连接的第三输入/输出端口 60b以及次级侧低压系统负 载61d和次级侧低压系统电源62d所连接的第四输入/输出端口 60d，作为次级侧端口。主 电池62b将经包括在电源电路10中的次级侧转换电路30降压的电力供给至由不同于主 电池62b的电压系统（例如，电压比288V系统低的72V系统）驱动的次级侧低压系统负载 61d〇
[0144] 次级侧低压系统电源62d将电力供给至由与次级侧低压系统电源62d相同的电压 系统（例如，72V系统）驱动的次级侧低压系统负载61d。次级侧低压系统电源62d也将经 包括在电源电路10中的次级侧转换电路30升压的电力供给至例如由电压比次级侧低压系 统电源62d高的电压系统（例如，288V系统）驱动的次级侧高压系统负载61b。作为次级 侧低压系统电源62d的具体示例，可以举出太阳能电源（例如，太阳能发电机）、将商用AC 电力转换为DC电力的AC-DC转换器、二次电池等。
[0145] 电源电路10具有上述的四个输入/输出端口，并且从四个输入/输出端口当中选 择任意两个输入/输出端口。电源电路10是执行这样选择的两个输入/输出端口之间的 电力转换的电力转换装置。
[0146] 次级侧转换电路30是包括次级侧全桥电路300、第三输入/输出端口 60b和第四 输入/输出端口 60d的次级侧电路。次级侧全桥电路300设置在变压器400的次级侧。次 级侧全桥电路300是包括变压器400的次级线圈302、次级侧磁耦合电抗器304、次级侧第 一上臂U2、次级侧第一下臂/U2、次级侧第二上臂V2和次级侧第二下臂/V2的次级侧电力 转换部。
[0147] 次级侧全桥电路300具有连接到第三输入/输出端口 60b的高电位侧端子618的 次级侧正母线398以及连接到第三输入/输出端口 60b和第四输入/输出端口 60d的次级 侧负母线399。
[0148] 在连接次级侧第一臂电路307的中点307m和次级侧第二臂电路311的中点311m 的桥接部中，设置有次级线圈302和次级侧磁耦合电抗器304。在桥接部中的连接关系的更 多细节中，次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第一电抗器304a的一端连接到次级侧第一臂 电路307的中点307m。设置在次级线圈302的一端处的抽头305或者设置在次级线圈302 的一端与另一端之间的抽头306经由开关303选择性地连接到次级侧第一电抗器304a的 另一端。此外，次级侧磁耦合电抗器304的次级侧第二电抗器304b的一端连接到设置在次 级线圈302的另一端处的抽头301。另外，次级侧第二电抗器304b的另一端连接到次级侧 第二臂电路311的中点311m。注意，次级侧磁耦合电抗器304包括次级侧第一电抗器304a 以及以耦合系数k2磁连接到次级侧第一电抗器304a的次级侧第二电抗器304b。
[0149] 第四输入/输出端口 60d连接到在变压器400的次级侧的中心抽头302m，并且是 设置在次级侧负母线399与次级线圈302的中心抽头302m之间的端口。第四输入/输出 端口 60d包括端子620和622。
[0150] 中心抽头302m连接到第四输入/输出端口 60d的高电位侧端子622。中心抽头 302m是次级线圈302的第一次级绕组302a与第二次级绕组302b之间的中间连接点。
[0151] 中点307m和中点311m经由次级线圈302的绕组相连接，并且次级线圈302的绕 组被中心抽头302m分离成第一次级绕组302a和第二次级绕组302b。次级线圈302具有从 第一次级绕组302a与第二次级绕组302b之间的中间连接点抽出的中心抽头302m。第一次 级绕组302a的匝数等于第二次级绕组302b的匝数。第二次级绕组302b具有在中心抽头 302m与次级线圈302的另一端之间抽出的抽头309。
[0152] 可以在电源装置103中设置开关308。开关308是对中心抽头302m与抽头309之 间的端口 60d的连接目的地进行切换的切换电路的一个示例。作为开关308的具体示例，与 开关303 -样，可以举出继电器、旋转开关、滑动开关等。当开关303将中点307m的连接目 的地从抽头305切换为抽头306时，开关308将端口 60d的连接目的地从中心抽头302m切 换为抽头309。由此，可以使用抽头309作为中心抽头。与此相比，当开关303将中点307m 的连接目的地从抽头306切换为抽头305时，开关308将端口 60d的连接目的地从抽头309 切换为中心抽头302m。控制部50可以控制开关308的切换操作。
