專利名稱：雙向dc/dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種能夠在較寬的輸 入電壓范圍內(nèi)將電壓變更為規(guī)定的輸出電壓(使電壓降低或者使電壓升高) 的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明對(duì)2007年6月28日申請(qǐng)的日本專利第2007- 171087號(hào)要求優(yōu) 先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
通常，DC/DC轉(zhuǎn)換器采用使電壓在一個(gè)方向上，即由高壓側(cè)電壓向低 壓側(cè)電壓降低的構(gòu)成，或者使電壓由低壓側(cè)電壓向高壓側(cè)電壓升高的構(gòu)成。
在車輛中，具有兩個(gè)直流電源系統(tǒng)，其使用具有各不相同的電壓值(高 壓側(cè)電壓以及低壓側(cè)電壓)的電池。
因此，在尋求高效率的車輛中，提出了以下的技術(shù)方案在兩個(gè)直流電 源系統(tǒng)之間，即從低壓向高壓，或者，從高壓側(cè)電壓向低壓側(cè)電壓，相互進(jìn) 行電壓轉(zhuǎn)換，有效利用限定的能量。
相互間互通電力時(shí)， 一般在直流電源系統(tǒng)之間并列地設(shè)置直流升壓電路 和直流降壓電路，并采用適宜使用上述電路的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成(例 如，參照專利文獻(xiàn)1 )。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2002 - 165448號(hào)公才艮
然而，在專利文獻(xiàn)1示出的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中存在這樣的問題根 據(jù)變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間的匝數(shù)比，而使能夠雙向轉(zhuǎn)換的電壓值受到 限制，特別是在升壓動(dòng)作時(shí)，根據(jù)低壓側(cè)電壓的電壓值，而使升壓電壓的上 限受到限制。例如，在現(xiàn)有的DC/DC轉(zhuǎn)換器中，采用使電壓從50V-100V的輸入電 壓降低到10V的構(gòu)成，即按照與降壓對(duì)應(yīng)的匝數(shù)比來構(gòu)成時(shí)，就無法在升 高電壓時(shí)生成超過50V的電壓。
因此，在現(xiàn)有的例子中，當(dāng)使用按照用于降低電壓的比率而設(shè)定的匝數(shù) 比來升高電壓時(shí)，為了獲得升高到所希望的電壓值的電壓，需要另外組成升 壓電路。其結(jié)果是產(chǎn)生零件數(shù)量增加并且電路規(guī)模變大的問題。
更進(jìn)一步地，在升壓動(dòng)作中，因?yàn)樵诟唠妷簜?cè)發(fā)生了某些異常而要降低 升壓電壓的電壓值時(shí)，無法使電壓值降低到0V附近。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，把升壓電 壓的生成范圍和現(xiàn)有的例子相比，能夠?qū)⑸龎弘妷旱碾妷褐档纳舷拗狄约跋?限值設(shè)置得較寬(實(shí)際上，上限值是2倍于匝數(shù)比的電壓，下限值在OV附 近)，而不會(huì)被限制為對(duì)應(yīng)于匝數(shù)比的電壓值，并且跟以前相比能夠削減零 件的數(shù)量，容易地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器電路的小型化。
器，包括第1變壓器，具有第1 一次側(cè)線圈，以及由在第1中點(diǎn)被分割的 第1線圈和第2線圈組成的第1 二次側(cè)線圈；第2變壓器，具有與所述第1 一次側(cè)線圈串聯(lián)連接的第2—次側(cè)線圏，以及由在第2中點(diǎn)被分割的第3線 圏和第4線圈組成的與所述第1二次線圏并聯(lián)連接的第2二次側(cè)線圈；第1 開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圈的一端和第2—次側(cè)線圏的一端的連接 點(diǎn)與高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第2開關(guān)，被插入在所述連接點(diǎn)和高電壓側(cè) 的-側(cè)端子之間；第3開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圏的另一端和所述 高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第4開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圈的另一 端和所述高電壓側(cè)的-側(cè)端子之間；第5開關(guān)，被插入在所述第2—次側(cè)線 圏的另一端和所述高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第6開關(guān)，被插入在所述第2 一次側(cè)線圈的另一端和所述高電壓側(cè)的-側(cè)端子之間；第7開關(guān)，被插入在所述第1線圈側(cè)的第1 二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第
8開關(guān)，被插入在所述第2線圏側(cè)的第1二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的 十側(cè)端子之間；第9開關(guān)，被插入在所述第3線圈側(cè)的第2二次線圈的端子 和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；以及第10開關(guān)，被插入在所述第4線圏 側(cè)的第2二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間。所述第1中點(diǎn)和 所述第2中點(diǎn)與所述低電壓側(cè)的-側(cè)端子相連接，所述第7開關(guān)、所述第8 開關(guān)、所述笫9開關(guān)以及所述第10開關(guān)分別將二次線圏的所述第l端子、 所述第2端子、所述第3端子以及所述第4端子與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子 連接。
本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器還可以進(jìn)一步包括第2控制電路，控制 所述第7~第IO開關(guān)；以及第1整流電路，與所述第1 一次側(cè)線圈和所述 第2—次側(cè)線圈相連接。在升壓動(dòng)作中，還可以由所述第2控制電路控制所 述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)，以使所述第1線圈側(cè)的第1二次線圏的端子以 及所述第2線圈側(cè)的第l二次線圏的端子與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間的 連接按照第l周期發(fā)生變化，進(jìn)行推挽操作，以使所述第l一次側(cè)線圏上流 過的電流的方向按照所述第l周期變?yōu)橄喾?，并且，控制所述?開關(guān)和所 述第IO開關(guān)，以使所述第3線圏側(cè)的第2二次線圏的端子以及所述第4線 圈側(cè)的第2二次線圈的端子與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間的連接按照第2 周期發(fā)生變化，進(jìn)行推挽操作，以使所述第2—次側(cè)線圈上流過的電流的方 向按照所述第2周期變?yōu)橄喾?，從而使所述?—次側(cè)線圈上流過的電流的 方向變?yōu)榕c所述第1 一次線圈上流過的電流相同的方向；由所述第l整流電 路對(duì)從所述第1整流電路輸出的所述第1一次側(cè)線圈和第2—次側(cè)線圈上感 應(yīng)的電壓的和值電壓進(jìn)行平滑化，并作為升壓電壓輸出。
在本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中，所述第2控制電路還可以分別對(duì)所 述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)與所述第9開關(guān)和所述第IO開關(guān)的接通和斷開 的時(shí)間進(jìn)行相位控制，并把所述升壓電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的電壓。
在本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中，所述第2控制電路還可以通過相位控制分別對(duì)所述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)與所述第9開關(guān)和所述第10開關(guān) 的接通和斷開的時(shí)間進(jìn)行相位控制，并且，對(duì)接通所述第7~第IO開關(guān)中 的每一個(gè)的時(shí)間進(jìn)行脈沖寬度控制，據(jù)此，把所述升壓電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的電壓。
在本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中，還可以進(jìn)一步包括第l控制電路， 控制所述第1 第6開關(guān)，使所述連接點(diǎn)以及所述第l一次側(cè)線圈的另一端 和所述第2 —次側(cè)線圈的另一端分別與所述高電壓側(cè)的+側(cè)端子和-側(cè)端 子中的任意一個(gè)相連接；第2整流電路，與所述第1線圏和所述第2線圈相 連接；以及第3整流電路，其輸出與所述第2整流電路的輸出并聯(lián)連接，所 述第3整流電路與所述第3線圏和所述第4線圏相連接。在降壓動(dòng)作中，還 可以由所述第l控制電路控制所述第1~第6開關(guān)的接通和斷開，使其按照 第3周期發(fā)生變化，按照所述第3周期使所述第1一次側(cè)線圈和第2—次側(cè) 線圈上流過的電流的方向變?yōu)橄喾?；由所述?整流電路對(duì)所述第1線圈和 所述第2線圈上生成的電壓進(jìn)行整流；由所述第3整流電路對(duì)所述第3線圈 和所述第4線圈上生成的電壓進(jìn)行整流；對(duì)從所述第2整流電路和所述第3 整流電路輸出的電壓進(jìn)行平滑化并輸出。
