功率转换器的制造方法_4

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一个,并且从第二存储电路S2的上端引出输出。
[0152]第二存储电路S2的相应级上的除了连接到末端二极管Dt的电容器C24之外的电容器C21、C22和C23中的每个电容器的上部端子通过二极管D211、D212和D213中的相应二极管连接到形成第一存储电路SI的同一级上的电容器Cll、C12和C13中的相应电容器的上部端子。控制电路12以与图2中所示的第一实施例的方式相似的方式执行开关操作。
[0153]电容器Cll到C24(除了电容器C21之外)的电压为2VA,电容器C21的电压为VA。在图2中所示的模式3中,末端二极管Dt被接通,并且电容器C2被充电。在该情况下,通过将电压V(C11)、V(C22)、V(C23)和V(C24)相加,输出电压Vout为8VA。同样在本实施例中,可以实现与第一实施例相似的升压操作。同样,可以实现与第一实施例的效果相似的效果O
[0154]在本实施例的功率转换器14中,电容器的数量比第一实施例的电容器数量少一个。而输出电压Vout从9VA稍微减小到8VA。
[0155](第四实施例)
[0156]将参考图10和11描述第四实施例。
[0157]通过分别利用晶体管Q121到Q214和末端晶体管Qt替代图1中所示的功率转换器11的二极管D121到D214和末端二极管Dt来提供图10中所示的功率转换器15。晶体管Q121到Q214对应于子限制元件。末端晶体管Qt对应于末端子限制元件。
[0158]如图11中所示,晶体管Ql和Q2的栅极信号GlP和G2P与第一实施例的栅极信号Gl和G2相同。控制电路12根据从栅极信号GlP反转的栅极信号GlN来驱动连接在跟随路径P的从形成第一存储电路SI的电容器到形成第二存储电路S2的电容器的路线上的晶体管 Q121、Q122、Q123 和 Q124。
[0159]控制电路12根据从栅极信号G2P反转的栅极信号G2N来驱动连接在跟随路径P的从形成第二存储电路S2的电容器到形成第一存储电路SI的电容器的路线上的晶体管Q211、Q212、Q213和Q214。由栅极信号GlN驱动末端晶体管Qt。
[0160]可以分别由电容器(:11、(:12、(:13和(:14的电压作为电源电压来产生晶体管Q121、Q122、Q123和Q124的栅极信号G1N。可以分别由电容器C22、C23和C24的电压作为电源电压来产生晶体管Q211、Q212和Q213的栅极信号G2N。
[0161]功率转换器15不具有用作晶体管Q214和末端晶体管Qt的电源的电容器。如有必要,可以进一步将附加电容器串联连接到存储电路S2的上端,并且可以将二极管连接在附加电容器的上部端子与晶体管Q214的漏极之间。在这种情况下,附加电容器中存储的电荷可以用作驱动晶体管Q214的电源。
[0162]在必须有用于驱动末端晶体管Qt的电源的情况下,可以进一步将附加电容器串联连接到存储电路Si的上端,并且可以连接阳极连接到附加电容器的上端的二极管。
[0163]在本实施例中,执行同步整流。因此,可以减小由于二极管的正向电压而导致的传导损耗,并且可以进一步提尚效率。不必单独提供晶体管Q121、Q122、Q123和Q124以及晶体管Q211、Q212和Q213的电源电压。因此,可以简化电路的结构。
[0164](第五实施例)
[0165]将参考图12和13描述第五实施例。
[0166]通过向图1中所示的功率转换器11添加缓冲电路F12来提供图12中所示的功率转换器16。缓冲电路F12包括二极管D12a和D12b以及电容器C12s。二极管D12a和二极管D12b分别对应于缓冲第一整流元件和缓冲第二整流元件。电容器C12S对应于缓冲存储元件。
[0167]电容器C12S和二极管D12a彼此串联连接,以使电容器C12S和二极管D12a的中间节点N12插入在主电流路径Ml的分支节点NI与主电流路径M2的分支节点N2之间。二极管D12b连接在第二存储电路S2的最低级的电容器C21的上部端子与中间节点N12之间。二极管D12a的阳极连接到分支节点N2。二极管D12b的阳极连接到中间节点NI2。
[0168]控制电路12以与图2中所示的第一实施例相似的方式执行开关操作。图13A、13B、13D和13E是分别示出模式1、模式2、模式3和模式4中的电流路径的示图。图13C是示出过渡到模式3的电流路径的示图。图13F是示出过渡到模式I的电流路径的示图。
