雙向DC/DC轉換器制造技術

提供了一種雙向DC/DC轉換器，該雙向DC/DC轉換器具備：初級側電路，其包括第一直流電源或第一負載；次級側電路，其包括第二負載或第二直流電源；電力傳遞部，其能夠在上述初級側電路與上述次級側電路之間雙向地傳遞電力；以及控制部，其對上述初級側電路和上述次級側電路進行控制，以使電流從上述第一直流電源經由上述電力傳遞部流向上述第二負載，或者從上述第二直流電源經由上述電力傳遞部流向上述第一負載。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在一方端子上連接直流電源或負載并在另一方端子上連接負載或直流電源的情況下對連接在該一方端子或另一方端子上的負載雙向地供給期望的直流電力的雙向DC/DC轉換器 。
技術介紹
近年來,隨著電力電子(power electronics)技術的顯著進步,使用半導體開關等來實質上不損耗電力地將從直流電源或交流電源供給的直流電力或交流電力轉換為期望的電力的電力轉換技術受到關注。特別是在要求考慮電力使用對環境的影響的當下，除了通過現有的商用電源所使用的電能以外，有效利用燃料電池、太陽能電池以及二次電池等的蓄電池(下面稱為“蓄電池等”)的電能這種情況正在得到重視。因此，電力電子技術中的電力轉換技術成為當前不可或缺的存在。這種電力轉換裝置中使用的半導體開關為了自由且廣泛地進行電力轉換，以高頻率進行接通斷開的開關動作。因而，在電力轉換中，期望實現對由于半導體開關的開關動作而產生的開關損耗或噪聲的抑制。作為用于實現對電力轉換中的開關損耗或噪聲的抑制的開關，例如存在專利文獻I。在專利文獻I中，公開了如下電流正反雙向開關對將P-MO SFET和反向導通二極管并聯連接而成的不具備反向阻斷能力的四個半導體開關進行全橋連接，再生通過緩沖能量(snubber energy)吸收用的電容器將電位的上下進行稱合得到的緩沖能量。參照圖8來說明該電流正反雙向開關的動作。圖8是表示以往的電流正反雙向開關的電路結構的說明圖。在圖8中，在電流端子7與電流端子8之間連接有全橋電路，該全橋電路是第一串聯電路和第二串聯電路分別并聯連接而成，其中，該第一串聯電路是將不具有反向阻斷能力的半導體開關IA與半導體開關IB反向連接而成，該第二串聯電路是將同樣的不具有反向阻斷能力的半導體開關IC與半導體開關ID反向連接而成。在此，各個半導體開關IAlD例如能夠由 P-MOSFET (p-channeI Metal Oxide Semiconductor Field Effecttransistor P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管)和與該P-MO SFET并聯連接的寄生二極管構成。并且，以將前述的第一串聯電路與第二串聯電路各自的中點連接的方式連接有緩沖電容器(snubber condenser) 4 在前述的第一串聯電路中，半導體開關IA的漏電極Da與半導體開關IB的漏電極Db相連接。在前述的第二串聯電路中，半導體開關IC的源電極Sc與半導體開關ID的源電極Sd相連接。另外，半導體開關IA的源電極S a和半導體開關IC的漏電極Dc分別連接于電流端子7。并且，半導體開關IB的源電極Sb和半導體開關ID的漏電極Dd分別連接于電流端子8。在該電流正反雙向開關中，從控制電路(未圖示。下同)對各個半導體開關IAlD的柵電極GaYd施加柵極控制信號，半導體開關IAlD根據施加于該柵電極GaYd的柵極控制信號進行接通斷開的動作。首先，在使電流從電流端子7向電流端子8正向地流動的情況下，控制電路向半導體開關IB的柵電極Gb和半導體開關IC的柵電極Ge送出柵極控制信號，使該半導體開關IB和半導體開關IC 一起驅動(導通)。此時，控制電路不對半導體開關IA的柵電極Ga和半導體開關ID的柵電極Gd送出柵極控制信號。但是，通過半導體開關IA和半導體開關ID各自的寄生二極管，電流沿各個寄生二極管的正向流動，因此該電流流過半導體開關IA和半導體開關1D。