[0153] 图11是示出作为电力转换装置的另一实施例的电源装置104的配置示例的框图。 将省略与上述配置示例相同的配置和有益效果的重复描述。
[0154] 如图11所示，开关303可以通过从次级线圈302的三个或更多个抽头（图11示 出了三个抽头305、306和310)当中选择中点307m的连接目的地来改变绕组匝数比N。由 此，可以改善绕组匝数比N的控制分辨率。因而，即使当端口电压Va与端口电压Vb之间的 电压比变化时，也能更精确地控制传送电力P。
[0155] 根据上述实施例，可以提供如下的电力转换装置以及控制该电力转换装置的方 法：即使当初级侧和次级侧的各部之间的电压比变化时，也能够在初级侧全桥电路与次级 侧全桥电路之间传送足够的电力。
[0156] 因此，在这些实施例中描述了电力转换装置以及控制该电力转换装置的方法。然 而，本发明不限于特定实施例，而是可以在本发明的范围内进行变化、修改和/或替换，诸 如部分或全部组合或用另一实施例替换。
[0157] 例如，在上述实施例中，举出作为执行接通/关断操作的半导体装置的电力 M0SFET，作为开关装置。然而，作为开关装置，替代地，也可以使用利用诸如IGBT、M0SFET等 绝缘栅的压控电力装置或者双极晶体管。
[0158] 另外，可以提供可连接到第一输入/输出端口 60a的电源。此外，在图10中，也可 以不提供可连接到第三输入/输出端口 60b的电源而是提供可连接到第四输入/输出端口 60d的电源。
[0159] 另外，在以上描述中，可以将初级侧限定为次级侧，以及将次级侧限定为初级侧。
[0160] 另外，针对初级侧和次级侧两者中的每个可以设置对两个臂电路的各个中点之间 的匝数进行切换的电路。此外，在与上述实施例中切换抽头的方法不同的方法中，切换电路 可以切换匝数。此外，可以提供切换电路从次级线圈的抽头当中单独地选择中点307m和中 点311m两者各自的连接目的地的这种配置。
[0161] 另外，在图9的情况下，由于能够用于切换的抽头的数量为二，因此并联设置两个 臂电路部。然而，能够用于切换的抽头的数量为三，则可以并联设置三个臂电路部。也就是 说，可以并联设置数量与能够用于切换的抽头的数量相同的臂电路部。
[0162] 本申请基于2014年4月10日提交的第2014-081404号日本优先权申请并要求该 申请的优先权权益，其全部内容通过引用结合于此。
【主权项】
1?一种电力转换装置，包括： 变压器，具有初级线圈和次级线圈； 初级侧全桥电路，具有并联的第一臂电路和第二臂电路，所述第一臂电路的第一中点 和所述第二臂电路的第二中点经由所述初级线圈的绕组相连； 次级侧全桥电路，具有并联的第三臂电路和第四臂电路，所述第三臂电路的第三中点 和所述第四臂电路的第四中点经由所述次级线圈的绕组相连； 切换电路，被配置成切换在所述第三中点与所述第四中点之间的所述次级线圈的绕组 的匝数；以及 控制部，被配置成通过调整所述第一臂电路中的切换与所述第三臂电路中的切换之间 的第一相位差以及所述第二臂电路中的切换与所述第四臂电路中的切换之间的第二相位 差，来控制在所述初级侧全桥电路与所述次级侧全桥电路之间传送的传送电力。2. 根据权利要求1所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成从所述次级线圈的多个抽头当中选择连接目的地以连接到所 述第三中点。3. 根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成在切断所述第三中点与所述次级线圈的一个抽头之间的连接 之后将所述第三中点连接到所述次级线圈的另一抽头。4. 