在本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中，在降壓動(dòng)作中，所述第l控制電路 還可以對(duì)應(yīng)于電壓被降低的輸出電壓，對(duì)接通和斷開所述第1 第6開關(guān)中 的每一個(gè)的時(shí)間進(jìn)行相位控制，把所述輸出電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的低電壓。
在本發(fā)明的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中，在降壓動(dòng)作中，所述第l控制電路 還可以對(duì)應(yīng)于電壓被降低的輸出電壓，對(duì)接通所述第1 第6開關(guān)中的每一 個(gè)的時(shí)間進(jìn)行脈沖寬度控制，把所述輸出電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的低電壓。
根據(jù)本發(fā)明，在從高電壓向低電壓的降壓動(dòng)作中，第1變壓器的二次側(cè) 線圈和第2變壓器的二次側(cè)線圈被并聯(lián)連接。因此，和現(xiàn)有的例子同樣地， 通過對(duì)匝數(shù)比和開關(guān)轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制，能夠獲得規(guī)定的電壓。更進(jìn)一步地，在 從低電壓向高電壓的升壓動(dòng)作中，第1變壓器的一次側(cè)線圈和第2變壓器的 一次側(cè)線圈被串聯(lián)連接。因此，通過在各個(gè)線圏上感應(yīng)出的電壓而獲得的電的和值電壓)。從而，除了 對(duì)應(yīng)于變壓器的匝數(shù)比而升高電壓之外，還將兩個(gè)變壓器的每個(gè)一次線圈上 感應(yīng)出的電壓相加。其結(jié)果是，使得電壓能夠容易地被升高到高的電壓值。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在升壓動(dòng)作中，將第l和第2變壓器的一次線
圈串聯(lián)連接，使升壓電壓提高。更進(jìn)一步地，對(duì)第l和第2變壓器各自的二 次線圈的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行相位控制，并且，在^f吏相位相差180° 、將升壓電壓的電 壓值設(shè)為相位控制能夠設(shè)定的下限值時(shí)，對(duì)接通第7~第10開關(guān)的時(shí)間進(jìn) 行脈沖寬度(PWM)控制。從而，能夠把所感應(yīng)電壓的電壓值降低到0V。 因此，能夠?qū)⑸龎簞?dòng)作中的升壓電壓的電壓值范圍設(shè)為從0V到對(duì)應(yīng)于匝數(shù) 比的電壓值的2倍。這樣，與現(xiàn)有的DC/DC轉(zhuǎn)換器相比，能夠大幅擴(kuò)展所 輸出的升壓電壓的范圍。
更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，如上所述，將兩個(gè)變壓器的一次 側(cè)線圏之間串聯(lián)連接，將二次側(cè)線圈之間并耳關(guān)連接(但是，在二次側(cè)線圈之 間插入有開關(guān))。在此構(gòu)成中，使電壓降低時(shí)，使用被并聯(lián)連接的二次側(cè)線 圈上感應(yīng)的輸出電壓，使電壓升高時(shí)，使用被串聯(lián)連接的一次側(cè)線圈上感應(yīng) 的輸出電壓。更進(jìn)一步地，組合相位控制以及脈沖寬度控制，用以對(duì)開關(guān)進(jìn) 行接通和斷開控制。因此，不需要像以前那樣，為了與按照匝數(shù)比無法對(duì)應(yīng) 的升壓電壓相對(duì)應(yīng)而設(shè)置另外的升壓電路。從而，才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式， 能夠獲得以下效果與現(xiàn)有的例子相比，能夠在較寬的范風(fēng)內(nèi)控制升壓電壓， 而且，與現(xiàn)有的例子相比，能夠控制零件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)小型化以及低成本化。


圖1是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示例圖； 圖2是用于說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的圖； 圖3A是說明圖l所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的時(shí)序圖； 圖3B是說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的時(shí)序圖； 圖3C是說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的時(shí)序圖；圖4示出了圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的仿真結(jié)果; 圖5示出了圖l所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的升壓動(dòng)作的仿真結(jié)果; 圖6是用于說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的降壓動(dòng)作的圖； 圖7A是說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的降壓動(dòng)作的時(shí)序圖； 圖7B是說明圖1所示的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的降壓動(dòng)作的時(shí)序圖。
符號(hào)說明
1, 2 變壓器
1L， 2L —次側(cè)線圈
ILL, 2LL 漏感(li 一^"一-^ 乂夕、、夕夕)
1A, 1B, 2A, 2B 二次側(cè)線圏
3 —次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部
4 二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部
5 第1控制電路
6 第2控制電路 Bl, B2 電池
D3， D4, D5, D6, D7， D8， D9, DIO， Dll， D12 二才及管 Q3， Q4， Q5， Q6， Q7， Q8, Q9, Q10, Qll, Q12 晶體管
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的雙向DC/DC (Direct Current/Direct Current)轉(zhuǎn)換器加以說明。圖1是同 一 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意框圖。
如圖1所示，基于本發(fā)明的實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于在高電壓 V。H的電池B1和低電壓V。L的電池B2之間，對(duì)電壓值降低的一方，從另一 方補(bǔ)充能量，從而抑制電壓值的降低。
在圖1中，基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，在升壓處理的電壓轉(zhuǎn)換(能量轉(zhuǎn)換)中，二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4把電池B2中的直流低電壓V。L 部分轉(zhuǎn)換為單相矩形波交流電壓。 一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3對(duì)該單相矩形波交流
電壓進(jìn)行整流，轉(zhuǎn)換為直流高電壓V。h。
另一方面，雙向DC/DC逆變器，在降壓處理的能量轉(zhuǎn)換中， 一次側(cè)正 交轉(zhuǎn)換部3把電池B1中的直流高電壓V。h部分轉(zhuǎn)換為單相矩形波交流電壓。 二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4對(duì)該單相矩形波交流電壓進(jìn)行整流，轉(zhuǎn)換為直流低電壓
V。l。
在圖1中， 一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3是由N溝道型MOS晶體管(以下稱為 晶體管)Q3、 Q4、 Q5、 Q6、 Q7、 Q8和第l控制電路5構(gòu)成。 一次側(cè)正交 轉(zhuǎn)換部3為逆變器結(jié)構(gòu)。
晶體管Q3 、 Q5以及Q7的漏極被分別連接到高電壓電池B1的+側(cè)端
子TvoH上。
晶體管Q4、 Q6以及Q8的源極被分別連接到高電壓電池Bl的-側(cè)端
子TVoHL上。
晶體管Q3的源極與晶體管Q4的漏極通過連接點(diǎn)Kl相連接。晶體管 Q5的源極與晶體管Q6的漏極通過連接點(diǎn)K2相連接，晶體管Q7的源極與 晶體管Q8的漏極通過連4妻點(diǎn)K3相連接。
從第1控制電路5向晶體管Q3、 Q4、 Q5、 Q6、 Q7以及Q8的柵極分 別輸入控制信號(hào)S3、 S4、 S5、 S6、 S7以及S8。
第l控制電路5以"H，，電平或者"L"電平輸出各個(gè)控制信號(hào)，控制 一次側(cè)線圈1L和一次側(cè)線圈2L中各自所流過的電流的方向，使其按照一 定的周期變?yōu)榉聪?。從而，?duì)變壓器1的一次側(cè)線圈1L和變壓器2的一次 側(cè)線圏2L分別施加單相矩形波交流電壓。
