雙向dcdc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種謀求效率的進(jìn)一步提高的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其具備：控制部，當(dāng)直流電壓線（L1）向直流電壓線（L2）傳送直流電力時(shí)，在第1直流交流轉(zhuǎn)換部將第1直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓（Vac2）而輸出到第1線圈間，且在第2直流交流轉(zhuǎn)換部對(duì)交流電壓（Vac3）進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成第2直流電壓，當(dāng)從直流電壓線（L2）向直流電壓線（L1）傳送直流電力時(shí)，在第2直流交流轉(zhuǎn)換部對(duì)第2直流電壓進(jìn)行開關(guān)而在第2線圈產(chǎn)生交流電流（Iac1），且在第1直流交流轉(zhuǎn)換部對(duì)在第1線圈產(chǎn)生的交流電流（Iac2）進(jìn)行整流而生成第1直流電壓的開關(guān)控制處理，控制部在流到各線間的電流下降的輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，設(shè)置停止開關(guān)控制處理的實(shí)行的停止期間而間歇地實(shí)行控制處理。
【專利說明】雙向DCDC轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連接在第I直流電壓線(例如，連接有從商用交流電源生成的直流電壓的ACDC轉(zhuǎn)換器等的直流電壓線)和第2直流電壓線(例如，連接有蓄電器等的直流電壓線)之間且在第I直流電壓線和第2直流電壓線之間雙向地傳送直流電力的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為這種雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，本申請(qǐng) 申請(qǐng)人:已經(jīng)提出了下述專利文獻(xiàn)I中所公開的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器的方案。該雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器(DOTC轉(zhuǎn)換器)具備變壓器、通過控制施加在變壓器的初級(jí)側(cè)(初級(jí)線圈)的電壓來進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換的電壓型電力轉(zhuǎn)換器、通過控制流到變壓器次級(jí)側(cè)(次級(jí)線圈)的電流來進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換的電流型電力轉(zhuǎn)換器、以及控制電壓型電力轉(zhuǎn)換器和電流型電力轉(zhuǎn)換器的控制器，被構(gòu)成為可以實(shí)行基于供給至電壓型電力轉(zhuǎn)換器側(cè)的軌電壓(直流電壓)生成直流電壓而對(duì)連接于電流型電力轉(zhuǎn)換器側(cè)的蓄電器進(jìn)行充電的動(dòng)作、以及基于對(duì)蓄電器充電的直流電壓生成直流電壓而作為軌電壓輸出的動(dòng)作。
[0003]具體而言，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器中，當(dāng)對(duì)蓄電器進(jìn)行充電時(shí)，電壓型電力轉(zhuǎn)換器利用開關(guān)元件對(duì)軌電壓進(jìn)行開關(guān)而生成交流電壓并輸出到變壓器的初級(jí)線圈，由此變壓器的次級(jí)線圈所產(chǎn)生的交流電壓由電流型電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成直流電壓，并且輸出到蓄電器。另一方面，當(dāng)從蓄電器放電時(shí)，電流型電力轉(zhuǎn)換器利用開關(guān)元件開關(guān)從蓄電器供給的直流電壓而生成交流電流并輸出到變壓器的次級(jí)線圈，由此從變壓器的初級(jí)線圈輸出的交流電流由電壓型電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成直流電壓，并且將轉(zhuǎn)換后的直流電壓作為軌電壓輸出。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-5266號(hào)公報(bào)(第6頁，第I圖)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]然而，現(xiàn)有的雙向ECDC轉(zhuǎn)換器存在以下應(yīng)改善的技術(shù)問題。S卩，在該雙向ECDC轉(zhuǎn)換器中，控制部即使在供給蓄電器的充電電流少的時(shí)候(即，電流型電力轉(zhuǎn)換器的負(fù)載為輕負(fù)載時(shí))，也會(huì)按照與充電電流多的時(shí)候相同的恒定開關(guān)周期連續(xù)地操作電壓型電力轉(zhuǎn)換器和電流型電力轉(zhuǎn)換器的開關(guān)動(dòng)作。因此，由于在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)元件中常常發(fā)生開關(guān)損耗(導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗)，因此，存在難以進(jìn)一步提高效率這樣的應(yīng)該解決的技術(shù)問題。
[0009]本發(fā)明有鑒于為了改善這樣的技術(shù)問題而作出的，其目的在于提供一種能夠謀求進(jìn)一步提高效率的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器。
[0010]解決技術(shù)問題的手段[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器，是連接在第I直流電壓線與第2直流電壓線之間，在該第I直流電壓線與該第2直流電壓線之間雙向傳送直流電力的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，具備:具有第I線圈和第2線圈的變壓器、配設(shè)在所述第I直流電壓線與所述第I線圈之間的第I直流交流轉(zhuǎn)換部、配設(shè)在所述第2線圈與所述第2直流電壓線之間的第2直流交流轉(zhuǎn)換部、以及實(shí)行如下開關(guān)控制處理的控制部:當(dāng)從所述第I直流電壓線向所述第2直流電壓線傳送所述直流電力時(shí)，對(duì)所述第I直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)來自于第I直流電壓線的直流電壓進(jìn)行開關(guān)而轉(zhuǎn)換成交流電壓并且輸出到所述第I線圈間的開關(guān)動(dòng)作，并且對(duì)所述第2直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)起因于在該第I線圈間輸出該交流電壓而在所述第2線圈間產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成直流電壓并且輸出到所述第2直流電壓線的整流動(dòng)作；當(dāng)從所述第2直流電壓線向所述第I直流電壓線傳送所述直流電力時(shí)，對(duì)所述第2直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)來自于所述第2直流電壓線的直流電壓進(jìn)行開關(guān)而在所述第2線圈產(chǎn)生交流電流的開關(guān)動(dòng)作，并且對(duì)所述第I直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)起因于在該第2線圈產(chǎn)生所述交流電流而在所述第I線圈產(chǎn)生的交流電流進(jìn)行整流而生成直流電壓并輸出到所述第I直流電壓線的整流動(dòng)作，所述控制部，在從所述第I直流電壓線流入的電流、流出到所述第I直流電壓線的電流、從所述第2直流電壓線流入的電流、以及流出到所述第2直流電壓線的電流中的至少I個(gè)的電流下降而成為輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，設(shè)置停止所述開關(guān)控制處理的實(shí)行的停止期間而轉(zhuǎn)移到間歇地實(shí)行該開關(guān)控制處理的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?，并且將該開關(guān)控制處理的實(shí)行期間的所述I個(gè)電流的電流值維持在預(yù)先規(guī)定的電流值，并且控制該實(shí)行期間與所述停止期間的各長度比，控制該實(shí)行期間和該停止期間合起來的期間的該I個(gè)電流的平均電流值。
[0012]另外，本發(fā)明所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，具備將從所述第I直流電壓線流入的電流和流出到所述第2直流電壓線的電流中的任意一個(gè)電流值作為第I電流值進(jìn)行檢測(cè)的第I電流檢測(cè)部，所述控制部將從所述第I電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第I閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰贗閾值大的預(yù)先規(guī)定的第2閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控制處理。
[0013]另外，本發(fā)明所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，具備將流出到所述第I直流電壓線的電流和從所述第2直流電壓線流入的電流中的任意一個(gè)電流值作為第2電流值進(jìn)行檢測(cè)的第2電流檢測(cè)部，所述控制部將從所述第2電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第3閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰?閾值大的預(yù)先規(guī)定的第4閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控制處理。
