[发明专利]电流反馈全桥直流-直流转换器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及直流-直流转换器，更具体地，涉及将直流电转换成不同的直流电的电流反馈全桥直流-直流转换器。

背景技术

除了配备有驱动车辆的引擎之外还配备有电机的车辆或运输机械（在下文中统称为车辆）已付诸实现，诸如混合动力汽车、插电式混合动力车辆、混合动力车辆或混合动力电动车辆。最近已提出了插电式混合动力车辆，可以通过诸如家用电源的系统电源对该插电式混合动力车辆的电池进行充电。

这样的车辆配备有工作在高电压的牵引电机。驱动车辆的电池的直流电压被直流-直流转换器升高到足以驱动该牵引电机的另一直流电压。因此，该牵引电机在升压后的直流电压下工作。当车辆正在减速时，该牵引电机用作发电机。该电机因此生成的电力的电压转换成适于驱动车辆的电池电压，并且具有这样的转换后的电压的电力用于对电池充电。

将直流电转换成为不同的直流电的直流-直流转换器也用于太阳能电力系统、诸如电视机以及用于移动电话或计算机的充电器的各种电子设备和电器。

在直流-直流转换器中，已知电流反馈全桥直流-直流转换器。配置电流反馈全桥直流-直流转换器使得逆变器电路的输入连接到直流电压电路的输出，该直流电压电路串联连接到用作具有感应效应的固定式感应设备的螺旋电抗器（coiled reactor）。逆变器电路的输出连接到变压器的初级线圈。变压器的次级线圈连接到整流电路使得产生直流电。

电流反馈全桥直流-直流转换器的特点在于：输入电流具有带有波纹的直流连续波形，并且使用简单的转换器电路，输入电流波形可整流成具有良好的功率因数并且没有失真的正弦直流波形。

在直流-直流转换器中，通过重复快速地接通和切断诸如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管MOS)或IGBT（绝缘栅双极型晶体管)的切换元件来实现功率转换。在切换操作期间，在直流-直流转换器中流动的电流被快速改变，使得由于直流-直流转换器的寄生电感和电容而出现过电压（或浪涌电压）。

在电流反馈全桥直流-直流转换器中，包括电压电路和电抗器的直流电路通过逆变器电路的切换元件连接到变压器。在连接变压器的电流路径中存在变压器的漏电感，此外，逆变器电路的切换元件具有寄生电容。在电流反馈全桥直流-直流转换器工作期间，从电流源电路流出的电流在电抗器和漏电感中累积能量。如果当例如为了其保护目的需要停止电流反馈全桥直流-直流转换器时快速切断逆变器电路的切换元件，则能量累积在电抗器和漏电感中，但无处可去，使得逆变器的切换元件的寄生电容趋于被快速充电，结果对切换元件生成过电压。如果过电压超过切换元件的耐受电压，则可损坏切换元件。为了保护切换元件不受这样的损坏，需要采取适当的措施。

为了防止在电流反馈全桥直流-直流转换器中生成的过电压损坏电流反馈全桥直流-直流转换器的切换元件，日本专利申请公开2002-272135公开了连接用于抑制当每一切换元件被切断时出现的过电压的缓冲电路的电流反馈全桥直流-直流转换器。

然而，这种电流反馈全桥直流-直流转换器的不利之处在于：部件的数目增加，从而导致成本增加以及在电流反馈全桥直流-直流转换器正常工作期间的电路损耗增加。

发明内容

本发明旨在提供一种电流反馈全桥直流-直流转换器，所述电流反馈全桥直流-直流转换器具有简单结构并且防止电流反馈全桥直流-直流转换器在停止电流反馈全桥直流-直流转换器时生成过电压。

电流反馈全桥直流-直流转换器包括电流源电路、逆变器电路、变压器和整流电路，其中，所述电流源电路包含直流电压源电路和串联连接到直流电压源电路的电抗器，所述逆变器电路包含切换元件、输入端和输出端，其中，电流源电路的输出连接到所述输入端，所述变压器具有连接到所述输出端的初级线圈和次级线圈，所述整流电路连接到该次级线圈，并且电流反馈全桥直流-直流转换器通过该整流电路生成直流输出。电流反馈全桥直流-直流转换器还包括电容器和控制器，其中，所述电容器串联连接到所述输出端和初级线圈，所述控制器控制切换元件的接通/切断操作，使得在停止电流反馈全桥直流-直流转换器时电流可以从电流源电路流过初级线圈和电容器。

根据结合附图的、通过示例示出了本发明的原理的以下说明，本发明的其他方面和优点将变得明显。

附图说明

在所附的权利要求中特别提出了被认为是新颖的本发明的特征。通过参考当前优选实施例的以下说明以及附图，可最好地理解本发明及其目标和优点，在附图中：

图1是根据本发明优选实施例的电流反馈全桥直流-直流转换器的电路图；