专利名称：电压变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的电压变换装置包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括开关元 件、以及能够响应来自直流电源的直流电流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述DC-DC变 换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自直流电源的直流电力通过开关元件的开关动作而 变换成不同电压值的直流电力，并输出变换后的直流电力；电容器，所述电容器与直流电源 并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC变换器的 冷却；并且，所述电压变换装置包括冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测的温度；
4开关频率设定部，所述开关频率设定部基于所述冷媒的温度和开关元件的温度这两者来设 定开关元件的开关频率；以及开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控 制开关元件的开关动作来控制DC-DC变换器的电压变换比。 在本发明的一个方面中，优选如下开关频率设定部基于开关元件的温度，将开关 元件的开关频率设定为第一频率或者比第一频率低的第二频率，并且，当由冷媒温度检测 部检测出的冷媒的温度高于设定温度T1时，开关频率设定部不管开关元件的温度如何都 将开关元件的开关频率设定为所述第一频率。 在本发明的一个方面中，优选如下当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高 于设定温度T2 (T2 > Tl)时，开关控制部控制开关元件的开关动作，以便比所述冷媒的温度 为设定温度T2以下时更降低DC-DC变换器的电压变换比。在该方式中进一步优选如下当 由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3(T3 > T2)时，开关控制部禁止开 关元件的开关动作。 在本发明的一个方面中，优选如下当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高 于设定温度T3(T3 > Tl)时，开关控制部禁止开关元件的开关动作。 在本发明的一个方面中，优选如下基于开关元件的温度而决定的开关频率设定 特性与基于冷媒的温度而决定的开关频率设定特性是不同的特性。 此外，本发明涉及的电压变换装置包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括 开关元件、以及能够响应来自直流电源的直流电流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述 DC-DC变换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自直流电源的直流电力通过开关元件的开关 动作而变换成不同电压值的直流电力，并输出变换后的直流电力；电容器，所述电容器与直 流电源并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC 变换器的冷却；并且，所述电压变换装置包括开关频率设定部，所述开关频率设定部基于 开关元件的温度，将开关元件的开关频率设定为第一频率或者比第一频率低的第二频率； 开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制 DC-DC变换器的电压变换比；以及冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测冷媒的温度； 当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T2时，开关控制部控制开关元件 的开关动作，以便比所述冷媒的温度为设定温度T2以下时更降低DC-DC变换器的电压变换 比。 此外，本发明涉及的电压变换装置包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括 开关元件、以及能够响应来自直流电源的直流电流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述 DC-DC变换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自直流电源的直流电力通过开关元件的开关 动作而变换成不同电压值的直流电力，并输出变换后的直流电力；电容器，所述电容器与直 流电源并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC 变换器的冷却；并且，所述电压变换装置包括开关频率设定部，所述开关频率设定部基于 开关元件的温度，将开关元件的开关频率设定为第一频率或者比第一频率低的第二频率； 开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制 DC-DC变换器的电压变换比；以及冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测冷媒的温度； 当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3时，开关控制部禁止开关元件 的开关动作。