[0014]另外，本發(fā)明所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，具備檢測(cè)從所述第I直流電壓線流入的電流和流出到所述第I直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部、以及檢測(cè)從所述第2直流電壓線流入的電流和流出到所述第2直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部中的任意一個(gè)的電流檢測(cè)部，所述控制部將從所述一個(gè)電流檢測(cè)部所檢測(cè)的所述各電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第I閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰贗閾值大的預(yù)先規(guī)定的第2閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控制處理。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]在本發(fā)明所涉及的DCDC轉(zhuǎn)換器中，在輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，控制部設(shè)定停止實(shí)行第I直流電壓線控制處理的停止期間而間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理，在輕負(fù)載以外時(shí)，連續(xù)地實(shí)行開關(guān)控制處理。因此，根據(jù)該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，與在輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)也與輕負(fù)載狀態(tài)以外時(shí)同樣地連續(xù)實(shí)行開關(guān)處理的結(jié)構(gòu)不同，能夠避免輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)的停止期間的開關(guān)損耗的產(chǎn)生，由此，能夠降低輕負(fù)載狀態(tài)下的開關(guān)損耗，其結(jié)果，能夠提高該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的效率。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所涉及的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，控制部在將從第I直流電壓線向第2直流電壓線傳送直流電力時(shí)的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌拈_關(guān)控制處理的實(shí)行期間的電流的電流值維持在預(yù)先規(guī)定的電流值(例如，在從第I直流電壓線向第2直流電壓線的方向上傳送直流電力時(shí)雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值)的狀態(tài)下,控制實(shí)行期間與停止期間的長度比，控制實(shí)行期間和停止期間合起來的期間的電流的平均電流值，因而能夠提高雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的效率。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所涉及的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，控制部在將從第2直流電壓線向第I直流電壓線傳送直流電力時(shí)的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌拈_關(guān)控制處理的實(shí)行期間的電流的電流值維持在預(yù)先規(guī)定的電流值(例如，在從第2直流電壓線向第I直流電壓線的方向上傳送直流電力時(shí)雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值)的狀態(tài)下,控制實(shí)行期間與停止期間的長度比，控制實(shí)行期間和停止期間合起來的期間的電流的平均電流值，故而能夠提高雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的效率。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，將從第I電流檢測(cè)部所檢測(cè)的第I電流值變?yōu)榈贗閾值以下時(shí)開始到變?yōu)榈?閾值以上為止，作為輕負(fù)載狀態(tài)，控制部間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理，因而，即使在第I電流值變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下，也能夠切實(shí)地避免控制部陷入在短期間交替地反復(fù)實(shí)行通常動(dòng)作模式與間歇?jiǎng)幼髂Ｊ竭@樣的振蕩狀態(tài)，故而能夠穩(wěn)定地實(shí)行從第I直流電壓線向第2直流電壓線的方向的直流電力的傳遞。
[0020]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，將從第2電流檢測(cè)部所檢測(cè)的第2電流值變?yōu)榈?閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸鹊?閾值以上時(shí)為止作為輕負(fù)載狀態(tài)，控制部間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理，因而，即使在第2電流值變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下，也能夠切實(shí)地避免控制部陷入在短期間交替地反復(fù)實(shí)行通常動(dòng)作模式與間歇?jiǎng)幼髂Ｊ竭@樣的振蕩狀態(tài)，故而能夠穩(wěn)定地實(shí)行在從第2直流電壓線向第I直流電壓線的方向上的直流電力的傳遞。
[0021]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，具備檢測(cè)從第I直流電壓線流入的電流和流出到第I直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部、以及檢測(cè)從第2直流電壓線流入的電流和流出到第2直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部中的任意一個(gè)的電流檢測(cè)部，該一個(gè)電流檢測(cè)部檢測(cè)流到雙向(充電方向和放電方向)的電流，因此能夠使雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略化，其結(jié)果，能夠謀求產(chǎn)品成本的降低。另外，根據(jù)該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，通過使對(duì)流到充電方向的電流和流到放電方向的電流的閾值共用，能夠降低閾值的設(shè)定所需要的耗費(fèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2是適用了雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的電源系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)圖。[0024]圖3是用于說明雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的動(dòng)作的各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa?Sd，SI, S2的波形圖。
[0025]圖4是用于說明雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌某潆妱?dòng)作的波形圖。
[0026]圖5是用于說明雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌姆烹妱?dòng)作的波形圖。
[0027]符號(hào)說明:
[0028]I 雙向DCDC轉(zhuǎn)換器
[0029]3 ACDC 轉(zhuǎn)換器
[0030]4 蓄電器
[0031]13 變壓器
[0032]13a 第 I 線圈
[0033]13b 第 2 線圈
[0034]14 第I直流交流轉(zhuǎn)換部
[0035]15 第2直流交流轉(zhuǎn)換部
[0036]18 電流檢測(cè)部
[0037]19 控制部
[0038]12 電流
[0039]Ithl 第 I 閾值
[0040]Ith2 第 2 閾值
[0041]LI 第I直流電壓線
[0042]L2 第2直流電壓線
[0043]Vl 第I直流電壓
[0044]V2 第2直流電壓
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方式。
[0046]圖1所示的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器1，作為一個(gè)例子，使用在圖2所示的電源系統(tǒng)2。該電源系統(tǒng)2,作為一個(gè)例子，如該圖所不，具備雙向DCDC轉(zhuǎn)換器1、ACDC轉(zhuǎn)換器3和蓄電器4,基于從未圖不的商用交流電源輸出的交流電壓Vacl生成第I直流電壓VI，輸出到負(fù)載5。作為負(fù)載5例如可以是以直流電壓動(dòng)作的電子設(shè)備或直流電機(jī)，也可以是其他的蓄電器。
[0047]首先，參照附圖1，2說明電源系統(tǒng)2的各構(gòu)成要素的動(dòng)作概要。
