专利名称：电力变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力变换器。
背景技术：
图5是现有的电力变换器6的概念图。直流电源1是公知公用的直流电压源。电力变换器6是主要由电容器21、主变换电路22、变压器23、整流电路65、电容器26、控制电路27构成的公知公用的全桥式电路。
电容器21和电容器26是对电力变换器6的输入和输出的直流电压进行平滑化的电容器，连接在输入和输出的端子之间。主变换电路22是由MOSFET223和MOSFET224构成的电力变换器6的初级侧主变换电路，输入直流电源1的直流电力，向变压器23输出矩形波形的交流电。另外，这些MOSFET的源电极与低端线68a连接。
变压器23是适用于公知公用的全桥电路的输入输出是绝缘型的全桥式变压器，输入上述主变换电路22所输出的矩形波形的交流电力，向整流电路65输出矩形波形的交流电力。另外，变压器23的线圈由初级线圈和次级线圈构成。进一步详细地说，初级线圈由串联的一组的作为同一线圈的线圈231和线圈232构成，作为初级线圈的中心抽头(以下称为CT)而引出这些线圈的串联连接点。然后，与直流电源1的正电极连接。另外，线圈231和线圈232的CT的另一端的端子与MOSFET223和MOSFET224的漏电极连接。进而，次级线圈233与整流电路65连接。
整流电路65是全桥整流电路，对变压器23输出的交流电力进行整流并作为电力变换器6的输出进行输出。另外，整流电路65由二极管251、二极管252、二极管653、二极管654构成。控制电路27是电力变换器6的控制电路，由控制电源部件271、脉冲发生部件272和栅驱动部件273构成。
控制电源部件271输入电力变换器6的初级侧的直流电力(即直流电源1的直流电力)，向脉冲发生部件272和栅驱动部件273供给电力。另外，脉冲发生部件272向栅驱动部件273输出脉冲信号S1。然后，栅驱动部件273输入脉冲信号S1，向MOSFET223和MOSFET224的栅输出栅驱动信号S2和栅驱动信号S3。
在这样的现有技术的电力变换器6中，如图5所示，通过二极管对变压器的输出电力进行整流。
但是，二极管在能够无控制地进行整流的同时，还会加大由于顺方向电压下降而造成的电力损失，使电力变换器的效率降低。
发明内容
本发明的电力变换器的特征在于包括变压器；位于上述变压器的次级侧，具有被反转驱动的至少一对自消弧元件的全桥整流电路；连接上述变压器的初级侧的负极侧连接线和上述变压器的次级侧的负极侧连接线的连接装置；为了驱动上述变压器的初级侧和次级侧的电路而被共通使用的控制电路，其中由上述控制电路驱动上述自消弧元件。
将通过以下的附图和说明进一步说明本发明的其他特征和优点。
图1是展示本发明的实施例相关的电力变换器2的构成的一个例子的图。
图2是展示本发明的实施例1相关的电力变换器3的构成的一个例子的图。
图3是展示本发明的实施例2相关的电力变换器4的构成的一个例子的图。
图4是展示本发明的实施例3相关的电力变换器5的构成的一个例子的图。
图5是现有技术相关变换器6的概念图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施例。
图1是展示本发明的电力变换器2的构成的一个例子的概念图。本实施例的电力变换器2相对于图5的电力变换器6，主要是整流电路不同。详细地说，不同点在于代替整流电路65而使用了整流电路25。另外，不同点还在于将电力变换器2的初级侧和次级侧的负极侧连接线(以下称为低端线或负线)连接起来而成为低端线28。所以，以下，以这些不同点为中心说明本发明的实施例。
整流电路25是对变压器23输出的矩形波形的交流电力进行整流的全桥整流电路，上侧支路由作为非自消弧元件的二极管251和二极管252构成。另外，其下侧支路由作为自消弧元件的SW253和SW254构成，并由各个栅驱动信号S2和栅驱动信号S3驱动。该栅驱动信号S2和S3是相位相互反转的信号。
如上所述，本实施例的电力变换器2向整流电路25的下侧支路导入同步整流。所以，与二极管比较，如果在同步整流中使用顺方向电压下降小的自消弧元件，则与图5的现有技术相比，能够提供变换效率高的电力变换器。