[0169]在开关操作从模式2改变为模式3时,电感器L2中流动的电流12流过缓冲电路F12的二极管D12a和电容器C12S,如图13C中所示。因此,电容器C12S被充电。在电容器C12S的电压升高到电压V (Cl 1)-V (C21)时,二极管D211、D212、D213和D214被接通,如图13D中所示。因此,电容器C11、C12、C13和C14被充电。
[0170]在开关操作从模式4改变为模式I时,电感器LI中流动的电流11流过电容器C12S和二极管D12b,如图13F中所示。因此,电容器C12S被放电。在该情况下,将电容器C12S中存储的电荷转移到电容器C21。
[0171]在电容器C12S的电压V(C12S)减小到OV时,二极管D121、D122、D123和D124被接通,如图13A中所示。因此,电容器C21、C22、C23和C24被充电。
[0172]在本实施例中,在晶体管Ql和Q2被关断时,可以限制漏源电压的急剧变化。由于这种软开关,提高了功率转换器16的可靠性,并且减小了 EMI。除了二极管中的损耗之外,可以无损耗地执行电容器C12S的充电和放电。因此,可以通过电容器C21在输出侧中重新产生电容器C12S中存储的缓冲能量。像这样,提高了功率转换器16的效率。
[0173](第六实施例)
[0174]将参考图14描述第六实施例。通过向图4中所示的三相功率转换器13添加缓冲电路F12和F23来提供图14中所示的功率转换器17。缓冲电路F12和F23具有与图12中所示的缓冲电路F12相似的结构。
[0175]缓冲电路F12包括在分支节点NI与分支节点N2之间通过中间节点N12而彼此串联连接的电容器C12S和二极管D12a。缓冲电路F12还包括二极管D12b。
[0176]缓冲电路F23包括在分支节点N2与分支节点N3之间通过中间节点N23而彼此串联连接的二极管D23a和电容器C23S。缓冲电路F23还包括二极管D23b。
[0177]二极管D12b的阴极和二极管D23b的阴极连接到第二存储电路S2的最低级上的电容器C21的上部端子。缓冲电路F12的一端连接到第二主电流路径M2。类似地,缓冲电路F23的一端连接到第二主电流路径M2。在这种缓冲电路F12和F23中,二极管D12a的阳极和二极管D23a的阳极需要连接到主电流路径M2。
[0178]控制电路12以与图5和7所示的第二实施例的方式相似的方式执行开关操作。
[0179]例如,在占空比处于66%到100%的范围内的情况下,如图7中所示,在开关操作从模式2改变为模式3时,电感器L2中流动的电流12流过缓冲电路F12的二极管D12a和电容器C12S,以对电容器C12S进行充电,并且电流12还流过缓冲电路F23的二极管D23a和电容器C23S,以对电容器C23S进行充电。
[0180]在电容器C12S的电压V(C12S)和电容器C23S的电压V(C23S)升高到电压V(C31)-V (C21)时,二极管D231、D232和D233被接通。因此,电容器C31、C32和C33被充电。
[0181]在开关操作从模式4改变为模式5时,电感器L3中流动的电流13流过缓冲电路F23的电容器C23S和二极管D23b。因此,电容器C23S被放电。在该情况下,将电容器C23S中存储的电荷转移到电容器C21。
[0182]在电容器C23S的电压V(C23S)减小到OV时,二极管D311、D312和D313被接通。因此,为电容器C11、C12和C13被充电。
[0183]在开关操作从模式6改变为模式I时,电感器LI中流动的电流Il流过缓冲电路F12的电容器C12S和二极管D12b。因此,电容器C12S被放电。在该情况下,将电容器C12S中存储的电荷转移到电容器C21。在电容器C12S的电压V (C12S)减小到OV时,二极管D121、D122和D123被接通。因此,电容器C21、C22和C23被充电。
[0184]同样在本实施例中,在晶体管Ql、Q2和Q3被关断时,可以限制漏源电压的急剧变化。由于缓冲能量被重新产生到输出侧,所以可以实现与第五实施例的效果相似的效果。
[0185](第七实施例)
[0186]将参考图15来描述第七实施例。