在本发明的一个方面中，优选如下冷却部通过冷媒进行电抗器和电容器中的任 一个的冷却。 根据本发明，能够防止与直流电源并联连接在DC-DC变换器的输入侧的电容器及 DC-DC变换器的电抗器过热。
图1是示出具有本发明实施方式涉及的电压变换装置的电动机驱动系统的概要 结构的图； 图2是示出具有本发明实施方式涉及的电压变换装置的电动机驱动系统的概要 结构的图； 图3是示出电子控制单元的结构例的框图； 图4是用于生成对DC-DC变换器的开关控制信号的方法的一个例子的说明图； 图5是用于说明由电子控制单元执行的处理的流程图； 图6是用于说明由电子控制单元执行的处理的流程图； 图7是用于说明由电子控制单元执行的处理的流程图； 图8是本发明实施方式涉及的电压变换装置的动作说明图； 图9是本发明实施方式涉及的电压变换装置的动作说明图。
具体实施例方式
下面，参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。 图1是示出具有本发明实施方式涉及的电压变换装置的电动机驱动系统的概要 结构的图。本实施方式涉及的电动机驱动系统例如能够用于车辆的驱动系统，如图l所示， 包括作为可充放电的直流电源的二次电池31 ;将来自二次电池31的直流电力变换成不同 电压值的直流电力后输出的DC-DC变换器32 ;设置在DC-DC变换器32的输入侧的滤波用 电容器Cl ;将来自DC-DC变换器32的直流电力变换成交流电力后输出的逆变器34、36 ;设 置在逆变器34、36的输入侧(DC-DC变换器32的输出侧)的平滑用电容器C2 ;可接受来自 逆变器34、36的交流电力而旋转驱动的电动发电机38、39 ;以及对装置全体进行控制的电 子控制单元40。 DC-DC变换器32包括两个功率晶体管(开关元件)Ql 、 Q2，所述两个功率晶体管 (开关元件)Q1、Q2以将源极侧朝向正侧线PL、将漏极侧朝向负侧线SL的方式串联连接；两 个二极管D1、D2，所述两个二极管D1、D2各自反向并联连接在所述功率晶体管Q1、Q2上；以 及电抗器L，所述电抗器L的一端连接在二次电池31的一端(正侧端子)，并且另一端连接 在功率晶体管Ql、 Q2的连接点上。功率晶体管Ql连接在电抗器L的另一端与DC-DC变换 器32的输出端(逆变器34、36的正侧线PL)之间，功率晶体管Q2连接在电抗器L的另一 端与二次电池31的另一端(负侧端子)之间。在该DC-DC变换器32中，如果导通(on)功 率晶体管Q2，则会形成连结二次电池31和电抗器L以及功率晶体管Q2的短路电路，响应从 二次电池31流出的直流电流，电抗器L中会临时蓄存能量。如果在此状态下将功率晶体管 Q2从导通变为截止(off)，则蓄存在电抗器L中的能量经由二极管Dl被蓄存到平滑用电容 器C2中。此时，能够使平滑用电容器C2的直流电压(DC-DC变换器32的输出电压)高于二次电池31的直流电压(DC-DC变换器32的输入电压)。从而，DC-DC变换器32能够起到 通过对功率晶体管Ql、 Q2进行导通/截止驱动的开关动作来将从二次电池31输入的直流 电力变换(升压)成不同电压值的直流电力后输出给逆变器34、36的升压变换器的作用。 另一方面，在该DC-DC变换器32中还能够利用平滑用电容器C2的电荷对二次电池31进行 充电，此时起到降压变换器的作用。 滤波用电容器C1与二次电池31并联设置在DC-DC变换器32的输入侧。更具体地 说，滤波用电容器C1的一端连接在二次电池31的正侧端子和电抗器L的一端，滤波用电容 器CI的另一端连接在二次电池31的负侧端子上。当功率晶体管Ql、 Q2进行开关动作时， 流经电抗器L的电流会产生脉动成分。通过将滤波用电容器C1与二次电池31并联设置， 流经电抗器L的电流将取在二次电池31的电流(直流成分)上叠加滤波用电容器C1的电 流(脉动成分)而得的量，因此抑制了二次电池31的电流波动。 逆变器34包括彼此并联连接在正侧线PL和负侧线SL之间的多个(图1中为三 个)桥臂62、64、66。桥臂62包括一对彼此串联连接在止侧线PL和负侧线SL之间的功率 晶体管(开关元件)Q11、Q12 ;以及一对与功率晶体管Q11、Q12中的每一个反向并联连接的 二极管D11、D12。同样地，桥臂64包括一对彼此串联连接在正侧线PL和负侧线SL之间的 功率晶体管Q13、 Q14 ;以及一对与功率晶体管Q13、 Q14中的每一个反向并联连接的二极管 D13、D14，桥臂66包括一对彼此串联连接在正侧线PL和负侧线SL之间的功率晶体管Q15、 Q16 ;以及一对与功率晶体管Q15、Q16中的每一个反向并联连接的二极管D15、D16。