电力转换装置以及电力转换方法_3

文档序号:9262993阅读:来源:国知局
输出端口中的输入输出值Y变化。
[0057] 控制部50反馈控制电源电路10的电力转换动作,以使第1至第4输入输出端口 60a、60c、60b、60d的至少一个端口中的输入输出值Y的检测值Yd收敛于对该端口设定的目 标值Yo。目标值Yo例如是基于对与各输入输出端口连接的每个负载(例如,初级侧低电压 级负载61c等)规定的驱动条件,由控制部50或者控制部50以外的规定的装置设定的指 令值。目标值Yo在从端口输出电力时作为输出目标值发挥作用,在将电力输入至端口时作 为输入目标值发挥作用,可以是目标电压值,也可以是目标电流值,还可以是目标电力值。
[0058] 另外,控制部50反馈控制电源电路10的电力转换动作,以使在初级侧转换电路20 与次级侧转换电路30之间经由变压器400传输的传输电力P收敛于所设定的目标传输电 力。传输电力也被称为电力传输量。目标传输电力例如是基于任意一个端口中的检测值Yd 与目标值Yo的偏差,由控制部50或者控制部50以外的规定的装置设定的指令值。
[0059] 控制部50基于由效率计算部80计算出的效率n{(初级侧电力计算值P1/次级侧 电力计算值P2)或者(次级侧电力计算值P2/初级侧电力计算值P1)},来调整相位差小, 对在初级侧转换电路20与次级侧转换电路30之间传输的传输电力进行控制。此时,控制 部50设定调整值h(=效率n/规定效率a),并基于调整值h是否小于规定值0来调整 相位差小。
[0060] 其中,规定效率a是按每个电力转换装置独立设定的规定的效率。优选规定效率 a在理想的情况下为1〇〇%,但通常大多被设定在80%~90%之间。另外,规定值|3是作 为控制部50判定效率n是否满足在初级侧转换电路与次级侧转换电路之间传输所希望的 电力所需要的最低限度的效率时的基准的规定的值。
[0061] 例如在调整值h为规定值0以上的情况下,效率q与规定效率a之差收敛在允 许范围内,在初级侧转换电路20与次级侧转换电路30之间可传输所希望的电力。
[0062] 例如在调整值h小于规定值0的情况下,效率n与规定效率a之差过大,无法 在初级侧转换电路20与次级侧转换电路30之间传输所希望的电力。该情况下,控制部50 调整(增大)相位差巾,补偿与效率n和规定效率a之差相当的量的效率。由此,电源装 置101能够确保所希望的传输电力。
[0063] 列举具体的例子来进行说明。例如,设为规定效率a= 90%、规定值|3 = 0. 8。
[0064] 在效率n= 85 %的情况下,调整值h= 0. 94,调整值h大于规定值0。该情况 下,由于效率n=85%与规定效率a=90%之差在允许范围内,所以控制部50将相位差 小设定为PID计算值。
[0065] 另一方面,在效率n= 65%的情况下,调整值h= 0. 72,调整值h小于规定值|3。 该情况下,由于效率n=65%与规定效率a=90%之差过大,所以控制部50对相位差小 乘以1/调整值h= (90% /65% )来调整相位差小。
[0066] 这样,控制部50将效率q与规定效率a之差设定为调整值h,并基于调整值h与 规定值0之间的大小关系来判定效率n是否变差(效率n与规定效率a之差较大)。 在效率n变差的情况下,控制部50通过调整相位差(i)来消除被传输电力一侧的电路的电 力不足。由此,能够抑制电源装置101中的各端口的电压降低。
[0067] 图2是控制部50的框图。控制部50是具有进行初级侧转换电路20的初级侧第1 上臂U1等各开关元件与次级侧转换电路30的次级侧第1上臂U2等各开关元件的开关控 制的功能的控制部。控制部50包含电力转换模式决定处理部502、相位差<i>决定处理部 504、导通时间S决定处理部506、初级侧开关处理部508、以及次级侧开关处理部510等而 构成。控制部50例如是具备了内置CPU的微机的电子电路。
[0068] 电力转换模式决定处理部502例如基于规定的外部信号(例如,表示任意一个端 口中的检测值Yd与目标值Yo的偏差的信号),从以下所述的电源电路10的电力转换模式 A~L中选择并决定动作模式。电力转换模式具有对从第1输入输出端口 60a输入的电力 进行转换并输出至第2输入输出端口 60c的模式A、对从第1输入输出端口 60a输入的电力 进行转换并输出至第3输入输出端口 60b的模式B、以及对从第1输入输出端口 60a输入的 电力进行转换并输出至第4输入输出端口 60d的模式C。
[0069] 而且,具有对从第2输入输出端口 60c输入的电力进行转换并输出至第1输入输 出端口 60a的模式D、对从第2输入输出端口 60c输入的电力进行转换并输出至第3输入 输出端口 60b的模式E、以及对从第2输入输出端口 60c输入的电力进行转换并输出至第4 输入输出端口 60d的模式F。
[0070] 并且,具有对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并输出至第1输入输 出端口60a的模式G、对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并输出至第2输入 输出端口60c的模式H、以及对从第3输入输出端口60b输入的电力进行转换并输出至第4 输入输出端口60d的模式I。