二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4是由N溝道型MOS晶體管(以下稱為晶體管)Q9、 QIO、 Qll、 Q12和第2控制電路6構(gòu)成。
晶體管Q9和Q10的漏極被分被別連接到低電壓電池的+側(cè)端子TV。L上。同樣地，晶體管Qll和Q12的漏極被分別連接到低電壓電池的+側(cè)端 子TvoL上。
晶體管Q9的源極被連接到變壓器1中的線圈1A的端子T1AM (變壓器 1的二次側(cè)線圈的一端)上。從第2控制電路6向晶體管Q9的柵極輸入控 制信號(hào)S9。
晶體管Q10的源極被連接到變壓器1中的線圈1B的端子T1B (變壓器 1的二次側(cè)線圈的另一端)上。從第2控制電路6向晶體管Q10的柵極輸入 控制信號(hào)SIO。
晶體管Qll的源極被連接到變壓器2中的線圈2A的端子T2AM (變壓 器2的二次側(cè)線圈的一端)上。從第2控制電路6向晶體管Qll的柵極輸 入控制信號(hào)Sll。
晶體管Q12的源極被連接到變壓器2中的線圈2B的端子T2B (變壓器 2的二次側(cè)線圈的另一端)上。從第2控制電路6向晶體管Q12的柵極輸入 控制信號(hào)S12。
第2控制電路6在升壓動(dòng)作中進(jìn)行兩種控制，即相位控制，其使得對(duì) 晶體管Q9以及Q10各自的接通/斷開進(jìn)行控制的周期，和對(duì)晶體管Qll以 及Q12各自的接通/斷開進(jìn)行控制的周期的相位發(fā)生變化；以及PWM( Pulse Width Modulation)控制，其使得令晶體管接通的脈沖寬度發(fā)生變化。第2 控制電路6通過進(jìn)行上述相位控制以及PWM控制，從而以推挽操作來控制 晶體管Q9和Q10以及晶體管Qll和Q12,對(duì)電壓進(jìn)行升壓，使得串聯(lián)連接 的一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的電壓變成升壓電壓的電壓值。即，為了使 高電壓變成預(yù)先設(shè)定的電壓值而進(jìn)行控制。
即，第2控制電路6通過對(duì)使控制信號(hào)S9和S10變成"H"電平或者 "L"電平的周期，以及，使控制信號(hào)Sll和S12變成"H，，電平或者"L"電 平的周期的相位進(jìn)行改變的相位控制，來控制升壓電壓的電壓值。
并且，第2控制電路6在控制信號(hào)S9和S10與控制信號(hào)Sll和S12的 開關(guān)轉(zhuǎn)換的相位相差180°時(shí)，為了使基于相位控制的升壓電壓的電壓值的下限值進(jìn)一步降低，對(duì)使各個(gè)晶體管Q9 Q12接通的脈沖寬度進(jìn)行PWM控制。
如上所述，在二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4中，由晶體管Q9 Q12構(gòu)成的復(fù)合 開關(guān)的結(jié)構(gòu)，成為生成兩個(gè)單相矩形波交流電壓的逆變器結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)內(nèi)容將在后面描述，對(duì)應(yīng)上述的單相矩形波交流電壓， 一次側(cè)正交 轉(zhuǎn)換部3，根據(jù)在二次側(cè)線圈中的線圈1A和1B以及二次側(cè)線圏中的線圈 2A和2B上流過的電流，將一次側(cè)線圈1L和一次側(cè)線圈2L各自在互為相 同的相位上感應(yīng)的電壓相加，并對(duì)該電壓進(jìn)行單相全波整流，生成高電壓
V。H。
該一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3,通過基于各個(gè)晶體管Q3 Q8的寄生二極管 D3 ~ D8的全橋整流，對(duì)串聯(lián)連接的一次側(cè)線圈1L和2L之間感應(yīng)的單相矩 形波交流電壓進(jìn)4于整流。
在升壓動(dòng)作中，如下所示，也可以不進(jìn)4亍全橋整流，而采用其他的方法 進(jìn)行整流。即，還可以通過同步整流，即由第1控制電路5與晶體管Q9~ Q12的上述開關(guān)轉(zhuǎn)換同步地進(jìn)行晶體管Q3 Q8的接通和斷開，來對(duì)一次線 圈1L、 2L上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓進(jìn)行整流。
在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中，由晶體管Q3 Q8構(gòu)成的復(fù)合開關(guān)的結(jié)構(gòu)， 是生成兩個(gè)單相矩形波交流電壓的逆變器結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)內(nèi)容將在后面描述，對(duì)應(yīng)上述的單相矩形波交流電壓，二次側(cè)正交 轉(zhuǎn)換部4，才艮據(jù)在一次側(cè)線圈1L和2L上流過的電流，對(duì)作為二次側(cè)線圈的 線圈1A和1B與二次側(cè)線圈中的線圏2A和2B各自在互為相反的相位上感 應(yīng)的電壓進(jìn)行單相全波整流，生成j氐電壓V。L。
該二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4,通過基于后述的晶體管Q9和Q10的寄生二極 管D9和D10的中點(diǎn)(中心抽頭)全波整流，對(duì)在二次側(cè)線圏中的線圏1A 和1B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓進(jìn)4于整流。
同樣地，二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4,通過基于后述的晶體管Qll和Q12的 寄生二極管Dll和D12的中點(diǎn)全波整流，對(duì)在二次線圈2A和2B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓進(jìn)4亍整流。
在降壓動(dòng)作中，如下所示，也可以不進(jìn)行中點(diǎn)全波整流，而采用其他的 方法進(jìn)行整流。即，還可以通過同步整流，即由第2控制電路6與晶體管
Q3 Q8的上述開關(guān)轉(zhuǎn)換同步地進(jìn)行晶體管Q9-Q12的接通和斷開，來對(duì)二 次側(cè)線圈中的線圏1A、 1B、 2A和2B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓進(jìn)行整
、、六
即，第1控制電路5進(jìn)行控制，以使相對(duì)于控制信號(hào)S5和S6的相位， 控制信號(hào)S3和S4的相位以及控制信號(hào)S7和S8的相位發(fā)生變化，從而控 制被降壓的低電壓的電壓值。這些控制信號(hào)S5和S6是在對(duì)應(yīng)于連接點(diǎn)K2 的晶體管Q5和Q6的柵級(jí)上施加的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)S3和S4是在對(duì)應(yīng) 于連接點(diǎn)Kl的晶體管Q3和Q4的柵級(jí)上施加的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)S7和 S8是在對(duì)應(yīng)于連接點(diǎn)K3的晶體管Q7和Q8的柵級(jí)上施加的控制信號(hào)?？?制信號(hào)S3和S4、控制信號(hào)S5和S6、以及控制信號(hào)S7和S8變成"H"電 平和"L"電平的周期為相同長度。
變壓器1是由一次側(cè)線圈1L，以及由在中點(diǎn)(中心抽頭)P1被分割的 線圏1A和1B組成的二次側(cè)線圏所構(gòu)成的。在變壓器1中，例如， 一次側(cè) 線圈1L與二次側(cè)線圏中的線圈1A和IB各自之間的匝數(shù)比設(shè)為N: 1 。中 點(diǎn)Pl被連接到電池B2的_側(cè)端子Tv。!x上。在一次側(cè)線圈1L中，串聯(lián)地 插入有漏感1LL。漏感1LL與一次側(cè)線圈1L通過端子T化b相連^^。
同樣地，變壓器2是由一次側(cè)線圈2L,以及由在中點(diǎn)P2被分割的線圏 2A和線圏2B組成的二次側(cè)線圈所構(gòu)成的。在變壓器2中，例如， 一次側(cè)線 圏2L與二次側(cè)線圏中的線圈2A和2B各自之間的匝數(shù)比與變壓器1同樣地 設(shè)為N: 1。中點(diǎn)P2被連接到電池B2的-側(cè)端子Tv。ll上。
在一次側(cè)線圈2L中，串4關(guān)地插入有漏感2LL。漏感2LL與一次側(cè)線圈 2L通過端子T幾b連接。在本實(shí)施方式中， 一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3以及二次正 直交轉(zhuǎn)換部4均未使用扼流圈。在本實(shí)施方式中，為了使電壓平滑化，利用 上述的變壓器1和變壓器2的一次側(cè)線圈的漏感1LL和2LL。作為漏感ILL和2LL,可以如上所述使用變壓器的漏磁(U —々一-)，也可以另外附加。 在使用變壓器的漏磁時(shí)，能夠減少零件的數(shù)量。
在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中，連接點(diǎn)K2與連接到一次側(cè)線圈1L上的漏 感ILL的端子T化以及一次側(cè)線圈2L的端子T2lm相連接。
連接點(diǎn)K3與一次側(cè)線圈1L的端子T工m相連接。連接點(diǎn)Kl與連接到 一次側(cè)線圈2L上的漏感2LL的端子T^相連接。
變壓器1的一次側(cè)線圈1L與變壓器2的一次側(cè)線圈2L，按照分別插入 有漏磁變壓器ILL和2LL的結(jié)構(gòu)，在連接點(diǎn)K3和連接點(diǎn)Kl之間被串聯(lián)連 接。