根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中， 所述第三臂电路具有并联的第一臂电路部和第二臂电路部，所述第一臂电路部具有连 接到所述次级线圈的一个抽头的中点，所述第二臂电路部具有连接到所述次级线圈的另一 抽头的中点， 所述第一臂电路部在高侧和低侧具有开关装置对，每对开关装置并联连接， 所述第二臂电路部在高侧和低侧具有开关装置对，每对开关装置并联连接，并且 所述第一臂电路部和所述第二臂电路部选择性地充当所述切换电路。5. 根据权利要求1、2和4中的任一项所述的电力转换装置，其中， 所述第三臂电路具有并联的第一臂电路部和第二臂电路部，所述第一臂电路部具有连 接到所述次级线圈的一个抽头的中点，所述第二臂电路部具有连接到所述次级线圈的另一 抽头的中点，以及 所述控制部被配置成在充当所述切换电路的所述第二臂电路部关断时通过所述第一 臂电路部的切换来调整所述第一相位差，而在充当所述切换电路的所述第一臂电路部关断 时通过所述第二臂电路部的切换来调整所述第一相位差。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成根据能够传送的传送电力来切换所述匝数。7. 根据权利要求6所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成在所述能够传送的传送电力小于所需电力时减少所述匝数。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成根据所述次级侧全桥电路的两端之间的电压来切换所述匝数。9. 根据权利要求8所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成在所述次级侧全桥电路的两端之间的电压小于阈值时减少所 述匝数。10. 根据权利要求1-7中任一项所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成根据所述初级侧全桥电路的两端间电压与所述次级侧全桥电 路的两端间电压之间的电压比来切换所述匝数。11. 根据权利要求10所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成在所述电压比小于所述初级线圈与所述次级线圈之间的绕组 匝数比时减少所述匝数。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的电力转换装置，其中， 所述切换电路被配置成在所述第一臂电路和所述第二臂电路执行同相切换并且所述 第三臂电路和所述第四臂电路关断的状态下切换所述匝数。13. -种控制电力转换装置的方法，所述电力转换装置包括：变压器，具有初级线圈和 次级线圈；初级侧全桥电路，具有并联的第一臂电路和第二臂电路，所述第一臂电路的第一 中点和所述第二臂电路的第二中点经由所述初级线圈的绕组相连；以及次级侧全桥电路， 具有并联的第三臂电路和第四臂电路，所述第三臂电路的第三中点和所述第四臂电路的第 四中点经由所述次级线圈的绕组相连，所述方法包括： 在切换所述第三中点与所述第四中点之间的所述次级线圈的绕组的匝数之后，通过调 整所述第一臂电路中的切换与所述第三臂电路中的切换之间的第一相位差以及所述第二 臂电路中的切换与所述第四臂电路中的切换之间的第二相位差，控制在所述初级侧全桥电 路与所述次级侧全桥电路之间传送的传送电力。
【专利摘要】公开了电力转换装置和控制该电力转换装置的方法。该电力转换装置包括：变压器，具有初级线圈和次级线圈；初级侧全桥电路，具有并联的第一臂电路和第二臂电路，第一臂电路和第二臂电路的相应中点经由初级线圈相连；次级侧全桥电路，具有并联的第三臂电路和第四臂电路，第三臂电路和第四臂电路的相应中点经由次级线圈相连。对后面的相应中点之间的次级线圈的匝数进行切换，并且通过调整在第一臂电路与第三臂电路之间的切换的相位差以及在第二臂电路与第四臂电路之间的切换的相位差来控制在初级侧全桥电路与次级侧全桥电路之间传送的传送电力。
【IPC分类】H02M3/335, H02M3/00
【公开号】CN104980033
【申请号】CN201510161124
【发明人】棚桥文纪, 庄野彰一, 内原诚文, 长谷川直人, 三浦光博
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月7日
【公告号】US20150295504