[0187]通过向图14中所示的功率转换器17添加缓冲电路F31来提供图15中所示的功率转换器18。缓冲电路F23包括在分支节点N3与分支节点NI之间通过中间节点N31而彼此串联连接的二极管D31a和电容器C31s。缓冲电路F23还包括二极管D31b。在图15中,一个点D连接到另一个点D。
[0188]二极管D31b的阴极连接到第二存储电路S2的最低级上的电容器C21的上部端子。与缓冲电路F12和F23不同,缓冲电路F31未连接到第二主电流路径M2。因此,二极管D31a和电容器C32S中的每一个任意连接到分支节点N3和NI中的任何节点。
[0189]在本实施例中,在占空比处于66%到100%的范围内的情况下,如图7中所示,在开关操作从模式6改变为模式I时,电感器LI中流动的电流Il对电容器C31S和C12S进行放电。在开关操作从模式2改变为模式3时,电感器L2中流动的电流12对电容器C12S和C23S进行充电。在开关操作从模式4改变为模式5时,电感器L3中流动的电流13对电容器C23S进行放电并且对电容器C31S进行充电。即,在发生使晶体管Q1、Q2和Q3中的任何一个关断的转变时,对缓冲电容器中的任何两个进行充电和放电。因此,可以进一步限制漏源电压的急剧变化。
[0190](第八实施例)
[0191]将参考图16到18来描述第八实施例。
[0192]功率转换器19是非逆变降压电路,其对从高电压侧输入端子对T3和T4输入的电压Vin进行降压,并且从低电压侧输出端子对Tl和T2输出降压电压Vout。
[0193]在输出端子Tl与输出端子T2之间,并联连接主电流路径的N个系统。在本实施例中,N为二。因此,主电流路径Ml和M2的两个系统并联连接在输出端子Tl与T2之间。在主电流路径Ml中,电感器LI和二极管Dl通过分支节点NI而彼此串联连接。在主电流路径M2中,电感器L2和二极管D2通过分支节点N2而彼此串联连接。
[0194]二极管Dl和D2是限制传导电流的主限制元件。存储电路SI和S2、晶体管Q121到Q214和末端晶体管Qt具有与图10中所示的第四实施例的功率转换器15的结构相同的结构。
[0195]接下来,将参考图17和18来描述本实施例的操作。
[0196]将所有晶体管分类成第一子限制元件组和第二子限制元件组。第一子限制元件组由晶体管 Q121、Q122、Q123、Q124 和 Qt 组成。晶体管 Q121、Q122、Q123、Q124 和 Qt 中的对应于元件端子的源极连接到同一存储电路SI。第二子限制元件组由晶体管Q211、Q212、Q213和Q214组成。晶体管Q211、Q212、Q213和Q214中的对应于元件端子的源极连接到存储电路S2。
[0197]控制电路12根据周期性栅极信号Gl和G2来控制第一子限制元件组中的每个晶体管和第二子限制元件组中的每个晶体管,以使得在控制每个晶体管以使其处于关断状态之后,仅在预定电荷传输周期内控制每个晶体管以使其处于接通状态。在该情况下,控制电路12控制第一子限制元件组的晶体管和第二子限制元件组的晶体管,以使第一子限制元件组和第二子限制元件组的至少其中之一处于关断状态。
[0198]在本实施例中,栅极信号Gl和G2具有相同波形,相位差为180°。因此,栅极信号Gl和G2采用的占空比高于0%并且低于50%。图17是示出栅极信号Gl和G2的模式和波形、电感器LI和L2中流动的电流Il和12,以及二极管Dl和D2的阴极电势的波形图。
[0199]图18A到18C是分别示出模式1、模式2和4、以及模式3中的电流路径的示图。在模式4中,所有晶体管被关断,并且电感器LI和L2的电流Il和12分别通过二极管Dl和D2而回流。
[0200]在开关操作从模式4改变为模式I时,第一子限制元件组被接通,并且电荷通过晶体管Q122、Q123和Q124从存储电路S2的电容器C22、C23和C24转移到存储电路SI的电容器Cll、C12和C13。此外,充电电流通过晶体管Qt从高电压侧输入端子T3流到存储电路SI。这些充电电流和从电容器C21流过晶体管Q121的电流流到电感器LI中。
[0201]在开关操作从模式2改变为模式3时,第二子限制元件组被接通,并且电荷通过晶体管Q211、Q212、Q213和Q214从存储电路SI的电容器C11、C12、C13和C14转移到存储电路S2的电容器C21、C22、C23和C24。该充电电流流到电感器L2中
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