[0048]在電源系統(tǒng)2中，在從未圖示的商用交流電源將規(guī)定的電壓值范圍內(nèi)的交流電壓Vacl供給A⑶C轉(zhuǎn)換器3時(shí)，A⑶C轉(zhuǎn)換器3將所輸入的交流電壓Vacl電壓轉(zhuǎn)換(交流直流轉(zhuǎn)換)成一定的電壓值(高壓側(cè)的規(guī)定(目標(biāo))電壓值Vlref)的第I直流電壓VI，并且經(jīng)由第I直流電壓線Lla，Llb (以下，不特別區(qū)別時(shí)稱為“第I直流電壓線LI”)輸出到負(fù)載5。另外，A⑶C轉(zhuǎn)換器3將該第I直流電壓Vl輸出到第I輸入輸出端子11a，Ilb (以下，不特別區(qū)別時(shí)稱為“第I輸入輸出端子11”)連接于第I直流電壓線Lla，Llb的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I。雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I對(duì)從第I輸入輸出端子11輸入的該第I直流電壓Vl進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換(直流直流(D⑶C)轉(zhuǎn)換)而生成第2直流電壓V2，并且從第2輸入輸出端子12a，12b (以下，不特別區(qū)別時(shí)稱為“第2輸入輸出端子12”)經(jīng)由連接了第2輸入輸出端子12a，12b的第2直流電壓線L2a，L2b (以下，不特別區(qū)別時(shí)稱為“第2直流電壓線L2”)輸出到蓄電器4，由此將蓄電器4充電(S卩，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電器4的充電動(dòng)作)至一定的電壓值(低壓側(cè)的規(guī)定(目標(biāo))電壓值V2ref)。
[0049]另一方面，從商用交流電源供給A⑶C轉(zhuǎn)換器3的交流電壓Vacl的電壓值低于上述的電壓值范圍時(shí)，從ACDC轉(zhuǎn)換器3輸出的第I直流電壓Vl的電壓值也下降(即，成為從ACDC轉(zhuǎn)換器3輸出到負(fù)載5的第I直流電壓Vl的電壓值未達(dá)到規(guī)定電壓值Vlref的狀態(tài))。此時(shí)，雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I對(duì)經(jīng)由第2直流電壓線L2供給第2輸入端子12的蓄電器4所蓄積的直流電力(第2直流電壓V2)進(jìn)行變壓轉(zhuǎn)換，從第I輸出端子11經(jīng)由第I直流電壓線LI輸出到A⑶C轉(zhuǎn)換器3側(cè)(具體而言是負(fù)載5)，由此使第I直流電壓Vl的電壓值上升至接近規(guī)定電壓值Vlref (即實(shí)行對(duì)蓄電器4的放電動(dòng)作)。由此，交流電壓Vacl的電壓值即使是在低于上述的電壓值范圍時(shí)，也能對(duì)負(fù)載5繼續(xù)輸出規(guī)定電壓值Vlref的第I直流電壓VI。
[0050]接著，參照?qǐng)D1說明雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I。
[0051]首先，說明雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的結(jié)構(gòu)。雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I具備第I輸入輸出端子11、第2輸入輸出端子12、變壓器13、第I直流交流轉(zhuǎn)換部14、第2直流交流轉(zhuǎn)換部15、電壓檢測(cè)部16，17、電流檢測(cè)部18，19和控制部20，并如上述那樣連接在第I直流電壓線LI(ACDC轉(zhuǎn)換器3偵D與第2直流電壓線L2 (蓄電器4偵彳)之間，在第I直流電壓線LI與第2直流電壓線L2之間直流電力雙向傳遞。再有，關(guān)于電流檢測(cè)部18，19，如后述那樣，可以采用使用其中任意一種的結(jié)構(gòu)、以及使用兩種的結(jié)構(gòu)。
[0052]變壓器13，作為一個(gè)例子，具備相互電絕緣的第I線圈13a和第2線圈13b。另外，第2線圈13b配設(shè)有中心抽頭。
[0053]第I直流交流轉(zhuǎn)換部14是電壓型電力轉(zhuǎn)換器，如圖1所示，配設(shè)在ACDC轉(zhuǎn)換器3與第I線圈13a之間，具體而言，在與A⑶C轉(zhuǎn)換器3和負(fù)載5連接的第I輸入輸出端子11與第I線圈13a之間。另外，第I直流交流轉(zhuǎn)換部14，作為一個(gè)例子，具備全橋型連接的4 個(gè)開關(guān)兀件(在本例中，是 η 溝道 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)) 21，22，23，24、以及電容器25。在這種情況下，電容器25連接在第I輸入輸出端子lla, Ilb之間。
[0054]開關(guān)元件21，22通過使開關(guān)元件21的源極端子與開關(guān)元件22的漏極端子連接而相互串聯(lián)連接。另外，開關(guān)元件21，22的串聯(lián)電路，通過使開關(guān)元件21的漏極端子連接于第I輸入輸出端子Ila并且開關(guān)元件22的源極端子連接于第I輸入輸出端子11b，從而連接于第I輸入輸出端子11a，Ilb之間。
[0055]同樣，開關(guān)元件23，24，通過使開關(guān)元件23的源極端子與開關(guān)元件24的漏極端子連接而相互串聯(lián)連接。另外，開關(guān)元件23，24的串聯(lián)電路，通過使開關(guān)元件23的漏極端子連接于第I輸入輸出端子Ila并且開關(guān)元件24的源極端子連接于第I輸入輸出端子11b，從而在第I輸入輸出端子11a，Ilb間以并聯(lián)狀態(tài)與開關(guān)元件21，22的串聯(lián)電路連接。另夕卜，開關(guān)元件21的源極端子與開關(guān)元件22的漏極端子的連接點(diǎn)連接有變壓器13的第I線圈13a的一端，開關(guān)元件23的源極端子與開關(guān)元件24的漏極端子的連接點(diǎn)連接有第I線圈13a的另一端。
[0056]第2直流交流轉(zhuǎn)換部15是電流型電力轉(zhuǎn)換器，如圖1所示，配設(shè)在第2線圈13b與蓄電池4之間，具體而言，在連接于蓄電器4的第2輸入輸出端子12與第2線圈13b之間。另外，第2直流交流轉(zhuǎn)換部15，作為一個(gè)例子，具備經(jīng)由第2線圈13b而連接的2個(gè)開關(guān)元件(在本例中，是η溝道MOSFET>31,32,電感器33以及電容器34。
[0057]在這種情況下，開關(guān)元件31，32各自的源極端子均連接于第2輸入輸出端子12b。另外，開關(guān)元件31的漏極端子連接于第2線圈13b的一端，開關(guān)元件32的漏極端子連接于第2線圈13b的另一端。電感器33其一端連接于第2線圈13b的中心抽頭，其另一端連接于第2輸入輸出端子12a。電容器34連接在電感器33的另一端與第2輸入輸出端子12b之間。
[0058]電壓檢測(cè)部16連接于第I輸入輸出端子11a，Ilb之間，檢測(cè)第I直流電壓Vl的電壓值Via，并輸出至控制部20。另外，電壓檢測(cè)部17連接于第2輸入輸出端子12a，12b之間，檢測(cè)第2直流電壓V2的電壓值V2a，并輸出至控制部20。
[0059]電流檢測(cè)部18，作為一個(gè)例子，配設(shè)在電容器25中的第I輸入輸出端子Ila側(cè)的端子與第I輸入輸出端子Ila之間，檢測(cè)流到雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I與第I直流電壓線LI之間的電流Il的電流值Ila而輸出到控制部20。在這種情況下，電流檢測(cè)部18，在本例中當(dāng)沿著圖1中的箭頭的朝向流動(dòng)的電流Il (在放電動(dòng)作時(shí)流出到第I直流電壓線LI的第I放電電流)的電流值(第I放電電流值)Ila作為第2電流值進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，作為第2電流檢測(cè)部起作用，當(dāng)以沿著與圖1中的箭頭朝向相反的朝向流動(dòng)的電流Il (充電動(dòng)作時(shí)從第I直流電壓線LI流入的第I充電電流)的電流值(第I充電電流值)Ila作為第I電流值進(jìn)行檢測(cè)時(shí)作為第I電流檢測(cè)部起作用。
[0060]另外，電流檢測(cè)部19,作為一個(gè)例子,配設(shè)在電感器33的另一端與第2輸入輸出端子12a之間，檢測(cè)流到雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I與第2直流電壓線L2之間的電流12的電流值I2a而輸出到控制部20。在這種情況下，電流檢測(cè)部19在本例中當(dāng)以沿著圖1中的箭頭的朝向流動(dòng)的電流12 (在充電動(dòng)作時(shí)流出到第2直流電壓線L2的第2充電電流)的電流值(第2充電電流值)I2a作為第I電流值進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，作為第I電流檢測(cè)部起作用，當(dāng)以沿著與圖1中的箭頭朝向相反的朝向流動(dòng)的電流12 (放電動(dòng)作時(shí)從第2直流電壓線L2流入的第2放電電流)的電流值(第2放電電流值)I2a作為第2電流值進(jìn)行檢測(cè)時(shí)作為第2電流檢測(cè)部起作用。
[0061]控制部20例如使用DSP (Digital Signal Processor:數(shù)字信號(hào)處理器)來構(gòu)成，基于由電壓檢測(cè)部16檢測(cè)的第I直流電壓Vl的電壓值Via、由電壓檢測(cè)部17檢測(cè)的第2直流電壓V2的電壓值V2a、由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流11的電流值(第I放電電流值或第I充電電流值)I Ia和由電流檢測(cè)部19檢測(cè)的電流12的電流值(第2放電電流值或第2充電電流值)I2a中的任一種，通過PWM方式(例如使頻率穩(wěn)定在數(shù)十kHz，并且變更脈沖寬度(占空比)的PWM方式)生成相對(duì)于構(gòu)成第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的4個(gè)開關(guān)元件21，22，23，24的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb, Sc, Sd、以及相對(duì)于構(gòu)成第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的2個(gè)開關(guān)元件31，32的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2并輸出，由此實(shí)行對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14和第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的開關(guān)控制處理。