如上所述，二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4，與一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3將一次側(cè)線圈 1L和2L串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)不同。在二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4中，通過各個(gè)晶體管 Q9、 QIO、 Q11以及Q12,將變壓器1的二次側(cè)線圏和變壓器2的二次側(cè)線 圈的輸出并聯(lián)連接。
從而，基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，當(dāng)從低電壓向高電壓升 高電壓時(shí)，除了對(duì)應(yīng)于變壓器的匝數(shù)比升高電壓之外，還將分別在串聯(lián)連接 的兩個(gè)變壓器的線圈上感應(yīng)的電壓相加。因此，會(huì)有效地升高電壓。
基于本實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器，不只對(duì)作為各個(gè)開關(guān)的晶體管Q9、 QIO、 Qll以及Q12的接通和斷開的時(shí)間進(jìn)行相位控制，還對(duì)使各晶體管變 為接通狀態(tài)的脈沖寬度進(jìn)行PWM控制。因此，能夠?qū)⒒谙辔豢刂频纳龎?電壓的電壓值的下限值更進(jìn)一 步地通過PWM控制降j氐到0V附近。
從而，基于本實(shí)施方式的DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠在從電壓值V, ( V1:低電 壓V化x匝數(shù)比x2)到0V的范圍內(nèi)，控制電壓升高動(dòng)作中的升壓電壓。
另一方面，基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，當(dāng)從高電壓向低電 壓降低電壓時(shí)，因?yàn)槎蝹?cè)線圈的各個(gè)線圈被并聯(lián)連接，所以能夠進(jìn)行和以 前同樣的降壓處理。
下面^吏用圖2以及圖3A 3C，對(duì)基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換 器的升壓動(dòng)作進(jìn)行說明。圖3A 3C是說明基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器從低電壓向高電壓的升壓動(dòng)作的時(shí)序圖。所謂從低電壓向高電壓的升 壓處理是指，例如將數(shù)V左右的電壓轉(zhuǎn)換到100V以上的電壓的處理。在二 次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4中，進(jìn)行基于相位控制的升壓處理。在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部
3中，對(duì)一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Va和Vb進(jìn)行全 橋整流。從而，產(chǎn)生高電壓。此時(shí)，第1控制電路3向晶體管Q3-Q8輸出 "L"電平的控制信號(hào)S3 S8。因此，晶體管Q3 Q8全部變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。
圖2是為了進(jìn)行升壓動(dòng)作，將負(fù)載代替電池Bl插入在+側(cè)端子Tv。h和 -側(cè)端子Tv。hl之間的結(jié)構(gòu)。補(bǔ)充能量的低電壓V。L的電池B2被連接到二次 側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4。在以下的說明中，利用二極管D3 - D8的全橋結(jié)構(gòu)，通過 一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Va和Vb的橋式整流，來 進(jìn)行整流動(dòng)作。如上所述，也可以按照采用同步整流對(duì)一次側(cè)線圈1L和2L 上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Va和Vb進(jìn)行整流的方式，來進(jìn)行整流動(dòng)作。
在以下的說明所使用的圖3A 3C中，把接通/斷開晶體管Q9和Q10 的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期設(shè)為Tl周期。把接通/斷開晶體管Q10和Qll的開關(guān)轉(zhuǎn)換 周期設(shè)為T2周期。把該Tl周期和T2周期的相位差設(shè)為ATT。
<二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4的變壓器1和2的驅(qū)動(dòng)控制的相位，即，Tl周 期和T2周期的相位相同(ATT=0)的情況圖3A〉
在t,時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S9和控制信號(hào)Sll從"L，，電 平變化為"H"電平(通過相同相位的控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)晶體管)，使控制信 號(hào)S10和控制信號(hào)S12從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q9和晶體管Qll變?yōu)榻油?，另一?面，晶體管Q10和晶體管Q12變?yōu)閿嚅_。
從而，從未圖示的低電壓電池(圖2所示的低電壓電池B2)向變壓器 1的二次側(cè)線圏中的線圈1A流過電 流ilAM
(在圖2中，從端子T^m向中點(diǎn)
Pl)。更進(jìn)一步地，同樣地從該低電壓電池B2向變壓器2的二次側(cè)線圏中 的線圈2A流過電流i2AM (在圖2中，從端子12雄向中點(diǎn)P2)。
因此，在一次側(cè)線圏lL上流過電流im，在該一次側(cè)線圈1L兩端的端子T化m和端子T化之間，感應(yīng)出與變壓器1的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。同樣地，
在二次側(cè)線圈2L上流過電流i2F，在該一次側(cè)線圈2L兩端的端子T2lm和端 子T化之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。
例如，如果變壓器1和變壓器2雙方的匝數(shù)比設(shè)為N: 1，那么，在端
子T化m與端子T化之間以及端子T2lm與端子T2L之間，分別感應(yīng)出NxV。l
的電壓(電壓值V" NxV。L)。
因?yàn)?一次側(cè)線圈1L和一次側(cè)線圏2L被串聯(lián)連接，所以在被串聯(lián)連接 的線圈兩端的端子T化m和端子丁2L之間產(chǎn)生電壓(電壓值V2: 2xNxV。l)。
一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)出的電壓(連接點(diǎn)K3和連接點(diǎn)Kl之間的 電壓，電壓值V2: 2xNxV。l)，通過漏感ILL和2LL被平滑化，并通過 二極管D7和D4，從+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子Tv。hl,作為高電壓V。h被輸 出。
在t2時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S10和控制信號(hào)S12從"L" 電平變化為"H"電平(通過相同相位的控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)晶體管)，使控制 信號(hào)S9和控制信號(hào)Sll從"H，，電平變化為"L'，電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q10和晶體管Q12變?yōu)榻油ǎ硪?方面，晶體管Q9和晶體管Qll變?yōu)閿嚅_。
從而，在變壓器1的二次側(cè)線圈中的線圏1B上流過電流i1B2 (在圖2 中，從端子T^向中點(diǎn)Pl )。更進(jìn)一步地，在變壓器2的二次側(cè)線圈中的線 圈2B上流過電流i2B2 (在圖2中，從端子T2B向中點(diǎn)P2 )。
因此，在一次側(cè)線圈lL上流過電流i,f,在該一次側(cè)線圏1L兩端的端 子T化m和端子T,l之間，以與t,時(shí)刻相反的極性而感應(yīng)出與變壓器1的匝數(shù) 比對(duì)應(yīng)的電壓。同樣地，在一次側(cè)線圈2L上流過電流i2B，在該一次側(cè)線圈 2L兩端的端子T^m和端子T^之間，以與t！時(shí)刻相反的極性而感應(yīng)出與變 壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。
因?yàn)?一次側(cè)線圈1L和一次側(cè)線圈2L被串耳關(guān)連接，所以在4皮串耳關(guān)連接 的線圏兩端的端子T2L和端子T比m之間產(chǎn)生電壓(電壓值V2: 2xNxV。l,該電壓的極性與^時(shí)刻的電壓極性為相反方向)。
一次側(cè)線圏1L和2L上感應(yīng)出的電壓(連接點(diǎn)Kl和連接點(diǎn)K3之間的 電壓，電壓值V2: 2xNxV。l)，通過漏感ILL和2LL被平滑化，并通過 二極管D3和D8,從+側(cè)端子TV。H和-側(cè)端子Tv。hl，作為高電壓V。h被輸出。
在t3時(shí)刻~ t5時(shí)刻，也重復(fù)進(jìn)行與q時(shí)刻和t2T2時(shí)刻同樣的動(dòng)作。執(zhí)行 將變壓器1和變壓器2各自的一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的電壓相加，使 電壓從低電壓向高電壓升高的處理。