由此，電流從電流端子7向電流端子8的方向流動。相反地，在使電流從電流端子8向電流端子7反向地流動的情況下，控制電路向半導體開關IA的柵電極Ga和半導體開關ID的柵電極Gd送出柵極控制信號，使該半導體開關1A和半導體開關ID—起導通。此時，控制電路不對半導體開關IB的柵電極Gb和半導體開關IC的柵電極Ge送出柵極控制信號。但是，通過半導體開關IB和半導體開關ID各自的寄生二極管，電流沿各個寄生二極管的正向流動，因此該電流流過半導體開關IB和半導體開關1C。由此，電流從電流端子8向電流端子7的方向流動。這樣，根據電流正反雙向開關，使位于對角線上的半導體開關1A、1D的對和半導體開關1B、1C的對交替地驅動，由此能夠使電流在電流端子7與電流端子8之間沿正向和反向的正反雙向流動。此外，在切斷前述的電流正反雙向開關的電流端子7與電流端子8之間的電流的情況下，控制電路停止對已被施加了柵極控制信號的各半導體開關IAlD中的位于對角線上的半導體開關的各柵電極施加柵極控制信號，由此使原本驅動的半導體開關不驅動(截止)。由此，該導通時所流動的電流換流到緩沖電容器4，該緩沖電容器4被充電直到該電流變為零為止。在流向緩沖電容器4的電流變為零之前，該緩沖電容器4的兩端間電壓上升，通過半導體開關的寄生二極管，電流正反雙向開關的電流自動被切斷而電流不再流過。當下一次使電流在電流正反雙向開關中流動時由控制電路分別對例如半導體開關IA的柵電極Ga和半導體開關ID的柵電極Gd施加柵極控制信號時，充到緩沖電容器4中的電荷通過半導體開關IA和半導體開關ID進行放電，由此將原本充在該緩沖電容器4中的能量供給到負載側。另外，作為使用專利文獻I中公開的電流正反雙向開關的電力轉換裝置的一例，存在專利文獻2。在專利文獻2中，公開了如下交流/直流轉換裝置在單相全橋結構的四個反向導通型半導體開關(電流正反雙向開關)的直流端子之間連接電容器，經由直流電感器連接二次電池，并且在交流端子之間經由交流電感器與交流電源側耦合來與電源電壓相位同步地使位于對角線上的成對的反向導通型半導體開關交替接通斷開，連接有頻率比由該交流電感器和電容器決定的諧振頻率低的交流電源。根據專利文獻2的交流/直流轉換裝置，需要比以往的PWM(PulseWidth Modulation :脈寬調制)轉換器大的交流電感器，但是原則上在交流電源的一個周期進行一次反向導通型半導體開關的接通斷開，由此，在電流波形中高次諧波非常少，并且通過該反向導通型半導體開關的接通斷開次數的減少來能夠實現開關損耗的大幅降低。專利文獻I :日本特開2000-358359號公報專利文獻2 :日本特開平2008-193817號公報然而，在如前述的專利文獻2那樣的交流/直流電力轉換裝置中，控制電路與交流電源的電壓相位同步地送出柵極控制信號，以使反向導通半導體開關中位于對角線上的成對的兩個反向導通型半導體開關同時接通斷開、且該位于對角線上的兩組對不會同時導通，并且，根據該柵極控制信號的相位來切換從交流電力向直流電力的轉換和從直流電力向交流電力的轉換。因此，存在控制電路需要監視交流電源的電壓相位等、控制電路中的控制動作變得復雜的問題。因此，期待一種能夠通過更簡易的控制動作來輸出期望電力的電力轉換裝置。在電力轉換裝置中，特別是在能夠對例如將直流電源連接在初級側而將蓄電池等連接在次級側的情況下用于供給到該次級側的直流電力、以及將蓄電池等連接在初級側而將直流電源連接在次級側的情況下用于供給到該初級側的直流電力雙向地進行電力轉換的雙向DC/DC轉換器中，從穩定的電源供給這一觀點出發，要求通過更簡易的控制動作雙向地輸出期望的直流電力。
技術實現思路
本專利技術是鑒于前述的以往的情況而完成的，提供了一種雙向DC/DC轉換器，該雙向DC/DC轉換器通過同步地調本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：寺里浩一，西野博之，小新博昭，村田之廣，井平靖久，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：
國別省市：