[0062]再有，當(dāng)像這樣電流檢測(cè)部18，19檢測(cè)雙向流動(dòng)的電流(充電電流和放電電流)的電流值的結(jié)構(gòu)(作為第I電流檢測(cè)部和第2電流檢測(cè)部起作用的結(jié)構(gòu))時(shí)，若雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I具備電流檢測(cè)部18，19中的任一者，則控制部20基于由該一個(gè)電流檢測(cè)部檢測(cè)的電流(充電電流和放電電流)的電流值，能夠進(jìn)行對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14和第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的開關(guān)控制處理。即，當(dāng)控制部20僅具備電流檢測(cè)部18的結(jié)構(gòu)時(shí)，基于電流值(第I放電電流值或第I充電電流值)Ila實(shí)行開關(guān)控制處理，當(dāng)僅具備電流檢測(cè)部19的結(jié)構(gòu)時(shí)，基于電流值(第2放電電流值或第2充電電流值)I2a實(shí)行開關(guān)控制處理。
[0063]關(guān)于各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa?Sd的生成,本例中作為一個(gè)例子,如圖3所不,控制部20通過PWM方式生成相位相差180°的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb，并且將柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa輸出到開關(guān)元件21的柵極端子，且將柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd作為柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd輸出到開關(guān)元件24的柵極端子。另外，控制部20將柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd輸出到開關(guān)元件22的柵極端子，且將柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sb作為柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sc輸出到開關(guān)元件23的柵極端子。在這種情況下，控制部20以在彼此導(dǎo)通期間不重疊的方式生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb，以使所有開關(guān)元件21?24不同時(shí)成為導(dǎo)通的狀態(tài)。另一方面，關(guān)于各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的生成，控制部20，作為一個(gè)例子，生成使柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sb反轉(zhuǎn)的信號(hào)作為柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI輸出到開關(guān)元件31的柵極端子，并且生成使柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa反轉(zhuǎn)的信號(hào)作為柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2輸出到柵極開關(guān)元件32的柵極端子。通過該結(jié)構(gòu)，控制部20以使彼此導(dǎo)通期間部分地(上升時(shí)的一部分期間和下降時(shí)的一部分期間)重疊的方式生成柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2。
[0064]另外，已知有，在包含該雙向EOC轉(zhuǎn)換器I的轉(zhuǎn)換器整體中，響應(yīng)于輸出電流的電流值，例如變壓器的線圈所造成的損耗、開關(guān)元件所造成的損耗、以及電路圖案所造成的損耗變化而弓I起轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換效率變化，此外，也已知有，電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的輸出電流的電流值存在于各個(gè)轉(zhuǎn)換器。在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I，也存在關(guān)于從第I直流電壓線LI向第2直流電壓線L2傳送直流電力時(shí)(本例中充電時(shí))電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流12的電流值I2a的值(最適值)、以及關(guān)于從第2直流電壓線L2向第I直流電壓線LI傳送直流電力時(shí)(本例中是放電時(shí))電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流Il的電流值Ila的值(最適值),這些最適值可以通過實(shí)驗(yàn)或模擬等預(yù)先取得。
[0065]在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，當(dāng)基于由電流檢測(cè)器19檢測(cè)的電流值I2a進(jìn)行控制時(shí)，預(yù)先取得關(guān)于充電時(shí)的電流12的電流值(第2充電電流值)12a的最適值(例如4A)、以及關(guān)于放電時(shí)的電流12的電流值(第2放電電流值)I2a的最適值(例如，3.8A)，各最適值作為關(guān)于電流12的預(yù)先規(guī)定的電流值而被存儲(chǔ)于控制部20。另外，當(dāng)基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流值Ila進(jìn)行控制時(shí)，預(yù)先取得關(guān)于充電時(shí)的電流Il的電流值(第I充電電流值)Ila的最適值(例如，1A)、以及關(guān)于放電時(shí)的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila的最適值(例如，1A),各最適值作為關(guān)于電流Il的預(yù)先規(guī)定的電流值而被存儲(chǔ)于控制部20。
[0066]接著，說明電源系統(tǒng)2的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的動(dòng)作。
[0067]在該雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在通常動(dòng)作模式時(shí)，在圖3所示的時(shí)刻連續(xù)地生成各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb, Sc, Sd并輸出到第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的各開關(guān)元件21，22，23，24，并且連續(xù)地生成各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2并輸出到第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的各開關(guān)元件31，32，由此與相對(duì)應(yīng)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb, Sc, Sd, SI, S2同步而連續(xù)地進(jìn)行各開關(guān)元件21，22，23，24，31，32的導(dǎo)通.關(guān)斷驅(qū)動(dòng)。在這種狀態(tài)下，當(dāng)從第I直流電壓線LI (A⑶C轉(zhuǎn)換器3)向第2直流電壓線L2 (蓄電池4)的方向(充電方向)傳送直流電力時(shí)，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I作為電壓型DCDC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作。另一方面，當(dāng)從第2直流電壓線L2(蓄電池4)向第I直流電壓線LI (A⑶C轉(zhuǎn)換器3)的方向(放電方向)傳送直流電力時(shí)，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I作為電流型DCDC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作。
[0068]在雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I中，當(dāng)增加從第I直流電壓線LI (A⑶C轉(zhuǎn)換器3)向第2直流電壓線L2 (蓄電池4)的方向(充電方向)傳送的直流電力時(shí)(當(dāng)從放電動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到充電動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，以及當(dāng)在充電動(dòng)作狀態(tài)下增加傳送到第2直流電壓線L2的直流電力時(shí))，控制部20，如圖4下圖所示，實(shí)行擴(kuò)大各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb, Sc, Sd的脈沖幅度(提高占空t匕)的開關(guān)控制處理(對(duì)于各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2，實(shí)行減少導(dǎo)通期間的重疊情況的開關(guān)處理)。
