[发明专利]开关电源装置

说明书

本发明提供一种开关电源装置，其在初级侧或次级侧的电压为0V(或接近0V的电压)时，可降低输入电压施加于扼流圈的时间，且可抑制向开关元件流通的峰值电流。提供的是一种DAB转换器、开关电源，其特征为，进行相位控制，以使驱动构成初级侧全桥式电路的对角配置的开关元件组(由第一开关元件(Q1)和第四开关元件(Q4)的组及由第二开关元件(Q2)和第三开关元件(Q3)构成的组)中的第一开关元件的脉冲和驱动所述第四开关元件的脉冲在时间上重叠的时间宽度即第一导通宽度、及驱动第二开关元件的脉冲和驱动第三开关元件的脉冲在时间上重叠的时间宽度即第二导通宽度中的至少任一个发生变化。

技术领域

本发明涉及具备DAB(Dual Active Bridge)电路且双向地传输电力的DC/DC转换器。

背景技术

近年来，随着环保问题逐渐深入化，可持续社会的构筑成为全球性的课题。其中，从依赖石油煤炭等石化燃料的社会向有效利用太阳能、风能等可再生能量的社会的过渡成为当代的重要课题。由于太阳能或风能在时间上供给不稳定，因此为了以电力这种形式来发挥作用，需要实现将需求或供给不浪费地调整到最佳形式的智能电网。而且，在智能电网中，必需的是充电和放电自如的二次电池(充电式电池)的技术。

在二次电池的有效利用上，需要寻求充电和放电的双向直流电力的控制技术、转换技术。作为该电力转换的重要平台，备受注目的是小型、轻量、高效的双向DC/DC转换器(开关电源装置)。虽然提出了各种形式的电路方式，但认为DAB(Dual Active Bridge)方式适合于应对大电压、大电流的大容量的双向DC/DC转换器。DAB方式通过初级侧和次级侧的相移，具有容易向双向切换电力传输的特长。另外，能够生成高频的交流、降低高速开关时的损失、降低由高速开关引起的辐射噪声，当前正在积极地进行研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2014－121194号公报

发明概要

发明所要解决的课题

图5表示的是DAB方式的开关电源装置(DAB转换器)的电路。开关电源装置1主要具备：初级侧电路10、次级侧电路20、将两者耦合在一起的变压器120。初级侧电路10主要由平滑电路和用于开关的全桥式电路构成。另外，次级侧电路20主要由整流用的全桥式电路和平滑电路构成，以与初级侧电路呈对称的方式配置，各自的全桥式电路通过控制部(未图示)而进行相位控制。

图6(A)表示的是开关电源装置1的各开关元件的控制电压和施加于扼流圈(电感)90的电压Vp、所流通的电流Ip的时序图。在DAB方式的开关电源装置1中，例如，在次级侧的输出端子的电压V为0V(或接近0V的电压)的状态下，向初级侧的输入端子投入输入电压Vbus，使转换器开始动作(参照图6(A)P1的期间)。这时，第一开关元件Q1和第四开关元件Q4变成ON状态，第二开关元件Q2和第三开关元件Q3变成OFF状态。另外，在次级侧电路中，在次级侧电路的次级侧平滑电容器40上未积存有电荷的状态下，在次级侧电路上形成图6(B)粗实线所示的电路，可通以大电流。这时，因为即使在夹着变压器120而耦合的初级侧电路中，也形成如粗实线所示的电路，但次级侧等效地经由扼流圈而变成短路状态，所以在期间Pl时，也可向初级侧通以大电流。于是，在初级侧电路中，有可能向第一开关元件Q1和第四开关元件Q4通以过大的电流作为所流通的电流Ip(参照图6(A)的期间P1)。