b的串联电路（电容器电路16）。并且，在这些串联电路的共同连接点之间，连接有高频变压器7的次级侧绕组7S。

寄生二极管17a、17b、18a、18b分别连接在开关元件5a、5b、15a、15b的漏极、源极（导通端子）间。开关元件不限于MOSFET，也可以是双极型晶体管或IGBT，在采用双极型晶体管时，外接替代寄生二极管17、18的续流二极管即可。此外，上述各开关元件的种类、个数没有特别限定。

电压检测部21（电压检测机构）的输入端子连接在电容器6a、6b的中点，电压检测部21检测以地电位为基准的上述中点的电压。其检测电压经由驱动信号生成电路22（定时信号输出机构）向开关元件驱动电路23输入。开关元件驱动电路23根据所输入的电压信号，生成驱动信号，并向开关元件5a、5b的栅极（导通控制端子）输出。

此时，开关元件驱动电路23以不形成开关元件5a、5b同时导通的期间的方式，设置作为同时截止的期间的死区时间（dead time）。但是，通过例如微机等的具有死区时间生成机构的控制单元，对开关元件5进行驱动的情况下，不限于上述方式。此外，开关元件驱动电路23例如经由光耦合器（photo coupler）等绝缘电路24，向次级侧的开关元件15a、15b的导通控制端子也输出驱动信号。

接着，还参照图2说明本实施方式的作用。若输入侧的一对开关元件5a、5b交替导通截止，则以由电容器6a及6b的电容和高频变压器7的初级侧绕组7P的电感决定的谐振频率，向该初级侧绕组7P流通电流。此时，若输出侧的负载变动，则输入侧（初级侧）电路的输入阻抗和高频变压器7的互感变化，所以谐振频率不为固定值。