[0069]具體而言，在第I直流交流轉(zhuǎn)換部14中，實(shí)行各開關(guān)元件21，22，23，24對(duì)來自于ACDC轉(zhuǎn)換器3的第I直流電壓Vl進(jìn)行開關(guān)而轉(zhuǎn)換成交流電壓Vac2并且輸出到第I線圈13a間的開關(guān)動(dòng)作，在第2直流交流轉(zhuǎn)換部15中，各開關(guān)元件31，32與體二極管31a，32a一起作為整流元件起作用，實(shí)行對(duì)起因于交流電壓Vac2輸出到第I線圈13a間而在第2線圈13b間產(chǎn)生的交流電壓Vac3進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成第2直流電壓V2并且輸出到蓄電器4的整流動(dòng)作。即，控制部20在雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I進(jìn)行充電動(dòng)作時(shí)，連續(xù)地實(shí)行以下開關(guān)控制處理:對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14實(shí)行對(duì)第I直流電壓Vl進(jìn)行開關(guān)而轉(zhuǎn)換成交流電壓Vac2并且輸出到第I線圈13a間的開關(guān)動(dòng)作，且對(duì)第2直流交流轉(zhuǎn)換部15實(shí)行對(duì)第2線圈13b間產(chǎn)生的交流電壓Vac3進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成第2直流電壓V2并且輸出到蓄電器4的整流動(dòng)作。
[0070]在該充電動(dòng)作時(shí)，控制部20，決定為了讓由電壓檢測(cè)部17檢測(cè)的第2直流電壓V2的電壓值接近于規(guī)定電壓值V2ref所需要的電流12的目標(biāo)電流值，控制各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa, Sb, Sc, Sd的占空比，以使由電流檢測(cè)部19檢測(cè)的電流12的電流值(第2充電電流值)I2a接近于目標(biāo)電流值。此時(shí)，電流12的目標(biāo)電流值被限制在規(guī)定的電流值(根據(jù)蓄電器4設(shè)定的充電電流的電流值)以下的值。因此，蓄電器4的充電電平低時(shí)，由于第2直流電壓V2比規(guī)定電壓值V2ref低，因此蓄電器4按恒定電流被充電。再有，控制部20在基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流值(第I充電電流值)Ila進(jìn)行控制的情況下，決定為了讓由電壓檢測(cè)部17檢測(cè)的第2直流電壓V2的電壓值V2a接近于規(guī)定的電壓值V2ref所需要的電流11的目標(biāo)值，控制各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa，Sb, Sc, Sd的占空比，以使由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流值(第I充電電流值)Ila接近于該目標(biāo)電流值。
[0071]另一方面，在雙向Drac轉(zhuǎn)換器I中，當(dāng)從第2直流電壓線L2 (蓄電器4)向第I直流電壓線LI (負(fù)載5)的方向傳送的直流電力增加時(shí)(當(dāng)從充電動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到放電動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，以及當(dāng)在放電動(dòng)作狀態(tài)下增加傳送到第I直流電壓線LI的直流電力時(shí))，控制部20，如圖5下圖所示，實(shí)行擴(kuò)大各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的脈沖幅度(提高占空比)，增加各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的導(dǎo)通期間的重疊情況的開關(guān)控制處理。
[0072]具體而言，在第2直流交流轉(zhuǎn)換部15中，實(shí)行通過各開關(guān)元件31，32對(duì)來自于蓄電器4的第2直流電壓V2進(jìn)行開關(guān)而在第2線圈13b產(chǎn)生交流電流Iacl的開關(guān)動(dòng)作，在第I直流交流轉(zhuǎn)換部14中，各開關(guān)元件21?24與各體二極管21a，22a, 23a, 24a 一起作為整流元件起作用，實(shí)行對(duì)起因于交流電流Iacl在第2線圈13b產(chǎn)生而在第I線圈13a產(chǎn)生的交流電流Iac2進(jìn)行整流而輸出到電容器25 (對(duì)電容器25充電)，由此轉(zhuǎn)換成第I直流電壓Vl并且輸出到第I直流電壓線LI (具體而言，與第I直流電壓線LI連接的負(fù)載5)的整流動(dòng)作。即，控制部20在雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I進(jìn)行放電動(dòng)作時(shí)，連續(xù)地實(shí)行如下開關(guān)控制處理:對(duì)第2直流交流轉(zhuǎn)換部15實(shí)行對(duì)第2直流電壓V2進(jìn)行開關(guān)而在第2線圈13b產(chǎn)生交流電流Iacl的開關(guān)動(dòng)作，且對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14實(shí)行對(duì)第I線圈13間產(chǎn)生的交流電流Iac2進(jìn)行整流，由此生成第I直流電壓Vl而輸出到負(fù)載5的整流動(dòng)作。
[0073]在該充電動(dòng)作時(shí)，各開關(guān)元件31，32如上述那樣由導(dǎo)通期間的重疊狀態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)S1，S2 (圖3中用實(shí)線表示的信號(hào))驅(qū)動(dòng)。因此，當(dāng)各開關(guān)元件31，32同時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)電力(能量)被蓄積在電感器33，其后當(dāng)開關(guān)元件31，32中的一個(gè)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),該電感器33所蓄積的直流電力(能量)經(jīng)由第2線圈13b而供給第I線圈13a側(cè)。由此，在第I線圈13a產(chǎn)生交流電流Iac2?？刂撇?0，實(shí)行如下控制:決定為了讓由電壓檢測(cè)部16檢測(cè)的第I直流電壓Vl的電壓值Vla接近于規(guī)定電壓值Vlref所需要的電流12的目標(biāo)電流值，改變各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的占空比以使由電流檢測(cè)部19檢測(cè)的電流12的電流值(第2放電電流值)I2a接近于目標(biāo)電流值，調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的導(dǎo)通期間的重疊情況。由此，供給負(fù)載5的第I直流電壓Vl的電壓值被維持在規(guī)定電壓值Vlref。再有，控制部20在基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流值(第I放電電流值)Ila進(jìn)行控制的情況下，實(shí)行如下控制:決定為了讓由電壓檢測(cè)部16檢測(cè)的第I直流電壓Vl的電壓值Vla接近于規(guī)定電壓值Vlref而必要的電流值Il的目標(biāo)電流值，改變各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的占空比以使由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流值(第I放電電流值)I Ia接近于該目標(biāo)電流值，調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的導(dǎo)通期間的重疊情況。
[0074]另一方面，當(dāng)充電動(dòng)作中蓄電池4的電壓到達(dá)規(guī)定電壓值V2ref時(shí)，電流檢測(cè)部19中所檢測(cè)的電流12的電流值(第2充電電流值)12下降。另外，當(dāng)放電動(dòng)作中負(fù)載5變輕時(shí)，電流檢測(cè)部19中所檢測(cè)的電流12的電流值(第2放電電流值)I2a下降。在這種情況下，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I從上述的通常動(dòng)作模式轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?。以下，說明該間歇?jiǎng)幼髂Ｊ健?br> [0075]首先，說明充電動(dòng)作中電流12的電流值(第2充電電流值)I2a下降時(shí)的動(dòng)作。在這種情況下，控制部20從電流12的電流值(第2充電電流值)I2a下降而變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第I閾值Ithl (例如，1A)以下時(shí)開始，到其后電流12的電流值(第2充電電流值)I2a上升而變?yōu)楸仍摰贗閾值Ithl大的預(yù)先規(guī)定的第2閾值Ith2 (例如，2A)以上為止，判斷雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I處于輕負(fù)載狀態(tài)(充電電流少的狀態(tài))，并轉(zhuǎn)移到間歇地實(shí)行上述的開關(guān)控制處理的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?。再有，?dāng)基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流Il的電流值(第I充電電流值)I Ia進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)充電動(dòng)作中的電流Il的電流值(第I充電電流值)I Ia設(shè)定第I閾值Ithl和第2閾值Ith2。