在上述圖3A的情況下，因?yàn)閷?duì)變壓器1和變壓器2的各個(gè)二次線圈進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)的相位是相同的，所以一次線圈1L和一次線圈2L上感 應(yīng)出的電壓以完全相同的相位相互重合。因此，在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中， 能夠高效率地進(jìn)行單相全波整流，生成電壓值最大的高電壓。
<二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4的變壓器1和2的驅(qū)動(dòng)控制的相位，即，T3周 期和T4周期的相位相差90。的情況(ATT—0。)圖3B 〉
在ti時(shí)刻之前的時(shí)刻，第2控制電路6，以"L，，電平輸出控制信號(hào)S9 和控制信號(hào)Sll,另一方面，以"H"電平輸出控制信號(hào)S10和控制信號(hào)S12。 此時(shí)，晶體管Q10和晶體管Q12為接通，晶體管Q9和晶體管Qll為斷開。
在ti時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S9從"L"電平變化為"H" 電平，使控制信號(hào)S10從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q9變?yōu)榻油?，另一方面，晶體管 Q10變?yōu)閿嚅_。此時(shí)，晶體管Q11為斷開，晶體管Q12為接通。
從而，變壓器1的二次側(cè)線圈中的線圈1A上流過電流i1AM。更進(jìn)一步
地，變壓器2的二次側(cè)線圈中的線圏2B上流過電流i2B2。
因此，在一次側(cè)線圈lL上流過電流i^，在該一次側(cè)線圈1L兩端的端
子T化m和端子T化之間，感應(yīng)出與變壓器1的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。另一方面，
在一次側(cè)線圏2L上流過電流i2B,在該一次側(cè)線圈2L兩端的端子T化m和端
子T2L之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。例如，如果變壓器1和變壓器2雙方的匝數(shù)比分別設(shè)為N: 1，那么， 在一次線圈1L和一次線圈2L的各個(gè)端子之間，感應(yīng)出各自的相反極性的 電壓(電壓值V1: NxV。L)。
因此， 一次線圏1L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V" NxV。L)，通過漏感 ILL被平滑化，并通過二極管D7和D6，從+側(cè)端子Tv。h和_側(cè)端子TV。HL，
作為高電壓V。h^皮輸出。
同樣地， 一次線圈2L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V" NxV。J ,通過漏 感2LL ^皮平滑4b,并通過二4及管D3和D6， /人+側(cè)端子IV。h和-側(cè)端子 TV。HL，作為高電壓V。H被輸出。
在tn時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S11從"L"電平變化為"H，， 電平，使控制信號(hào)S12從"H"電平變化為"L"電平。
從而，晶體管Q11接通，晶體管Q12斷開。真結(jié)果是，在線圏2A上流 過電流i2AM，在一次側(cè)線圈2L上，感應(yīng)出和一次側(cè)線圈1L相同極性的電壓 (電壓值V" NxV。L)。
因?yàn)榫w管Q9處于接通狀態(tài)，所以在線圈1A上流過電流i1AM,在一 次側(cè)線圈1L上流過電 流im， 感應(yīng)出電壓(電壓值V!: NxV。L)。
因?yàn)橐淮蝹?cè)線圈1L和一次側(cè)線圈2L被串聯(lián)連接，所以在4皮串聯(lián)連接 的線圈兩端的端子T!lm和端子T2L之間產(chǎn)生電壓(電壓值V2: 2 xNx V。L)。
一次線圈1L和2L上感應(yīng)出的電壓(連接點(diǎn)K3和連接點(diǎn)Kl之間的電 壓，電壓值V2: 2xNxV。l),通過漏感ILL和2LL 一皮平滑化，并通過二 極管D7和D4，從+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子Tv。hl，作為高電壓V必被輸出。
在t2時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S9從"H，，電平變化為"L，， 電平，使控制信號(hào)S10從"L"電平變化為"H"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q10變?yōu)榻油?，另一方面，晶體管 Q9變?yōu)閿嚅_。
乂人而，在變壓器1的二次側(cè)線圈中的線圈1B上流過電流i1B2。另一方 面，在變壓器2的二次側(cè)線圈中的線圈2A上流過和電流i1B2相反極性的電流i2AM。
因此，在一次側(cè)線圈2L上流過電流i2F，在該一次側(cè)線圏2L兩端的端 子T化m和端子T幾之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓(電壓值 V〃 NxV。J 。另一方面，在一次側(cè)線圈lL上流過電流i,f,感應(yīng)出與一次 線圈2L上感應(yīng)出的電壓相反4及性的電壓(電壓^f直V" NxV。L)。
因此， 一次線圈1L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V" NxV。L),通過漏感 ILL被平滑化，并通過二極管D5和D8,從+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子TV。HL， 作為高電壓V。h被輸出。
同樣地， 一次線圈2L上感應(yīng)出的電壓(電壓值Vr NxV。L)，通過漏 感2LL被平滑化，并通過二極管D5和D4，從+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子
Tv。hl，作為高電壓V。h被輸出。
在121時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S11從"H，，電平變化為"L" 電平，使控制信號(hào)S12從"L"電平變化為"H"電平。
從而，晶體管Q11斷開，晶體管Q12接通。其結(jié)果是，在線圈2A上流 過電流i2B2，在一次側(cè)線圈2L上流過電流i犯，在一次側(cè)線圈2L上感應(yīng)出與 一次側(cè)線圈2L相同極性的電壓(電壓值Vi: NxV。L )。
另一方面，因?yàn)榫w管Q10處于接通狀態(tài)，所以在線圈1B上流過電流 im2，在一次線圏lL上流過電流i,f,在一次側(cè)線圈1L上感應(yīng)出電壓(電壓 值V!: NxV。l)。
因?yàn)橐淮蝹?cè)線圈1L和一次側(cè)線圈2L被串聯(lián)連接，所以在一皮串耳關(guān)連接 的線圏兩端的端子丁2l和端子T比m之間產(chǎn)生電壓(電壓值V2: 2 xNx V。l)。
一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)出的電壓(連接點(diǎn)K3和連接點(diǎn)Kl之間的 電壓，電壓值V2: 2xNxV。l)，通過漏感ILL和2LL ^皮平滑化，并通過 二極管D7和D4，從+側(cè)端子Tv。h和_側(cè)端子Tv。hl，作為高電壓V。h被輸 出。
在t3時(shí)刻~ t51時(shí)刻，也重復(fù)進(jìn)4亍與t,時(shí)刻和t21時(shí)刻同樣的動(dòng)作。即， 執(zhí)行將變壓器1和變壓器2各自的一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的電壓相加，使電壓值從低電壓向高電壓升壓的處理。
在上述圖3B的情況下，因?yàn)閷?duì)變壓器1和變壓器2的各個(gè)二次線圏進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)的相位相差90° ，所以一次側(cè)線圈1L和一次側(cè)線圏2L 上感應(yīng)出的電壓以相差90。的相位相互重合。因此，和圖3A的情況相比， 電壓V。h為電壓值V2( V2: 2xNxV。l)的期間，即相同相位的期間變成一半。
因此，在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中，在+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子Tv。hl之間電
壓的電壓值分別為電壓值V2 ( V2: 2xNxV。l)和電壓值V! (Vr. NxV。L)的 期間內(nèi)，電壓"fe照漏感ILL和2LL的電感一皮平滑化。
<二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4的變壓器1和2的驅(qū)動(dòng)控制的相位，即，Tl周 期和T2周期的相位相差180°的情況(ATT=180° ):圖3C〉
在q時(shí)刻之前的時(shí)刻，第2控制電路6，以"L"電平輸出控制信號(hào)S9 和控制信號(hào)S12,另一方面，以"H，，電平輸出控制信號(hào)S10和控制信號(hào)Sll。 因此，在該時(shí)點(diǎn)，晶體管Q10和晶體管Qll接通，晶體管Q9和晶體管Q12 斷開。
在q時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S9和S12從"L"電平變化為 "H，，電平，使控制信號(hào)S10和Sll從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q9和Q12變?yōu)榻油?，另一方面，?體管Q10和Qll變?yōu)閿嚅_。
A/v而，在變壓器1的二次側(cè)線圈中的線圈lA上流過電流hAM，并且在 變壓器2的二次側(cè)線圈中的線圈2B上流過電流i2B2。