[0071] 还有对从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并输出至第1输入输出端口 60a的模式J、对从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并输出至第2输入输出端口 60c的模式K、以及对从第4输入输出端口60d输入的电力进行转换并输出至第3输入输出 端口60b的模式L。
[0072] 相位差巾决定处理部504为了使电源电路10作为DC-DC转换器电路发挥作用, 具有设定初级侧转换电路20与次级侧转换电路30之间的开关元件的开关周期运动的相位 差小的功能。
[0073] 导通时间S决定处理部506为了使初级侧转换电路20和次级侧转换电路30分 别作为升降压电路发挥作用,具有设定初级侧转换电路20与次级侧转换电路30的开关元 件的导通时间S的功能。
[0074] 初级侧开关处理部508具有基于电力转换模式决定处理部502、相位差巾决定处 理部504、以及导通时间S决定处理部506的输出,来开关控制初级侧第1上臂U1、初级侧 第1下臂/U1、初级侧第2上臂VI、以及初级侧第2下臂/VI的各开关元件的功能。
[0075] 次级侧开关处理部510具有基于电力转换模式决定处理部502、相位差巾决定处 理部504、以及导通时间S决定处理部506的输出,来开关控制次级侧第1上臂U2、次级侧 第1下臂/U2、次级侧第2上臂V2、以及次级侧第2下臂/V2的各开关元件的功能。
[0076] 控制部50并不局限于图2所示的处理,能够进行为了控制在初级侧转换电路20 与次级侧转换电路30之间传输的传输电力所需的各种处理。
[0077] <电源装置101的动作>
[0078] 使用图1以及图2,对上述电源装置101的动作进行说明。例如,在被输入了请求 使电源电路10的电力转换模式作为模式F进行动作的外部信号的情况下,控制部50的电 力转换模式决定处理部502将电源电路10的电力转换模式决定为模式F。此时,输入至第 2输入输出端口 60c的电压通过初级侧转换电路20的升压功能被升压,该升压后的电压的 电力通过电源电路10的作为DC-DC转换器电路的功能被传输至第3输入输出端口 60b 侦牝并且,通过次级侧转换电路30的降压功能被降压并从第4输入输出端口 60d输出。
[0079] 这里,对初级侧转换电路20的升降压功能进行详细说明。若着眼于第2输入输出 端口 60c与第1输入输出端口 60a,则第2输入输出端口 60c的端子616经由初级侧第1绕 组202a和与初级侧第1绕组202a串联连接的初级侧第1电抗器204a与初级侧第1臂电路 207的中点207m连接。而且,由于初级侧第1臂电路207的两端与第1输入输出端口 60a 连接,所以在第2输入输出端口 60c的端子616与第1输入输出端口 60a之间安装有升降 压电路。
[0080] 并且,第2输入输出端口 60c的端子616经由初级侧第2绕组202b和与初级侧第 2绕组202b串联连接的初级侧第2电抗器204b与初级侧第2臂电路211的中点211m连 接。而且,由于初级侧第2臂电路211的两端与第1输入输出端口 60a连接,所以在第2输 入输出端口 60c的端子616与第1输入输出端口 60a之间并联安装有升降压电路。其中, 由于次级侧转换电路30是具有与初级侧转换电路20几乎相同的结构的电路,所以在第4 输入输出端口 60d的端子622与第3输入输出端口 60b之间并联连接有2个升降压电路。 因此,次级侧转换电路30与初级侧转换电路20同样地具有升降压功能。
[0081] 接下来,对电源电路10的作为DC-DC转换器电路的功能进行详细说明。若着眼 于第1输入输出端口 60a和第3输入输出端口 60b,则第1输入输出端口 60a与初级侧全桥 电路200连接,第3输入输出端口 60b与次级侧全桥电路300连接。而且,通过设置于初级 侧全桥电路200的桥接部分的初级侧线圈202与设置于次级侧全桥电路300的桥接部分的 次级侧线圈302以耦合系数kT磁耦合,使得变压器400作为匝数1 :N的中央抽头式变压器 发挥作用。因此,通过调整初级侧全桥电路200与次级侧全桥电路300中的开关元件的开 关周期运动的相位差巾,能够对输入至第1输入输出端口 60a的电力进行转换并传输至第 3输入输出端口 60b,或者对输入至第3输入输出端口 60b的电力进行转换并传输至第1输 入输出端口 60a。
[0082] 图3是表示通过控制部50的控制使构成于电源电路10的各臂接通断开的开关波 形的时序图的图。在图3中,U1是初级侧第1上臂U1的接通断开波形,VI是初级侧第2上 臂VI的接通断开波形,U2是次级侧第1上臂U2的接通断开波形,V2是次级侧第2上臂V2 的接通断开波形。初级侧第1下臂/U1、初级侧第2下臂/VI、次级侧第1下臂/U2、次级侧 第2下臂/V2的接通断开波形分别是将初级侧第1
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1