压Va(例如，10V)进行降压来增加端口 电压Vc的情况（例如，从IV至5V)下，只要使占空比D增加即可（例如，从10%至50%)。 相反，在想要对一定的端口电压Vc(例如，5V)进行升压来增加端口电压Va的情况（例如， 从10V至50V)下，只要使占空比D减少即可（例如，从50%至10%)。即，PID控制部51 通过变更控制参数x、y的值，来切换控制对象（第1输入输出端口 60a或者第2输入输出 端口 60c)，从而使占空比D的控制方向（使占空比D增减的方向）在进行升压动作的情况 和进行降压动作的情况下相反。
[0108] <电源装置101的动作的流程图>
[0109] 图5是表示电力转换方法的一个例子的流程图。图5的电力转换方法由控制部50 执行。
[0110] 在步骤S110中，控制部50将相位差<i>的指令值设定为Phase_TRl(PID计算 值），将占空比D的指令值设定为Duty_TR1 (PID计算值）。控制部50首先基于相位差小 以及占空比D的PID计算值来进行控制。
[0111] 在步骤S120中，控制部50判定是否从次级侧转换电路30向初级侧转换电路20 传输电力。在从次级侧转换电路30向初级侧转换电路20传输的情况下（是），控制部50 进入步骤S130。在不从次级侧转换电路30向初级侧转换电路20传输的情况下（否），控 制部50进入步骤S140。
[0112] 在步骤S130中，控制部50基于由初级侧电力计算部81计算出的初级侧转换电路 20的初级侧电力计算值P1、由次级侧电力计算部82计算出的次级侧转换电路30的次级侧 电力计算值P2来计算效率n。控制部50计算出初级侧电力计算值P1/次级侧电力计算值 P2作为效率n。
[0113] 在步骤S140中，控制部50基于由初级侧电力计算部81计算出的初级侧转换电路 20的初级侧电力计算值P1、由次级侧电力计算部82计算出的次级侧转换电路30的次级侧 电力计算值P2来计算效率n。控制部50计算出次级侧电力计算值P2/初级侧电力计算值 Pi作为效率n。
[0114] 由于控制部50基于步骤S120中的判定来进行步骤S130以及步骤S140的计算， 所以控制部5〇能够根据电力的传输方向来计算效率n。
[0115] 在步骤S150中，控制部50将相位差（i)的调整值h设定为将效率n除以规定效 率a而得到的值（=效率q/规定效率a)。
[0116] 在步骤S160中，控制部50判定调整值h是否小于规定值0。在调整值h小于规 定值0的情况下（是），控制部50进入步骤S170。在调整值h为规定值0以上的情况下 (否），控制部50进入步骤S180。
[0117] 通过步骤S160中的判定，控制部50能够判定传输效率是否变差。在传输效率变 差的情况下，由于效率n与规定效率a之差变大，所以调整值h变得比规定值0小。另 外，在传输效率没有变差的情况下，由于效率n与规定效率a之差变小，所以调整值h变 为规定值以上。
[0118] 在步骤3170中，控制部50将相位差巾的指令值设定为？11&86_了1?2 = ?11&86_ TR1/调整值h，将占空比D的指令值设定为Duty_TR2 =Duty_TR1 (PID计算值）。然 后，控制部50再次进行步骤S110的处理。
[0119] 在步骤3180中，控制部50将相位差巾的指令值设定为？11&86_了1?2 = ?11&86_ TR1 (PID计算值），将占空比D的指令值Do设定为Duty_TR2 =Duty_TR1 (PID计算值）。 然后，控制部50再次进行步骤S110的处理。
[0120] 如上述那样，控制部50根据电力的传输方向来预先计算出传输效率，并基于计算 出的传输效率与规定效率之差来判定传输效率是否变差（是否传输所希望的电力）。在传 输效率变差的情况下，控制部50进行相位差调整，使在初级侧转换电路与次级侧转换电路 之间传输的电力成为所希望的电力。由此，能够抑制电源装置101中的各端口的电压降低。
[0121] 以上，利用实施例对电力转换装置以及电力转换方法进行了说明，但本发明并不 限于上述实施方式例子。与其它实施例的一部分或者全部的组合、置换等各种变形以及改 进都能够包含在本发明的范围内。
[0122] 例如，在上述的实施方式中，作为开关元件的一个例子，列举了作为进行导通截止 动作的半导体元件的M0SFET。然而，开关元件例如也可以是IGBT、MOSFET等由绝缘栅实现 的电压控制型功率元件，还可以是双极晶体管。
[0123] 另外，电源也可以与第1输入输出端口 60a连接，电源还可以与第4输入输出端口 60d连接。
[0124] 另外，也可以将次级侧定义为初级侧，将初级侧定义为次级侧。
[0125] 另外，本发明能够应用于下述电力转换装置：具有至少3个以上的多个输入输出 端口，且能够在至少3个以上的多个输入输出端口中任意2个输入输出端口之间转换电力。 例如，本发明对于具有没有图1所例示的4个输入输出端口中的任意一个输入输出端口的 构成的电源装置也能够应用。