因此，在一次側(cè)線圈1L上流過電流i1B,在該一次側(cè)線圈1L兩端的端 子T化m和端子T^之間，感應(yīng)出與變壓器1的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。另一方面， 在一次側(cè)線圈2L上流過電流i2B，在該一次側(cè)線圈2L兩端的端子T2lm和端 子T凡之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓。
例如，如果變壓器1和變壓器2雙方的匝數(shù)比分別設(shè)為N: 1,那么， 在一次線圈1L和一次線圏2L的各個(gè)端子之間，感應(yīng)出各自的相反極性的 電壓(電壓值V" NxV。l)。壓(電壓值V!: NxV。L)，通過漏感
ILL被平滑化，并通過二極管D7和D6,從+側(cè)端子Tv。h和_側(cè)端子TV。HL， 作為高電壓V。h被輸出。
同樣地， 一次線圈2L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V" NxV。L)，通過漏 感2LL被平滑化，并通過二極管D3和D6,從+側(cè)端子Ty。h和-側(cè)端子
Tv。hl，作為高電壓V。h被輸出。
在t2時(shí)刻，第2控制電路6，使控制信號(hào)S9和S12從"H，，電平變化為 "L"電平，使控制信號(hào)S10和Sll從"L"電平變化為"H"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q10和Qll變?yōu)榻油ǎ硪环矫妫?晶體管Q9和S12變?yōu)閿嚅_。
從而，在變壓器1的二次側(cè)線圏中的線圈1B上流過電流"B2。另一方
面，在變壓器2的二次側(cè)線圈中的線圈2A上流過和電流im2相反極性的電
流丄2am。
因此，在一次側(cè)線圈2L上流過電流i2F,在該一次側(cè)線圏2L兩端的端 子T化m和端子Ta之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的電壓(電壓值 V" NxV。L)。另一方面，在一次側(cè)線圈lL上流過電流i!f,在該一次側(cè)線 圈1L兩端的端子TiLM和端子T比之間，感應(yīng)出與變壓器2的匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的 電壓(電壓值Vt: NxV。L)。 一次側(cè)線圈1L上感應(yīng)的電壓和一次側(cè)線圈2L 上感應(yīng)的電壓為相反4及性。
因此， 一次線圈1L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V^ NxV。L)，通過漏感 ILL被平滑化，并通過二極管D5和D8,從+側(cè)端子Tv。h和_側(cè)端子TVoHL，
作為高電壓V。h被輸出。
同樣地， 一次線圈2L上感應(yīng)出的電壓(電壓值V!: NxV。L),通過漏 感2LL ^皮平滑化，并通過二極管D5和D4， /人+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子
Tv。hl，作為高電壓V。h被輸出。
在t3時(shí)刻 ts時(shí)刻，也重復(fù)進(jìn)行與t,時(shí)刻和t2時(shí)刻同樣的動(dòng)作。即，執(zhí)
行將變壓器1和變壓器2各自的一次側(cè)線圈1L和2L上感應(yīng)的電壓相加，
22使電壓值從低電壓向高電壓升壓的處理。
如果該Tl周期和T2周期的相位相差180° ,如圖4所示，在通過相位 控制而在一次側(cè)線圏1L和2L上未產(chǎn)生相同極性的電壓的狀態(tài)下，得到以 由匝數(shù)比確定的電壓值為最低值的升壓電壓。圖4的橫軸表示Tl和T2周
期的相位所相差的角度，縱軸表示+側(cè)端子Tv。h和_側(cè)端子Tv。hl之間升壓
電壓的電壓值。圖4示出了對(duì)低電壓V化為100V，匝數(shù)比為一次側(cè)二次 側(cè)=9: 1的情況進(jìn)行仿真后的結(jié)果。
然而，為了把升壓電壓的下限值設(shè)為與其匝數(shù)比對(duì)應(yīng)的下限值以下，在 Tl周期和T2周期的相位相差180°的狀態(tài)下，對(duì)使各個(gè)晶體管接通的"H" 電平的脈沖寬度進(jìn)行PWM控制。從而，能夠把升壓電壓的電壓值設(shè)為，與 通過臣數(shù)比設(shè)定相比更低的下限值。即，如圖5所示，通過把脈沖寬度設(shè)為 "0",能夠把升壓電壓控制到0V。在圖5中，橫軸為占空比(f二一亍Y ),
縱軸表示+側(cè)端子Tv。h和-側(cè)端子Tv。hl之間升壓電壓的電壓值。
如上所述，能夠在升壓電壓的上限值(T1周期和T2周期的相位相同時(shí)， 電壓值V2: 2xNx V。J和下限值(Tl周期和T2周期的相位相差180°并 且使晶體管接通的期間為"0"時(shí)，電壓值0V)的較寬范圍內(nèi)，任意地控 制升壓電壓的電壓值。
下面使用圖6以及圖7A和圖7B,對(duì)基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC轉(zhuǎn) 換器的降壓動(dòng)作進(jìn)行說明。圖6示出了說明基于本實(shí)施方式的雙向DC/DC 轉(zhuǎn)換器從高電壓向低電壓的降壓動(dòng)作的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。所謂從高電 壓向低電壓的降壓處理是指，例如將IOOV的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)V左右的電壓的 處理。在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中，進(jìn)行基于相位控制的降壓處理，在二次側(cè) 正交轉(zhuǎn)換部4中，對(duì)二次側(cè)線圈中的線圈1A和1B上感應(yīng)的單相矩形波交 流電壓Vc或者二次側(cè)線圈中的線圈2A和2B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓 Vd進(jìn)行中點(diǎn)全波整流。從而，產(chǎn)生低電壓。此時(shí)，第2控制電路3向晶體 管Q9 Q12輸出"L，，電平的控制信號(hào)S9 S12。因此，晶體管Q9 Q12 全部變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。圖6示出為了進(jìn)行降壓動(dòng)作，將負(fù)載代替電池B2插入在+側(cè)端子Tv化 和-側(cè)端子Tv。!x之間的結(jié)構(gòu)。在圖6中，補(bǔ)充能量的高電壓V。h的電池B1 被連接到一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3。在以下的說明中，整流動(dòng)作是，通過二極管 D9和D10以及二極管Dl 1和D12的中點(diǎn)全波整流，對(duì)二次側(cè)線圈中的線圏 1A和1B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Vc以及二次側(cè)線圈中的線圏2A和 2B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Vd進(jìn)行整流。
像已經(jīng)敘述的那樣，也可以按照采用對(duì)晶體管Q9 Q12進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換 的同步整流，對(duì)二次側(cè)線圈中的線圏1A和1B上感應(yīng)的單相矩形波交流電 壓Vc以及二次側(cè)線圈中的線圈2A和2B上感應(yīng)的單相矩形波交流電壓Vd 進(jìn)行整流的方式，來進(jìn)4于整流動(dòng)作。
在以下的說明所使用的圖6中，把接通/斷開晶體管Q5和Q6的開關(guān)轉(zhuǎn) 換周期設(shè)為T3周期。把接通/斷開晶體管Q3和Q4的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期設(shè)為T4 周期。把接通/斷開晶體管Q7和Q8的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期設(shè)為T5周期。把T4周 期和T5周期相對(duì)于T3周期的相位差設(shè)為AT。 T4周期相對(duì)于T3周期，相 位超前了 AT。另一方面，T5周期相對(duì)于T3周期，相位滯后了AT。
例如，4巴一次側(cè)線圏1L與線圈1A和線圏1B之間的匝凄史比i殳為N: 1, 同樣地，把一次側(cè)線圈2L與線圏2A和線圈2B之間的匝數(shù)比設(shè)為N: 1。
<T3周期與T4周期和T5周期的相位相差180° (-AT)的情況圖
7A>
在ti時(shí)刻，第1控制電路5，使控制信號(hào)S4、控制信號(hào)S5以及控制信 號(hào)S8從"L"電平變化為"H"電平，使控制信號(hào)S3、控制信號(hào)S6以及控 制信號(hào)S7從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q4、晶體管Q5以及晶體管Q8變?yōu)?接通，另一方面，晶體管Q3、晶體管Q6以及晶體管Q7變?yōu)閿嚅_。
從而，在一次側(cè)線圈lL上流過電流hF (從端子T比向端子T^lm)。在
一次側(cè)線圏2L上流過電流i2F(從端子丁2LM向端子t2l)。因此，在線圏1B
和線圈2A上感應(yīng)出電壓(電壓值V3:( 1/N) V。h)。另一方面，在線圈1A和線圈2B上，感應(yīng)出與線圈IB和線圈2A上感應(yīng)出的電壓相反才及性的 電壓(電壓值V4: - ( 1/N ) V。H )。
線圈1B上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: (1/N)V。h),通過二4及管D10 輸出到+側(cè)端子TV。L。同樣地，線圈2A上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: ( 1/N) V。h)，通過二極管Dll輸出到+側(cè)端子TV。L。
因此，在+側(cè)端子Tv。l和-側(cè)端子Ty。ll之間，輸出根據(jù)變壓器1的漏
