[发明专利]DC/DC电压转换装置及其电压转换控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电压转换为升压或降压后的直流电压的DC/DC电压转换装置等。

背景技术

以往，使用如下这种装置：利用串联连接的开关元件的开关导通、开关截止动作，将对于电感器的能量的储存、释放以及能量转移用电容器的充电、放电动作组合起来，进行从直流到直流的电压转换(例如，参照下述专利文献1、非专利文献1)。

其电路结构中具有至少4个以上、串联连接的功率器件，该功率器件将开关元件与整流元件反向并联连接，功率器件的串联连接体中，同一时间仅有一半的功率器件处于导通状态(如果是开关元件，则为开关导通，如果是整流元件，则为正向偏置)，因此可以将各个功率器件的耐压设定得较低。因此，能够抑制因耐压较高而引起的各个功率器件的导通损耗的增加，并能将DC/DC电压转换装置的处理电压设定为高电压。

这里，在对将商用交流电源(AC100V、AC200V)整流后的电压进行转换的DC/DC电压转换装置、和对大约100V到1000V范围的电压进行转换的DC/DC电压转换装置中，作为功率器件，主要使用以Si(硅)作为开关元件的材料的IGBT(绝缘栅双极晶体管：Insulated Gate Bipolar Transistor)以及与整流元件同样地以Si作为材料的PiN二极管。

这种DC/DC电压转换装置可能会与将直流转换为交流的逆变器组合起来构成系统，例如可以举出，混合动力汽车、电动汽车的电气驱动系统、太阳能发电用的功率转换系统、空调等的功率转换系统。

这些系统中所使用的DC/DC电压转换装置根据电源的状态(例如，太阳能发电系统的太阳能电池的光照射量)、负载的状态(例如，混合动力汽车的电气驱动系统的电动机转速)来对要转换的电压的比率进行调整，并对其输出电压进行控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-186478号公报

非专利文献

非专利文献1：三菱电机技术报告、Vol．61、1987年、No．2

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述现有的DC/DC电压转换装置中，会产生以下问题：即，根据负载量的变化，电感器电流IL的极性仅为正或负的其中一方，或维持在正或负的其中一方的极性，在此情况下，DC/DC电压转换装置的功率半导体单元的产生损耗变得不连续，导致DC/DC转换中产生过渡性的电压变动，性能变差。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种DC/DC电压转换装置等，与现有的DC/DC电压转换装置相比，抑制了因功率半导体单元的产生损耗不连续而产生的过渡性的电压变动(DC/DC电压转换性能的变差)。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明在于一种DC/DC电压转换装置，包括转换主电路以及进行所述转换主电路的电压转换控制的控制单元，其特征在于，所述转换主电路包括：第一及第二滤波电容器，该第一及第二滤波电容器连接在所述转换主电路的一次侧、二次侧各自的正极侧端子与负极侧端子之间，并对电压进行滤波；功率模块，该功率模块包含两对以上分别由开关元件和整流元件反向并联连接而成的两个功率半导体单元所组成的功率半导体单元对，各对中的一个功率半导体单元彼此串联连接在一次侧的正极侧端子与二次侧的正极侧端子之间，另一个功率半导体单元彼此沿与所述一个功率半导体单元相反的方向串联连接在一次侧的正极侧端子与二次侧的负极侧端子之间；能量转移用电容器，该能量转移用电容器连接在除二次侧端的所述功率半导体单元对以外的、各功率半导体单元对的一个功率半导体单元与另一个功率半导体单元各自的二次侧端之间；以及电感器，该电感器连接在一次侧端的所述功率半导体单元对与一次侧的正极侧端子之间，所述控制单元包含进行如下控制的单元：即，所述转换主电路进行动作时，在所述电感器的导通电流维持在正极性或负极性的其中一方的情况下，对电阻值不同的多个开关导通电路进行切换，来增加所述各功率半导体单元的开关元件的栅极电容的电荷充电速度。

发明效果

本发明能够提供一种DC/DC电压转换装置等，与现有的DC/DC电压转换装置相比，抑制了因功率半导体单元的产生损耗不连续而产生的过渡性的电压变动(DC/DC电压转换性能的变差)。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的DC/DC电压转换装置的整体结构的框图。

图2是示意性表示本发明实施方式1所涉及的DC/DC电压转换装置的一次侧与二次侧之间的电压转换和电力的流动的图。