[发明专利]电力变换系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换系统，并且更具体地涉及包括多个输入/输出端 口的电力变换系统。

背景技术

随着诸如混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆的电动汽车的发展 和普遍使用，车载电源电路也趋于变得复杂和庞大。例如，混合动力车辆 包括驱动电池、系统电池、插入式外部电源电路、用于给驱动电动机提供 驱动电池的直流电的DC/DC变换器、用于将驱动电池的直流电变换成交 流电的DC/AC变换器、用于给电动助力转向(EPS)提供驱动电池的直 流电的DC/DC变换器、用于给辅助设备提供驱动电池的直流电的DC/DC 变换器等，所以混合动力车辆的配置是复杂的。

对在单个电路中包括多个输入/输出端口的多端口电源的开发已经在 进行。提出了通过经由多端口电源共用线路、半导体元件等来减小电源电 路的尺寸。

日本专利申请公开第2011-193713(JP2011-193713A)号描述了以下 配置：在包括四个端口的电力变换电路中，允许在多个所选端口之间变换 电力。

图5是根据相关技术的电力变换电路的电路配置视图。电力变换电路 包括初级变换电路和次级变换电路。初级变换电路包括全桥式电路、端口 A(输入/输出端口A)和端口C(输入/输出端口C)。全桥式电路包括两 个磁耦合电抗器和一个斩波电路。端口A(输入/输出端口A)设置在全 桥式电路的正极母线与负极母线之间。端口C(输入/输出端口C)设置 在全桥式电路的负极母线与变压器的初级线圈的中心抽头之间。次级变换 电路包括全桥式电路、端口B(输入/输出端口B)和端口D(输入/输出 端口D)。全桥式电路包括两个磁耦合电抗器和一个斩波电路(右臂和左 臂)。端口B(输入/输出端口B)设置在全桥式电路的正极母线和负极母 线之间。端口D(输入/输出端口D)设置在全桥式电路的负极母线与变 压器的次级线圈的中心抽头之间。

在升压/降压变换器模式下，例如，关注初级变换电路的端口C和端 口A，端口C通过变压器的初级线圈连接到左臂的上到下连接点。因为 左臂的两端连接到端口A，所以升压/降压电路连接在端口C与端口A之 间。另一方面，端口C连接到右臂的上到下连接点。因为右臂的两端也 连接到端口A，所以另一升压/降压电路连接在端口C与端口A之间。因 此，两个升压/降压电路彼此并联地连接在端口C与端口A之间。类似地， 对于次级变换电路也一样，两个升压/降压电路通过右臂和左臂彼此并联 地连接在端口D与端口B之间。

在隔离(insulating)变换器模式下，例如，关注初级变换电路的端 口A和次级变换电路的端口B，变压器的初级线圈连接到端口A，并且变 压器的次级线圈连接到端口B。因此，通过调整初级变换电路与次级变换 电路之间的切换间隔的相位差φ，能够将输入到端口A的电力变换并传送 到端口B，或者将输入到端口B的电力变换并传送到端口A。也就是说， 当初级变换电路的端电压相对于次级变换电路的端电压相位超前时，能够 将电力从初级变换电路传送到次级变换电路；然而，当次级变换电路的端 电压相对于初级变换电路的端电压相位超前时，能够将电力从次级变换电 路传送到初级变换电路。

以这种方式，根据相关技术的电力变换电路能够执行升压/降压操作 和电力传送；然而，关注初级变换电路，电压输出限于两个端口，即端口 A和端口C，另外，需要额外的半导体元件以增加直流端口。这同样适用 于次级变换电路。

发明内容

本发明提供了一种电路，在该电路中，在不新增加任何半导体元件的 情况下，与相关技术相比，初级变换电路或次级变换电路的端口数目增加。