但是，在添加了用来独立控制SW253、254的控制电路的情况下，控制电路的规模变大，妨碍了装置自身的小型化。所以，本实施例的电力变换器2通过将主电路(变压器)的初级侧和次级侧的低端线连接起来作为低端线28，能够将控制电源部件271作为共通的电源而驱动整流电路25的下侧支路的自消弧元件。所以，没有必要为了实施这样的同步整流而设置新的电源，具有控制系统电路变得非常简单这样的大优点。
另外，本实施例并不只限于上述结构。也可以如下这样构成在变压器、上述变压器的次级侧形成全桥电路的电力变换器中，将上述变压器的初级侧的低端线和上述变压器的次级侧的低端线连接起来，至少用自消弧元件形成上述全桥电路的下侧支路的SW元件，通过设置在上述变压器的初级侧的控制电源驱动上述自消弧元件。另外，驱动整流电路的自消弧元件的栅驱动信号不必须与初级侧的栅驱动信号完全同步。在本实施例中，记载了将初级侧作为输入而将次级侧作为输出。但是，也可以将本实施例的次级侧作为输入，将初级侧作为输出。另外，在本实施例中，向初级侧配置控制电源，但也可以向次级侧配置控制电源。
实施例1参照图1和图2，说明本发明相关的一个实施例。
图2是展示本发明的实施例相关的电力变换器3的概念图。另外，本实施例的电力变换器3在代替整流电路25而使用整流电路35这一点上不同。
详细地说，整流电路35是由二极管251、二极管252、MOSFET353、MOSFET354构成的全桥整流电路，下侧支路使用了作为同步整流元件的MOSFET。
另外，可以将MOSFET353和MOSFET354看作是由栅驱动信号S2和栅驱动信号S3相互反转驱动的一对自消弧元件。另外，可以将二极管251、二极管252看作是全桥整流电路的另一对非自消弧元件。
通过以上构成，主变换电路22的各MOSFET将直流电源1的直流电力变换为矩形波形的交流电力，并将其输出到变压器23。另外，整流电路35的各MOSFET通过与变压器23输出的交流电力同步地动作，从而对该交流电力进行全波整流并作为电力变换器3的输出进行输出。
如上所述，本实施例的电力变换器3作为整流电路35的同步整流元件，而适用与主变换电路22的SW元件相同种类的自消弧元件。所以，可以将上述栅驱动信号S2和栅驱动信号S3原样作为同步整流元件的驱动信号使用。
另外，本实施例的电力变换器至少向整流电路的下侧支路导入同步整流。所以，与一般的二极管相比，如果在同步整流中使用顺方向电压下降小的作为自消弧元件的一种的MOSFET，则与图5的现有技术相比，能够提供变换效率高的电力变换器。
进而，本发明的电力变换器通过将主电路(变压器)的初级侧和次级侧的低端线连接起来，将初级侧的控制电源作为共通电源，能够驱动次级侧的整流电路的下侧支路的MOSFET。所以，没有必要为了实施同步整流而设置新的电源，具有控制系统电路变得非常简单这样的大优点。
实施例2以下，参照图2和图3说明本发明的不同实施例。
图3是展示本发明的另一个实施例相关的电力变换器4的概念图。另外，相对于上述图2的电力变换器3，电力变换器4主要在代替整流电路35而使用整流电路45这一点上不同。
详细地说，在整流电路45的上侧支路中使用MOSFET451和MOSFET452。
栅驱动部件273向源电极与低端线28连接的MOSFET223、MOSFET353以及高端驱动器39输出栅驱动信号S2。同样，向MOSFET224、MOSFET354以及高端驱动器38输出栅驱动信号S3。
高端驱动器38和低端驱动器39是用来驱动栅驱动的基准电位(源电位)与下侧支路的同基准电位不同的上侧支路的栅的电路。详细地说，高端驱动器38和高端驱动器39向输入的栅驱动信号S3和栅驱动信号S2施加直流偏压，使得栅驱动信号的零电位与MOSFET451和MOSFET452的源电极的电位一致。另外，可以从控制电源271提供高端驱动器38和高端驱动器39的电源。所以，输出与这些栅驱动信号S2和栅驱动信号S3同步的栅驱动信号S4和栅驱动信号S5。
如上所述，与本实施例对应的电力变换器4由于将主电路(变压器)的初级侧和次级侧的低端线连接起来，所以与实施例1相同，将控制电源部件271作为共通的电源，能够驱动整流电路45的下侧支路的MOSFET。另外，由于向整个整流电路35导入了同步整流，所以能够提供变换效率非常高的电力变换器。
实施例3以下，参照图2和图4说明本发明的又一个不同的实施例。