【主权项】
1?一种电力转换方法，是电力转换装置的电力转换方法，所述电力转换装置具备构成 于初级侧电路（20)的多个初级侧端口（60a、60c)、和构成于通过变压器（400)与所述初级 侧电路（20)磁耦合的次级侧电路（30)的多个次级侧端口（60b、60d)，并通过变更所述初级 侧电路（20)的开关与所述次级侧电路（30)的开关之间的相位差来调整在所述初级侧电路 (20)与所述次级侧电路（30)之间传输的传输电力，所述电力转换方法的特征在于，包括： 将所述相位差设定为计算值的步骤； 判定是否从所述次级侧电路（30)向所述初级侧电路（20)传输电力的步骤； 基于所述初级侧电路（20)的初级侧电力计算值以及所述次级侧电路（30)的次级侧电 力计算值来计算传输效率的步骤； 将所述相位差的调整值设定为将所述传输效率除以规定效率而得到的值的步骤； 判定所述调整值是否小于规定值的步骤；以及 在所述调整值小于所述规定值的情况下，将所述相位差设定为将所述计算值除以所述 调整值而得到的值的步骤。2. 根据权利要求1所述的电力转换方法，其中，还包括： 在从所述次级侧电路（30)向所述初级侧电路（20)传输电力的情况下，将所述传输效 率设定为将所述初级侧电力计算值除以所述次级侧电力计算值而得到的值的步骤；以及 在从所述初级侧电路（20)向所述次级侧电路（30)传输电力的情况下，将所述传输效 率设定为将所述次级侧电力计算值除以所述初级侧电力计算值而得到的值的步骤。3. 根据权利要求1或2所述的电力转换方法，其中，还包括： 基于所述初级侧端口（60a、60c)的检测电压来计算所述初级侧电力计算值的步骤；以 及 基于所述次级侧端口（60b、60d)的检测电压来计算所述次级侧电力计算值的步骤。4. 根据权利要求1~3中任意一项所述的电力转换方法，其中， 还包括在所述调整值为所述规定值以上的情况下，将所述相位差设定为所述计算值的 步骤。 5?-种电力转换装置（101)，该电力转换装置具备：具有多个初级侧端口（60a、60c)的 初级侧电路（20)、具有多个次级侧端口（60b、60d)并通过变压器（400)与所述初级侧电路 (20)磁耦合的次级侧电路（30)、以及通过变更所述初级侧电路（20)的开关与所述次级侧 电路（30)的开关之间的相位差来控制在所述初级侧电路（20)与所述次级侧电路（30)之 间传输的传输电力的控制部（50)，所述电力转换装置的特征在于， 所述控制部（50)将所述相位差设定为计算值； 所述控制部（50)判定是否从所述次级侧电路（30)向所述初级侧电路（20)传输电力； 所述控制部（50)基于所述初级侧电路（20)的初级侧电力计算值以及所述次级侧电路 (30)的次级侧电力计算值来计算传输效率； 所述控制部（50)将所述相位差的调整值设定为将所述传输效率除以规定效率而得到 的值； 所述控制部（50)判定所述调整值是否小于规定值； 在所述调整值小于所述规定值的情况下，所述控制部（50)将所述相位差设定为将所 述计算值除以所述调整值而得到的值。6. 根据权利要求5所述的电力转换装置，其中， 在从所述次级侧电路（30)向所述初级侧电路（20)传输电力的情况下，所述控制部 (50)将所述传输效率设定为将所述初级侧电力计算值除以所述次级侧电力计算值而得到 的值， 在从所述初级侧电路（20)向所述次级侧电路（30)传输电力的情况下，所述控制部 (50)将所述传输效率设定为将所述次级侧电力计算值除以所述初级侧电力计算值而得到 的值。7. 根据权利要求5或6所述的电力转换装置，其中， 所述控制部（50)基于所述初级侧端口（60a、60c)的检测电压来计算所述初级侧电力 计算值， 所述控制部（50)基于所述次级侧端口（60b、60d)的检测电压来计算所述次级侧电力 计算值。8. 根据权利要求5~7中任意一项所述的电力转换装置，其中， 在所述调整值为所述规定值以上的情况下，所述控制部（50)将所述相位差设定为所 述计算值。
【专利摘要】本发明涉及电力转换装置及电力转换方法。电力转换装置具备构成于初级侧电路的多个初级侧端口、和构成于通过变压器与初级侧电路磁耦合的次级侧电路的多个次级侧端口，并通过变更初级侧电路的开关与次级侧电路的开关之间的相位差来调整在初级侧电路与次级侧电路之间传输的传输电力，所述电力转换方法具有下述步骤：计算传输效率；将相位差的调整值设定为将传输效率除以规定效率而得到的值；和在调整值小于规定值的情况下，将相位差设为将计算值除以调整值而得到的值。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN104980034
【申请号】CN201510161737
【发明人】平野高弘
【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】US20150295501