[0076]在該充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ街?，控制?0與連續(xù)實(shí)行的開關(guān)控制處理的通常動(dòng)作模式不同，如圖4中的上圖所示，設(shè)置實(shí)行開關(guān)控制處理的各期間(實(shí)行期間)Tl之間的停止開關(guān)控制處理的期間(停止期間)T2，通過降低作為期間(實(shí)行期間)Tl和期間(停止期間)T2合起來的期間全體的開關(guān)損耗，提高雙向轉(zhuǎn)換器I的充電時(shí)的效率。
[0077]在這種情況下，控制部20將期間Tl的電流12的電流值I2a維持在預(yù)先存儲(chǔ)的電流值(充電時(shí)的最適值。本例中為4A)，并且通過控制期間Tl與期間T2的長度比，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值。這里，控制部20在將為了讓第2直流電壓V2的電壓值維持在接近于規(guī)定電壓值V2ref所需要的電流12的目標(biāo)電流值決定為
0.4A時(shí)，將期間Tl與期間T2的長度比調(diào)整為1: 9，由此，將期間Tl與期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值控制在0.4A (=4A/10)。另一方面，控制部20在將該電流12的目標(biāo)電流值決定為0.8A時(shí)，將期間Tl與期間T2的長度比規(guī)定為1: 4，由此，將期間Tl與期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值控制在0.8A (=4A/5)。再有，當(dāng)基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流Il的電流值(第I充電電流值)Ila進(jìn)行控制時(shí)，進(jìn)行期間Tl的電流值(第I充電電流值)Ila成為充電時(shí)的最適值(例如，1A)那樣的控制。
[0078]如此，該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I在充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl中，以將電流12的電流值(第2充電電流)12a維持在雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值(4A)的狀態(tài)下工作，在從第I直流電壓線LI向第2直流電壓線L2的方向上傳送直流電力。該結(jié)果進(jìn)一步提高了充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌碾p向DCDC轉(zhuǎn)換器I的效率。
[0079]接著，說明放電動(dòng)作中電流12的電流值(第2放電電流值)I2a下降時(shí)的動(dòng)作。在這種情況下，控制部20從電流12的電流值(第2放電電流值)I2a下降而變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第3閾值Ith3 (例如，0.8A)以下時(shí)，到其后電流12的電流值(第2放電電流值)12a上升而成為比第3閾值Ith3大的預(yù)先規(guī)定的第4閾值Ith4 (例如，1.8A)以上為止，判斷雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I處于輕負(fù)載狀態(tài)(放電電流少的狀態(tài))，并轉(zhuǎn)移到間歇地實(shí)行上述的開關(guān)控制處理的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?。再有，?dāng)基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)放電動(dòng)作中的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila設(shè)定第3閾值Ith3和第4閾值Ith4。
[0080]在該放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ街校刂撇?0與充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ綍r(shí)同樣地，如圖5中的上圖所示，設(shè)置實(shí)行開關(guān)控制處理的各期間(實(shí)行期間)Tl之間的停止開關(guān)控制處理的期間(停止期間)T2，通過降低作為期間(實(shí)行期間)Tl和期間(停止期間)T2合起來的期間全體的開關(guān)損耗，提高雙向轉(zhuǎn)換器I的充電時(shí)的效率。
[0081]在這種情況下，控制部20將期間Tl的電流12的電流值I2a維持在預(yù)先存儲(chǔ)的電流值(放電時(shí)的最適值。本例中為3.8A)，并且通過控制期間Tl與期間T2的長度比，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值。這里，控制部20在決定為了讓第I直流電壓Vl的電壓值維持在接近于規(guī)定電壓值Vlref所需要的電流12的目標(biāo)電流值時(shí)，與充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降目刂仆瑯拥?，通過調(diào)整期間Tl和期間T2的長度比，由此進(jìn)行控制，使期間Tl與期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值成為目標(biāo)電流值。再有，當(dāng)基于由電流檢測(cè)部18檢測(cè)的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila進(jìn)行控制時(shí)，進(jìn)行期間Tl的電流值(第I放電電流值)Ila成為放電時(shí)的最適值(例如，1A)那樣的控制。
[0082]如此，該雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I在放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl，以將電流12的電流值(第2放電電流)I2a維持在雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值(3.8A)的狀態(tài)下工作，從第2直流電壓線L2向第I直流電壓線LI的方向傳送直流電力。其結(jié)果進(jìn)一步提高了放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌碾p向DCDC轉(zhuǎn)換器I的效率。
[0083]如以上所述，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在雙向轉(zhuǎn)換器I為輕負(fù)載狀態(tài)(流出到第2直流電壓線L2的電流或從第2直流電壓線L2流入的電流變少的狀態(tài)、或者流出到第I直流電壓線LI的電流或從第I直流電壓線LI流入的電流變少的狀態(tài)(電流下降的狀態(tài)))時(shí)，如圖4，5所示，設(shè)定停止上述的開關(guān)控制處理的實(shí)行的期間(停止期間)T2，間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理。因此，根據(jù)該雙向Drac轉(zhuǎn)換器1，與在輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)也與輕負(fù)載狀態(tài)以外時(shí)同樣地連續(xù)實(shí)行開關(guān)處理的結(jié)構(gòu)不同，能夠避免輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)的停止期間的開關(guān)損耗的產(chǎn)生，由此，能夠降低輕負(fù)載狀態(tài)下的開關(guān)損耗，其結(jié)果，能夠充分地提高該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的效率。
[0084]另外，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl，基于由電流檢測(cè)部19作為第I電流值檢測(cè)的流出到第2直流電壓線L2的電流12的電流值(第2充電電流值)12a進(jìn)行控制時(shí)，在將電流12的電流值(第2充電電流值)12a維持在充電動(dòng)作時(shí)的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值(4A )的狀態(tài)下，控制期間Tl與期間T2的長度比，并且驅(qū)動(dòng)各開關(guān)元件21，22，23，24等，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值。另外，控制部30在充電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl，基于由電流檢測(cè)部18作為第I電流值檢測(cè)的從第I直流電壓線LI流入的電流Il的電流值(第I充電電流值)Ila進(jìn)行控制時(shí)，在將期間Tl的電流值(第I充電電流值)Ila維持在充電時(shí)的最適值(例如，1A)的狀態(tài)下，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流Il的平均電流值。因此，根據(jù)該雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器1，能夠提高雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I的效率。