图4是展示本发明的又一个实施例相关的电力变换器5的概念图。另外，相对于上述图2的电力变换器3，电力变换器5主要在主变换电路和变压器的结构上不同。详细地说，在代替主变换电路22和变压器23而使用主变换电路52和变压器53这一点上不同。
主电路52是设置在变压器的输入段，直流电源1的电力，向变压器23输出矩形波形的交流电力的全桥型的变换器电路，由MOSFET521、MOSFET522、MOSFET523、MOSFET524构成。另外，高端驱动器48和高端驱动器49是具有与上述高端驱动器38和高端驱动器39相同的功能的栅驱动电路，向输入的栅驱动信号S2和栅驱动信号S3施加直流偏压，使得栅驱动信号的零电位与MOSFET521和MOSFET522的源电极的希望电位一致，并向上述MOSFET521和MOSFET522的栅输出栅驱动信号S6和栅驱动信号S7。另外，可以从控制电源271供给高端驱动器48和高端驱动器49的电源。
这样，本发明的电力变换器能够与主电路方式无关地适用。
通过本发明的电力变换器，能够提供降低顺方向电压下降，变换效率高的电力变换器。
另外，通过本发明的电力变换器，能够将初级侧的控制电源作为共通电源来驱动次级侧的整流电路，因而不需要为了实施同步整流而设置新的电源，能够简化控制系统的结构，大幅缩小装置的规模。
本发明并不只限于上述实施例，在其宗旨和目的范围内可以有各种变形，而这些变形也包含在本发明中。
权利要求
1.一种电力变换器，其特征在于包括变压器(23)；位于上述变压器的次级侧，具有被反转驱动的至少一对自消弧元件(253、254、353、354)的全桥整流电路(25、35、45)；连接上述变压器的初级侧的负极侧连接线和上述变压器的次级侧的负极侧连接线的连接装置(28)；为了驱动上述变压器的初级侧和次级侧的电路而被共通使用的控制电路(27)，其中由上述控制电路驱动上述自消弧元件。
2.根据权利要求1记载的电力变换器，其特征在于上述控制电路从上述变压器的初级侧的电路接受电源供给。
3.根据权利要求1或2记载的电力变换器，其特征在于在上述全桥整流电路中，由非自消弧元件(251、252)形成另一对元件。
4.根据权利要求1或2记载的电力变换器，其特征在于在上述全桥整流电路中，由自消弧元件(451、452)形成被反转驱动的另一对元件。
5.根据权利要求1或2记载的电力变换器，其特征在于上述变压器在输入段具备全桥型的变换器电路(52)。
6.一种电力变换器，其特征在于包括变压器(23)；位于上述变压器的次级侧，具有第1自消弧元件(451)、第2自消弧元件(452)、第3自消弧元件(353)、第4自消弧元件(354)的全桥整流电路(45)；连接上述变压器的初级侧的负极侧连接线和上述变压器的次级侧的负极侧连接线的连接装置(28)；为了驱动上述变压器的初级侧和次级侧的电路而被共通使用的控制电路(27)，其中根据来自上述控制电路的第1驱动信号(S3)驱动上述第1和第4自消弧元件，根据来自上述控制电路的第2驱动信号(S2)驱动上述第2和第3自消弧元件。
7.根据权利要求6记载的电力变换器，其特征在于上述控制电路从上述变压器的初级侧的电路接受电源供给。
8.根据权利要求6或7记载的电力变换器，其特征在于还具备向上述第1驱动信号施加偏压的第1偏压电路(38)，其中通过由上述第1偏压电路施加了上述偏压的上述第1驱动信号来驱动上述第1自消弧元件。
9.根据权利要求8记载的电力变换器，其特征在于还具备向上述第2驱动信号施加偏压的第2偏压电路(39)，其中通过由上述第2偏压电路施加了上述偏压的上述第2驱动信号来驱动上述第2自消弧元件。
全文摘要
本发明的电力变换器包括变压器；位于上述变压器的次级侧，具有被反转驱动的至少一对自消弧元件的全桥整流电路；连接上述变压器的初级侧的负极侧连接线和上述变压器的次级侧的负极侧连接线的连接装置；为了驱动上述变压器的初级侧和次级侧的电路而被共通使用的控制电路，其中由上述控制电路驱动上述自消弧元件。
文档编号H02M3/335GK1551471SQ20041003856
公开日2004年12月1日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年5月9日
发明者铃井正毅, 善, 竹原信善 申请人:佳能株式会社