感ILL以及變壓器2的漏感2LL的電感而被平滑化的低電壓V化。
其結(jié)果是，線圈1A上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: (1/N)V。h)向端子 Tv。l輸出，并且線圏2B上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: (1/N)V。h)也向端
子Tv。!^lT出。
為了使電壓平滑化，未使用扼流圈。在本實(shí)施方式中，為了使電壓平滑 化，利用了變壓器1和變壓器2的一次側(cè)線圈的漏感。
在t2時(shí)刻，第1控制電路5，使控制信號(hào)S3、控制信號(hào)S6以及控制信 號(hào)S7從"L"電平變化為"H"電平，使控制信號(hào)S4、控制信號(hào)S5以及控 制信號(hào)S8從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q3、晶體管Q6以及晶體管Q7變?yōu)?接通，另一方面，晶體管Q4、晶體管Q5以及晶體管Q8變?yōu)閿嚅_。
從而，在一次側(cè)線圈1L上流過電流i1B (從端子T化m向端子T1L)，在
一次側(cè)線圈2L上流過電流i2B(從端子T2L向端子丁2LM)。因此，在線圈1A
和線圈2B上感應(yīng)出電壓(電壓值V3: ( 1/N) V。h)。另一方面，在線圏 1B和線圏2A上感應(yīng)出電壓(電壓值V4: - (1/N)V。h)。
線圈1A上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: (1/N)V。h),通過二^l管D9 輸出到+側(cè)端子丁￥化。同樣地，線圈2B上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: ( 1/N) V。h),通過二極管D12輸出到+側(cè)端子TV。L。
從而，在+側(cè)端子Tv。l和-側(cè)端子Tv。ll之間，輸出根據(jù)變壓器l的漏
感ILL以及變壓器2的漏感2LL的電感而被平滑化的低電壓V。L。
<T3周期與T4周期和T5周期的相位相差90° (AT)的情況圖7B〉
在t,時(shí)刻之前的時(shí)刻，第l控制電路5，以"L，，電平輸出控制信號(hào)S4、 S5以及S7，以"H"電平輸出控制信號(hào)S3、 S6以及S8。因此，晶體管Q4、 Q5以及Q7變?yōu)閿嚅_，晶體管Q3、 Q6以及Q8接通。
在t,時(shí)刻，第1控制電路5，使控制信號(hào)S5從"L"電平變化為"H" 電平，使控制信號(hào)S6從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q5變?yōu)榻油ǎ硪环矫?，晶體管 Q6變?yōu)閿嚅_。
此時(shí)，第1控制電路5，以"H"電平輸出控制信號(hào)S3和S8，以"L" 電平輸出控制信號(hào)S4和S7。
從而，晶體管Q3和Q8處于接通狀態(tài)，晶體管Q4和Q7處于斷開狀態(tài)。
如上所述，晶體管Q3、 Q5以及Q8處于接通狀態(tài)，晶體管Q4、 Q6以 及Q7處于斷開狀態(tài)。因此，通過晶體管Q5和晶體管Q8,在一次側(cè)線圏1L 上流過電流i1F (從端子T化向端子T1LM)。另一方面，因?yàn)榫w管Q3和 Q5處于接通狀態(tài)，所以端子T^和端子T兀M處于相同電位，因而在一次側(cè) 線圈2L上沒有電流流過。
因此，在變壓器1的二次側(cè)的線圏1B上流過電流iiB2，在線圈1B上感 應(yīng)出電壓(電壓值V3: ( 1/N) V。h)。另一方面，在線圈1A上感應(yīng)出相反 極性的電壓(電壓值V4: - (1/N) V。H)。
從而，線圈1B上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: U/N)V。h)，通過二極 管D10輸出到+側(cè)端子TV。L。
在+側(cè)端子Tv化和-側(cè)端子Ty。LL之間，輸出才艮據(jù)變壓器1的漏感ILL 以及變壓器2的漏感2LL的電感而一皮平滑化的^f氐電壓V。L。
在tn時(shí)刻，第l控制電路5，使控制信號(hào)S4和S7從"L"電平變化為 "H"電平，使控制信號(hào)S3和S8從"H"電平變化為"L"電平。
此時(shí)，第l控制電路5，以"H"電平輸出控制信號(hào)S5，以"L，，電平 輸出控制信號(hào)S6。
26如上所述，晶體管Q4、 Q5以及Q7處于接通狀態(tài)，晶體管Q3、 Q6以 及Q8處于斷開狀態(tài)。因此，通過晶體管Q5和晶體管Q4,在一次側(cè)線圏2L 上流過電流i2F (從端子丁2lm向端子T2L)。另一方面，因?yàn)榫w管Q5和 Q7處于接通狀態(tài)，所以端子T仏m和端子T仏處于相同電位，因而在一農(nóng)側(cè) 線圏1L上沒有電流流過。
因此，在變壓器1的二次側(cè)的線圈1B上流過電流i2AM,在線圏2A上 感應(yīng)出電壓(電壓值V3: (1/N)V。h),在線圈2B上感應(yīng)出相反極性的電 壓(電壓值V4: - ( 1/N) V。h)。
從而，線圈2A上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: ( 1/N ) V。h ),通過二極 管Dll輸出到+側(cè)端子TV。L。
在+側(cè)端子Tv。l和-側(cè)端子Tv化l之間，輸出才艮據(jù)變壓器1的漏感ILL 以及變壓器2的漏感2LL的電感而被平滑化的低電壓V。L。
在t2時(shí)刻，第1控制電路5，使控制信號(hào)S6從"L"電平變化為"H" 電平，使控制信號(hào)S5從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q6變?yōu)榻油?，另一方面，晶體管 Q5變?yōu)閿嚅_。
此時(shí)，晶體管Q4和Q7為接通，另一方面，晶體管Q3和Q8為斷開。 如上所述，晶體管Q4、 Q6以及Q7處于接通狀態(tài)，晶體管Q3、 Q5以 及Q8處于斷開狀態(tài)。因此，通過晶體管Q7和晶體管Q6，在一次側(cè)線圈1L 上流過電流i1B (從端子T化m向端子T1L)。另一方面，因?yàn)榫w管Q4和
Q6處于接通狀態(tài)，所以端子T2lm和端子T2L處于相同電位，因而在一次側(cè)
線圏2L上沒有電流流過。
因此，在變壓器1的二次側(cè)的線圏lA上流過電流i,am,在線圈1A上 感應(yīng)出電壓(電壓值V4: (1/N)V。h)，在線圏1B上感應(yīng)出相反極性的電 壓(電壓值V4: - ( 1/N) V。h)。
從而，線圈2A上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: (1/N)V。h),通過二極 管D9輸出到+側(cè)端子TV。L。在+側(cè)端子Tv化和_側(cè)端子TV。ll之間，輸出才艮據(jù)變壓器1的漏感ILL
以及變壓器2的漏感2LL的電感而一皮平滑化的低電壓V。L。
在&時(shí)刻，第l控制電路5，使控制信號(hào)S3和S8從"L"電平變化為 "H"電平，使控制信號(hào)S4和S7從"H"電平變化為"L"電平。
控制信號(hào)如上述變化，使得晶體管Q3和Q8變?yōu)榻油?，晶體管Q4和
Q7變?yōu)閿嚅_。
此時(shí)，晶體管Q6為接通，另一方面，晶體管Q5為斷開。
如上所述，晶體管Q3、 Q6以及Q8處于接通狀態(tài)，晶體管Q4、 Q5以 及Q7處于斷開狀態(tài)。因此，通過晶體管Q3和晶體管Q6,在一次側(cè)線圈2L 上流過電流i2B (從端子T2l向端子T2LM)。另一方面，因?yàn)榫w管Q6和 Q8處于接通狀態(tài)，所以端子T化m和端子T化處于相同電位，因而在一次側(cè) 線圈1L上沒有電流流過。
因此，在變壓器1的二次側(cè)的線圏2B上流過電流i犯2，在線圈2B上感 應(yīng)出電壓(電壓值V3: (1/N)V。h)，在線圈2A上感應(yīng)出相反^^性的電壓 (電壓值V4: _ ( 1/N) V。h)。
從而，線圈2B上感應(yīng)出的電壓(電壓值V3: ( 1/N ) V。h )，通過二極 管D12輸出到+側(cè)端子TV。L。
在+側(cè)端子Tv化和-側(cè)端子Tv。ll之間，輸出根據(jù)變壓器1的漏感ILL 以及變壓器2的漏感2LL的電感而^C平滑化的低電壓V。L。
在圖7B的情況下，因?yàn)門4周期和T5周期的相位相對(duì)于T3周期相差 90。，所以與相位相差180°的情況相比，變壓器l和變壓器2各自的單相 矩形波交流電壓的幅度變成了一半。在該電壓的幅度變?yōu)橐话氲钠陂g內(nèi)，在 二次側(cè)線圏上感應(yīng)出單相矩形波交流電壓。在二次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部4中，對(duì)該 單相矩形波交流電壓進(jìn)行對(duì)應(yīng)于脈沖寬度的單相全波整流，產(chǎn)生電壓值對(duì)應(yīng) 于相位差A(yù)T的低電壓V。l。
在t3時(shí)刻~ t51時(shí)刻，也重復(fù)進(jìn)行與t,時(shí)刻~ t21時(shí)刻同樣的動(dòng)作，通過 變壓器1和變壓器2中的推挽操作，進(jìn)行使電壓從高電壓向低電壓降壓的處理。
在圖7B中，Tl周期與T2周期的時(shí)間相等，對(duì)于控制信號(hào)S5和S6與 控制信號(hào)S3 、 S4、 S7以及S8,上述T3周期與T4和T5周期的相位相差A(yù)T=90
o
像在圖7A和圖7B中說明的那樣，使得相對(duì)于控制信號(hào)S5和控制信號(hào) S6信號(hào)電平變化的周期，控制信號(hào)S3和S4與控制信號(hào)S6和S7的信號(hào)電 平變化為"H"電平和"L"電平的周期的相位差發(fā)生變化(調(diào)整相位差)。 因此，能夠控制電流在一次側(cè)線圈1L和2L上流過的期間，并控制二次側(cè) 線圏上感應(yīng)的電壓脈沖寬度，從而能夠任意地控制低電壓V化的電壓值。