[0085]另外，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl中，基于由電流檢測(cè)部19作為第2電流值檢測(cè)的從第2直流電壓線L2流入的電流12的電流值(第2放電電流值)12a進(jìn)行控制時(shí)，在將電流12的電流值(第2放電電流值)12a維持在放電動(dòng)作時(shí)的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值(3.8A)的狀態(tài)下，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流12的平均電流值。另外，控制部20在放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ较碌钠陂gTl中，基于由電流檢測(cè)部18作為第2電流值檢測(cè)的流出到第I直流電壓線LI的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila進(jìn)行控制時(shí)，在將期間Tl的電流值(第I放電電流值)Ila維持在充電時(shí)的最優(yōu)值(例如，1A)的狀態(tài)下，控制期間Tl和期間T2合起來的期間的電流Il的平均電流值。因此，根據(jù)該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器1，能夠提高雙向Drac轉(zhuǎn)換器I的效率。
[0086]另外，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在充電動(dòng)作中基于由電流檢測(cè)部19作為第I電流值檢測(cè)的流出到第2直流電壓線L2的電流12的電流值(第2充電電流值)I2a進(jìn)行控制時(shí)，將從該電流值I2a成為對(duì)電流值I2a規(guī)定的第I閾值Ithl以下時(shí)開始，到成為比第I閾值Ithl大的第2閾值Ith2以上為止作為輕負(fù)載狀態(tài)而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理)。另外，控制部20在充電動(dòng)作中基于由電流檢測(cè)部18作為第I電流值檢測(cè)的從第I直流電壓線LI流入的電流Il的電流值(第I充電電流值)I Ia進(jìn)行控制時(shí)，將從該電流Ila成為對(duì)電流值Ila規(guī)定的第I閾值Ithl以下時(shí)開始，到成為比第I閾值Ithl大的第2閾值Ith2以上為止作為輕負(fù)載狀態(tài)而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理)。因此，根據(jù)該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器1，與基于I個(gè)閾值而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降慕Y(jié)構(gòu)不同，即使在充電動(dòng)作中電流12的電流值I2a變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下(即使在進(jìn)行基于電流值Ila的控制時(shí)，充電動(dòng)作中電流Il的電流Il變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下)，控制部20陷入在短期間交替地重疊實(shí)行通常模式與間歇?jiǎng)幼髂Ｊ竭@樣的振蕩狀態(tài)能夠被切實(shí)地避免，因而能夠穩(wěn)定地實(shí)行從第I直流電壓線LI向第2直流電壓線L2的方向的直流電力的傳送。
[0087]另外，在該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，控制部20在放電動(dòng)作中基于由電流檢測(cè)部19作為第2電流值檢測(cè)的從第2直流電壓線L2流入的電流12的電流值(第2充電電流值)I2a進(jìn)行控制時(shí)，將從該電流值I2a成為對(duì)電流值I2a規(guī)定的第3閾值Ith3以下時(shí)開始，到成為比第3閾值Ith3大的第4閾值Ith4以上為止作為輕負(fù)載狀態(tài)而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理)。另外，控制部20在放電動(dòng)作中基于由電流檢測(cè)部18作為第2電流值檢測(cè)的流出到第I直流電壓線LI的電流Il的電流值(第I放電電流值)I Ia進(jìn)行控制時(shí)，將從該電流Ila成為對(duì)電流值Ila規(guī)定的第3閾值Ith3以下時(shí)開始，到成為比第3閾值Ith3大的第4閾值Ith4以上為止作為輕負(fù)載狀態(tài)而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?間歇地實(shí)行開關(guān)控制處理)。因此，根據(jù)該雙向DCDC轉(zhuǎn)換器1，與基于I個(gè)閾值而轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降慕Y(jié)構(gòu)不同，即使在放電動(dòng)作中電流12的電流值I2a變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下(即使在進(jìn)行基于電流值Ila的控制時(shí)，放電動(dòng)作中電流Il的電流值Ila變動(dòng)并且時(shí)而下降時(shí)而上升的情況下)，控制部20陷入在短期間交替地重疊實(shí)行通常模式與間歇?jiǎng)幼髂Ｊ竭@樣的振蕩狀態(tài)能夠被切實(shí)地避免，因而能夠穩(wěn)定地實(shí)行從第2直流電壓線L2向第I直流電壓線LI的方向的直流電力的傳送。
[0088]再有，在采用轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降慕Y(jié)構(gòu)所得到的效率的提高充分的情況下，不限于將充電動(dòng)作中間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降钠陂gTl的電流12的電流值I2a (或者，電流Il的電流值Ila)規(guī)定在雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值，并將放電動(dòng)作中的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ降钠陂gTl的電流12的電流值I2a (或者電流Il的電流值Ila)規(guī)定在雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I的電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值的結(jié)構(gòu)，可以采用將期間Tl的電流12的電流值I2a或期間Tl的電流Il的電流值Ila規(guī)定在電力轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)的電流值以外的任意的電流值(例如，得到所期望的效率的范圍內(nèi)的任意電流值)的結(jié)構(gòu)。
[0089]另外，在上述的雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器I中，由開關(guān)元件31，32構(gòu)成第2直流轉(zhuǎn)換部15，然而，雖然未圖示，但也可以做成變壓器13的第2線圈13b為I個(gè)且第2直流交流轉(zhuǎn)換部15為與第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的結(jié)構(gòu)相同的全橋型的結(jié)構(gòu)。另外，采用了通過PWM方式生成并輸出對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14和第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的各開關(guān)元件21?24和各開關(guān)元件31，32的各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sa?Sb和各柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)SI，S2的結(jié)構(gòu)，然而，雖然未圖示，但也可以采用通過PFM方式生成的結(jié)構(gòu)。
[0090]另外，雖然使用MOSFET作為各開關(guān)元件21?24，31，32，但也可以使用并聯(lián)連接體二極管的雙極型晶體管，也可以使用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)。
[0091]另外，以上述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，具備電流檢測(cè)部18和電流檢測(cè)部19中的任一個(gè)，當(dāng)具備電流檢測(cè)部18的結(jié)構(gòu)時(shí)，電流檢測(cè)部18在充電動(dòng)作中作為第I電流檢測(cè)部起作用，將流出到第2直流電壓線L2的電流12的電流值(第2充電電流值)I2a作為第I電流值檢測(cè)，且在放電動(dòng)作中作為第2電流檢測(cè)部起作用，將從第2直流電壓線L2流入的電流12的電流值(第2放電電流值)I2a作為第2電流值檢測(cè)，另一方面，當(dāng)具備電流檢測(cè)部19時(shí)，電流檢測(cè)部19在充電動(dòng)作中作為第I電流檢測(cè)部起作用，將從第I直流電壓線LI流入的電流Il的電流值(第I充電電流值)Ila作為第I電流值檢測(cè)，且在放電動(dòng)作中作為第2電流檢測(cè)部起作用，將流出到第I直流電壓線LI的電流11的電流值(第I放電電流值)Ila作為第2電流值檢測(cè)，但也可以采用具備電流檢測(cè)部18和電流檢測(cè)部19兩者的結(jié)構(gòu)。
