[发明专利]DC-DC变换器

说明书

本发明具有被变压器(T1)绝缘的第一全桥电路(10)以及第二全桥电路(20)。第一全桥电路(10)具有开关元件(Q1～Q8)、第一浮动电容器(Cf1)以及第二浮动电容器(Cf2)。第一全桥电路(10)以全桥动作模式、半桥动作模式中的至少一者进行动作。而且，在动作模式的切换时，在驱动频率的一个周期内分两次使第一全桥电路(10)的开关相位偏移，并且决定相位的偏移量，使得在动作模式切换的前后第一全桥电路的输出电压正负平衡。

技术领域

本发明涉及DAB(Dual Active Bridge，双有源桥)方式的DC-DC变换器。

背景技术

在专利文献1公开了一种DAB方式的变换器。在专利文献1记载的变换器在变压器的一次绕组以及二次绕组分别连接有全桥电路，通过适当地控制两个全桥电路的开关相位差，从而进行电力传输。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5355294号说明书

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1记载的变换器中，利用变压器的漏感和半导体器件的寄生电容进行零电压开关(Zero Voltage Switching：ZVS)，由此可降低开关损耗。但是，与输入输出电压比以及变压器匝数比之差成比例地，ZVS范围受到限制，无效电流增加，因此有可能导致效率下降。特别是，例如在输入输出电压比大、与输出端子连接的负载为小负载的情况下，有时对传输电力没有贡献的无效电流会增加，效率变差。

此外，在DAB方式的DC-DC变换器中，由于供给电力的过渡性的变化，有时会在电感器电流和变压器的励磁电流叠加直流分量(直流偏差)。例如，在传输电力急剧变化时、切换了动作模式时，会产生上述直流偏差。为了使得即使存在这样的直流偏差，电感器、变压器也不会磁饱和，需要使用磁性体芯大的，即，体积大的电感器、变压器。这成为装置的大型化以及高成本的主要原因。

因此，本发明的目的在于，提供一种如下的DC-DC变换器，即，使得即使在输入输出电压比大且负载变动范围宽的情况下也能够在宽范围实现ZVS动作，并且抑制由于过渡性的动作状态的变化而产生的直流偏差，消除了装置的大型化以及高成本。

用于解决课题的技术方案

(1)本发明的DC-DC变换器具有：

第一全桥电路，具有由第一高压侧开关以及第一低压侧开关构成的第一支路和由第二高压侧开关以及第二低压侧开关构成的第二支路，在所述第一支路以及所述第二支路施加第一直流电压；

第二全桥电路，具有由第三高压侧开关以及第三低压侧开关构成的第三支路和由第四高压侧开关以及第四低压侧开关构成的第四支路，在所述第三支路以及所述第四支路施加第二直流电压；

变压器，具有与所述第一全桥电路的输入输出部连接的一次绕组以及与所述第二全桥电路的输入输出部连接的二次绕组，对所述第一全桥电路与所述第二全桥电路之间进行绝缘；以及

控制部，控制所述第一全桥电路以及所述第二全桥电路。

所述第一高压侧开关由与高压侧线连接的第一开关元件以及与该第一开关元件串联连接的第二开关元件构成，

所述第一低压侧开关由与低压侧线连接的第四开关元件以及与该第四开关元件串联连接的第三开关元件构成，

所述第二高压侧开关由与高压侧线连接的第五开关元件以及与该第五开关元件串联连接的第六开关元件构成，

所述第二低压侧开关由与低压侧线连接的第八开关元件以及与该第八开关元件串联连接的第七开关元件构成。