在一次側(cè)正交轉(zhuǎn)換部3中，也可以不通過相位控制來控制電流在一次側(cè) 線圈1L和2L上流過的期間，而是調(diào)整控制信號(hào)S3 S8的脈沖寬度。即， 也可以通過進(jìn)行PWM控制，即對(duì)使各個(gè)晶體管Q3 Q8變?yōu)榻油顟B(tài)的脈 沖寬度進(jìn)行控制，來控制一次側(cè)線圈1L和2L上電流流過的期間，并控制 所感應(yīng)的脈沖寬度。
本發(fā)明能夠適用于雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器。根據(jù)該雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，在 從高電壓向低電壓的降壓動(dòng)作中，和現(xiàn)有的例子同樣地，通過對(duì)匝數(shù)比以及 開關(guān)轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制，就能夠獲得規(guī)定的電壓。更進(jìn)一步地，在從低電壓向高 電壓的升壓動(dòng)作中，除了對(duì)應(yīng)于變壓器的匝數(shù)比而升高電壓之外，還將兩個(gè) 變壓器的每個(gè)一次線圈上感應(yīng)出的電壓相加，所以能夠容易地把電壓升高到 高的電壓值。
權(quán)利要求
1、一種雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，在高電壓側(cè)與低電壓側(cè)相互之間轉(zhuǎn)換電壓，所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器包括第1變壓器，具有第1一次側(cè)線圈，以及由在第1中點(diǎn)被分割的第1線圈和第2線圈組成的第1二次側(cè)線圈；第2變壓器，具有與所述第1一次側(cè)線圈串聯(lián)連接的第2一次側(cè)線圈，以及由在第2中點(diǎn)被分割的第3線圈和第4線圈組成的與所述第1二次線圈并聯(lián)連接的第2二次側(cè)線圈；第1開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圈的一端和第2一次側(cè)線圈的一端的連接點(diǎn)與高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第2開關(guān)，被插入在所述連接點(diǎn)和高電壓側(cè)的-側(cè)端子之間；第3開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圈的另一端和所述高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第4開關(guān)，被插入在所述第1一次側(cè)線圈的另一端和所述高電壓側(cè)的-側(cè)端子之間；第5開關(guān)，被插入在所述第2一次側(cè)線圈的另一端和所述高電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第6開關(guān)，被插入在所述第2一次側(cè)線圈的另一端和所述高電壓側(cè)的-側(cè)端子之間；第7開關(guān)，被插入在所述第1線圈側(cè)的第1二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第8開關(guān)，被插入在所述第2線圈側(cè)的第1二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；第9開關(guān)，被插入在所述第3線圈側(cè)的第2二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間；以及第10開關(guān)，被插入在所述第4線圈側(cè)的第2二次線圈的端子和所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間，所述第1中點(diǎn)和所述第2中點(diǎn)與所述低電壓側(cè)的-側(cè)端子相連接，所述第7開關(guān)、所述第8開關(guān)、所述第9開關(guān)以及所述第10開關(guān)分別將二次線圈的所述第1端子、所述第2端子、所述第3端子以及所述第4端子與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，進(jìn)一步包括 第2控制電路，控制所述第7~第IO開關(guān)；以及第1整流電路，與所述第1一次側(cè)線圏和所述第2—次側(cè)線圏相連接， 在升壓動(dòng)作中，所述第2控制電路，控制所述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)，以使所述第1線 圏側(cè)的第1二次線圈的端子以及所述第2線圏側(cè)的第1二次線圏的端子與所述 低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間的連接按照第1周期發(fā)生變化，進(jìn)行推挽操作，以使 所述第1一次側(cè)線圈上流過的電流的方向按照所述第l周期變?yōu)橄喾矗⑶遥?控制所述第9開關(guān)和所述第IO開關(guān)，以使所述第3線圈側(cè)的第2二次線圏的端 子以及所述第4線圈側(cè)的第2 二次線圈的端子與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子之間 的連接按照第2周期發(fā)生變化，進(jìn)行推挽操作，以使所述第2—次側(cè)線圈上流 過的電流的方向按照所述第2周期變?yōu)橄喾?，從而使所述? —次側(cè)線圈上流 過的電流的方向變?yōu)榕c所述第1一次線圈上流過的電流相同的方向，所述第1整流電路，對(duì)從所述第1整流電路輸出的在所述第1一次側(cè)線圈 和第2—次側(cè)線圏上感應(yīng)的電壓的和值電壓進(jìn)行平滑化，并作為升壓電壓輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第2控制電路，分別對(duì)所述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)與所述第9開關(guān) 和所述第10開關(guān)的接通和斷開的時(shí)間進(jìn)行相位控制，把所述升壓電壓設(shè)為預(yù)先 設(shè)定的電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第2控制電路，通過相位控制分別對(duì)所述第7開關(guān)和所述第8開關(guān)與 所述第9開關(guān)和所述第IO開關(guān)的接通和斷開的時(shí)間進(jìn)行相位控制，并且，對(duì)接通所述第7~第IO開關(guān)中的每一個(gè)的時(shí)間進(jìn)行脈沖寬度控制，據(jù)此，把所述升壓電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，進(jìn)一步包括第1控制電路，控制所述第1~第6開關(guān)，使所述連接點(diǎn)以及所述第1 一次側(cè)線圏的另一端和所述第2 —次側(cè)線圈的另一端分別與所述高電壓側(cè)的+側(cè)端子和-側(cè)端子中的任意一個(gè)相連接；第2整流電路，與所述第1線圈和所述第2線圈相連接；以及第3整流電路，其輸出與所述第2整流電路的輸出并聯(lián)連接，所述第3整流電路與所述第3線圈和所述第4線圈相連接，在降壓動(dòng)作中，所述第1控制電路控制所述第1~第6開關(guān)的接通和斷開，使其按照第3周期發(fā)生變化，按照所述第3周期使所述第1一次側(cè)線圈和第2 —次側(cè)線圈上流過的電流的方向變?yōu)橄喾?，所述?整流電路對(duì)所述第1線圈和所述第2線圏上生成的電壓進(jìn)行整流，所述第3整流電路對(duì)所述第3線圈和所述第4線圏上生成的電壓進(jìn)行整流，對(duì)從所述第2整流電路以及所述第3整流電路輸出的電壓進(jìn)行平滑化并輸出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，在降壓動(dòng)作中，所述第l控制電路，對(duì)應(yīng)于電壓被降低的輸出電壓，對(duì)接通和斷開所述第1~第6開關(guān)中的每一個(gè)的時(shí)間進(jìn)行相位控制，把所述輸出電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的低電壓。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，在降壓動(dòng)作中，所述第l控制電路，對(duì)應(yīng)于電壓被降低的輸出電壓，對(duì)接通所述第1~第6開關(guān)中的每一個(gè)的時(shí)間進(jìn)行脈沖寬度控制，把所述輸出電壓設(shè)為預(yù)先設(shè)定的低電壓。
全文摘要
一種雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠在較寬范圍內(nèi)控制升壓電壓，包括三個(gè)串聯(lián)電路(3)，將第1-第6開關(guān)(Q3-Q8)分別兩兩串聯(lián)地連接在高電壓側(cè)的+側(cè)端子和-側(cè)端子之間；兩個(gè)變壓器(1、2)，其一次線圈串聯(lián)連接，該一次線圈的輸入端子(T1LM、T1L、T2LM、T2L)與所述開關(guān)元件的連接點(diǎn)(K1-K3)相連接，所述變壓器的二次線圈分別在中點(diǎn)(P1、P2)被分割，所述中點(diǎn)與低電壓側(cè)的-側(cè)端子相連接；以及第7-第10開關(guān)(Q9-Q12)，將所述二次線圈的各個(gè)端子(T1AM、T1B、T2AM、T2B)與所述低電壓側(cè)的+側(cè)端子相連接。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101689808SQ20088002169
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者佐藤久夫, 多田信裕 申請(qǐng)人:新電元工業(yè)株式會(huì)社