[0092]在這種情況下，當(dāng)電流檢測(cè)部19在充電動(dòng)作中作為第I電流檢測(cè)部起作用，將流出到第2直流電壓線L2的電流12的電流值(第2充電電流值)I2a作為第I電流值檢測(cè)時(shí)，電流檢測(cè)部18在放電動(dòng)作中作為第2電流檢測(cè)部起作用，流出到第I直流電壓線LI的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila作為第2電流值檢測(cè)。另外，在該結(jié)構(gòu)中，控制部20，在充電動(dòng)作中，將作為第I電流值被檢測(cè)的電流值I2a與對(duì)該電流值I2a規(guī)定的第I閾值Ithl和第2閾值Ith2進(jìn)行比較，判斷是否為輕負(fù)載狀態(tài)，在放電動(dòng)作中，將作為第2電流值被檢測(cè)的電流值Ila與對(duì)該電流值Ila規(guī)定的第3閾值Ith3和第4閾值Ith4進(jìn)行比較，判斷是否為輕負(fù)載狀態(tài)。另一方面，當(dāng)電流檢測(cè)部19在放電動(dòng)作中作為第2電流檢測(cè)部起作用，將從第2直流電壓線L2流入的電流12的電流值(第2放電電流值)I2a作為第2電流值檢測(cè)時(shí)，電流檢測(cè)部18在充電動(dòng)作中作為第I電流檢測(cè)部起作用，從第I直流電壓線LI流入的電流Il的電流值(第I放電電流值)Ila作為第I電流值檢測(cè)。另外，此時(shí)，控制部20，在充電動(dòng)作中，將作為第I電流值被檢測(cè)的電流值Ila與對(duì)該電流值Ila規(guī)定的第I閾值Ithl和第2閾值Ith2進(jìn)行比較，判斷是否為輕負(fù)載狀態(tài)，在放電動(dòng)作中，將作為第2電流值被檢測(cè)的電流值I2a與對(duì)該電流值I2a規(guī)定的第3閾值Ith3和第4閾值Ith4進(jìn)行比較，判斷是否為輕負(fù)載狀態(tài)。
[0093]另外，即使在電流12的充電動(dòng)作中的電流值(第I電流值)I2a或放電動(dòng)作中的電流值(第2電流值)I2a幾乎不變動(dòng)而時(shí)而下降時(shí)而上升的結(jié)構(gòu)時(shí)、或者電流Il的充電動(dòng)作中的電流值(第I電流值)I Ia或放電動(dòng)作中的電流值(第2電流值)Ila幾乎不變動(dòng)而時(shí)而下降時(shí)而上升的結(jié)構(gòu)時(shí)，即使采用基于I個(gè)閾值轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ交驈拈g歇?jiǎng)幼髂Ｊ睫D(zhuǎn)移到通常動(dòng)作模式的結(jié)構(gòu)，陷入上述的振蕩的可能性也很低。因此，這樣的情況可以在充電動(dòng)作中基于上述的第I閾值Ithl，在放電動(dòng)作中基于上述的第3閾值Ith3，進(jìn)行通常動(dòng)作模式與間歇?jiǎng)幼髂Ｊ街g的轉(zhuǎn)移。即，可以采用在充電動(dòng)作中在第I閾值Ithl以下時(shí)轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ蕉诔^第I閾值Ithl時(shí)轉(zhuǎn)移到通常動(dòng)作模式的結(jié)構(gòu)。另外，也可以采用在放電動(dòng)作中在第3閾值Ith3以下時(shí)轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ蕉诔^第3閾值Ith3時(shí)轉(zhuǎn)移到通常動(dòng)作模式的結(jié)構(gòu)。
[0094]另外，在上述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器I中，采用了進(jìn)行充電動(dòng)作和放電動(dòng)作的兩個(gè)動(dòng)作中，對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的各開關(guān)元件21?24和第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的各開關(guān)元件31，32實(shí)行開關(guān)動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)，但也可以采用在充電動(dòng)作時(shí)使僅第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的各開關(guān)元件21?24進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，而對(duì)于第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的各開關(guān)元件31，32維持關(guān)斷狀態(tài)，在放電動(dòng)作時(shí)使僅第2直流交流轉(zhuǎn)換部15的各開關(guān)元件31，32進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作而對(duì)第I直流交流轉(zhuǎn)換部14的各開關(guān)元件21?24維持關(guān)斷狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，通過從第I直流電壓線LI向第2直流電壓線L2的方向的直流電力的傳送、以及從第2直流電壓線L2向第I直流電壓線LI的方向的直流電力的傳送，即可以進(jìn)行雙向的直流電力的傳送，上述的電流12 (或者電流II)變少時(shí)(下降至閾值以下時(shí))從通常動(dòng)作模式轉(zhuǎn)移到間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?，也能夠提高轉(zhuǎn)換器的效率。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 是連接在第I直流電壓線與第2直流電壓線之間，在該第I直流電壓線與該第2直流電壓線之間雙向傳送直流電力的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器， 具備: 變壓器，具有第I線圈和第2線圈； 第I直流交流轉(zhuǎn)換部，配設(shè)在所述第I直流電壓線與所述第I線圈之間； 第2直流交流轉(zhuǎn)換部，配設(shè)在所述第2線圈與所述第2直流電壓線之間； 控制部，實(shí)行如下開關(guān)控制處理:當(dāng)從所述第I直流電壓線向所述第2直流電壓線傳送所述直流電力時(shí)，對(duì)所述第I直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)來自于所述第I直流電壓線的直流電壓進(jìn)行開關(guān)而轉(zhuǎn)換成交流電壓并且輸出到所述第I線圈間的開關(guān)動(dòng)作，并且對(duì)所述第2直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)起因于在該第I線圈間輸出該交流電壓而在所述第2線圈間產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換成直流電壓并且輸出到所述第2直流電壓線的整流動(dòng)作；當(dāng)從所述第2直流電壓線 向所述第I直流電壓線傳送所述直流電力時(shí)，對(duì)所述第2直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)來自于所述第2直流電壓線的直流電壓進(jìn)行開關(guān)而在所述第2線圈產(chǎn)生交流電流的開關(guān)動(dòng)作，并且對(duì)所述第I直流交流轉(zhuǎn)換部實(shí)行對(duì)起因于在該第2線圈產(chǎn)生所述交流電流而在所述第I線圈產(chǎn)生的交流電流進(jìn)行整流而生成直流電壓并輸出到所述第I直流電壓線的整流動(dòng)作， 所述控制部，在從所述第I直流電壓線流入的電流、流出到所述第I直流電壓線的電流、從所述第2直流電壓線流入的電流、以及流出到所述第2直流電壓線的電流中的至少I個(gè)電流下降而成為輕負(fù)載狀態(tài)時(shí)，設(shè)置停止所述開關(guān)控制處理的實(shí)行的停止期間而轉(zhuǎn)移到間歇地實(shí)行該開關(guān)控制處理的間歇?jiǎng)幼髂Ｊ?，并且將該開關(guān)控制處理的實(shí)行期間的所述I個(gè)電流的電流值維持在預(yù)先規(guī)定的電流值，并且控制該實(shí)行期間與所述停止期間的各長度之比，控制該實(shí)行期間和該停止期間合起來的期間中的該I個(gè)電流的平均電流值。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 具備將從所述第I直流電壓線流入的電流和流出到所述第2直流電壓線的電流中的任意一個(gè)電流值作為第I電流值進(jìn)行檢測(cè)的第I電流檢測(cè)部， 所述控制部，將從所述第I電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第I閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰贗閾值大的預(yù)先規(guī)定的第2閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控制處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 具備將流出到所述第I直流電壓線的電流和從所述第2直流電壓線流入的電流中的任意一個(gè)電流值作為第2電流值進(jìn)行檢測(cè)的第2電流檢測(cè)部， 所述控制部，將從所述第2電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第3閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰?閾值大的預(yù)先規(guī)定的第4閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控制處理。
4.如權(quán)利要求1所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 具備檢測(cè)從所述第I直流電壓線流入的電流和流出到所述第I直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部、以及檢測(cè)從所述第2直流電壓線流入的電流和流出到所述第2直流電壓線的電流的各電流值的電流檢測(cè)部中的任意一個(gè)電流檢測(cè)部，所述控制部，將從所述一個(gè)電流檢測(cè)部所檢測(cè)的所述各電流值變?yōu)轭A(yù)先規(guī)定的第I閾值以下時(shí)開始到變?yōu)楸仍摰贗閾值大的預(yù)先規(guī)定的第2閾值以上為止，作為所述輕負(fù)載狀態(tài)而間歇地實(shí)行所述開關(guān)控 制處理。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103457474SQ201310217178
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】竹上榮治 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社