电动发 电机38的绕组(三相绕组)38U、38V、38W被Y(星形)连接，并分别与每个桥臂62、64、66 的中点连接。逆变器34通过功率晶体管Qll Q16的开关动作，将从DC-DC变换器32输 入的直流电力变换成每相各差120°的三相交流并将变换后的三相交流提供给电动发电机 38的三相绕组38U、38V、38W。由此，能够驱动电动发电机38使其旋转。另一方面，在该逆 变器34中还能够将电动发电机38的三相绕组38U、38V、38W的交流电力变换成直流并将该 直流提供给DC-DC变换器32。 逆变器36也与逆变器34同样地构成，具有包括功率晶体管Q21、Q22以及二极管 D21、D22的桥臂72 ;包括功率晶体管Q23、Q24以及二极管D23、D24的桥臂74 ;以及包括功 率晶体管Q25、 Q26以及二极管D25、 D26的桥臂76。 Y(星形)连接的电动发电机39的三 相绕组39U、39V、39W分别与每个桥臂72、74、76的中点连接。逆变器36也通过功率晶体管 Q21 Q26的开关动作，将从DC-DC变换器32输入的直流电力变换成每相各差120°的三 相交流并将变换后的三相交流提供给电动发电机39的三相绕组39U、39V、39W，由此能够驱 动电动发电机39使其旋转。另一方面，在该逆变器36中还能够将电动发电机39的三相绕 组39U、39V、39W的交流电力变换成直流并将该直流提供给DC-DC变换器32。
如图2所示，滤波用电容器C1、DC-DC变换器32 (电抗器L、功率晶体管Q1、Q2)、逆 变器34(功率晶体管Qll Q16)、以及逆变器36(功率晶体管Q21 Q26)被容纳在壳体 42内。但是在图2中为了便于说明，省略了电气配线的图示。这里的壳体42通过用金属 (例如铝)等导电材料构成，还起到相对于外部而屏蔽内部所容纳的电子部件的作用。壳体 42上形成有供冷却液(冷却水)等冷媒流动的冷媒流道44，作为冷却部。通过在冷媒流道 44内流动的冷却液，能够进行容纳在壳体42内的DC-DC变换器32 (电抗器L、功率晶体管 Q1、Q2)的冷却。而且，通过在冷媒流道44内流动的冷却液，还能够进行容纳在壳体42内的
7滤波用电容器Cl、逆变器34(功率晶体管Qll Q16)、以及逆变器36(功率晶体管Q21 Q26)的冷却。 温度传感器52例如被设置在形成有功率晶体管Q1、Q2的芯片上，用于检测功率晶 体管Q1、Q2的温度Tt。温度传感器54例如被设置在壳体42上，用于检测在冷媒流道44内 流动的冷却液的温度Tw。由温度传感器52、54测出的温度Tt、 Tw被输入给电子控制单元 40。 电子控制单元40通过控制DC-DC变换器32的功率晶体管Q1、Q2的开关动作来控 制DC-DC变换器32的电压控制比(升压比)。此外，电子控制单元40通过控制逆变器34 的功率晶体管Qll Q16的开关动作来进行电动发电机38的驱动控制，并通过控制逆变器 36的功率晶体管Q21 Q26来进行电动发电机39的驱动控制。下面，对由电子控制单元 40控制DC-DC变换器32的电压控制比的处理进行详细的说明。 例如如图3的功能框图所示，电子控制单元40能够包括载波频率设定部61和开 关控制部63而构成。载波频率设定部61基于由温度传感器52测出的功率晶体管Ql、 Q2 的温度Tt和由温度传感器54测出的冷却液的温度Tw，设定基准载波的频率fc，由此设定 功率晶体管Ql、 Q2的开关频率fc。开关控制部63以载波频率设定部61所设定的基准载 波的频率(开关频率)fc控制对功率晶体管Q1、Q2进行导通/截止驱动的开关控制信号的 占空比D，由此控制DC-DC变换器32的电压变换比(升压比)。这里，例如如图4所示，能 够基于占空比指令(目标占空比)DO和基准载波(三角载波)Vc的比较结果来生成占空比 D =目标占空比DO的开关控制信号。在图1所示的DC-DC变换器32的结构例中，作为上 侧功率晶体管Q1的导通期间(Qlon)与下侧功率晶体管Q2的导通期间(Q2on)的比例的占 空比D通过D = Qlon/(Qlon+Q2on)来表示，随着该占空比D( = Qlon/(Qlon+Q2on))减少， DC-DC变换器32的电压变换比(升压比)会增大。 图5、图6是用于说明由电子控制单元40的载波频率设定部61设定基准载波的 频率(功率晶体管Ql、 Q2的开关频率)fc的处理的流程图，图7是用于说明由电子控制单 元40的开关控制部62控制DC-DC变换器32的输出电压的处理的流程图。基于图5 图 7的处理在车辆的点火装置被开启之后每隔预定时间被重复执行。 在图5的流程图的步骤S101中，判定标记Fl的值是否为0。当标记Fl的值为0 时(步骤S101的判定结果为"是"的情况)，进入步骤S102，当标记F1的值不为0时(步 骤S101的判定结果为"否"的情况)，进入步骤S105。点火装置开启时的标记Fl的初始值 被设定为0。 在步骤S102中，判定由温度传感器52测出的功率晶体管Q1、Q2的温度Tt是否为 阈值以下。当功率晶体管Ql、Q2的温度Tt为阈值以下时(步骤S102的判定结果为"是"的 情况)，进入步骤S103，将基准载波的频率fc设定为高载波频率fh。另一方面，当功率晶体 管Ql、 Q2的温度Tt高于阈值时(步骤S102的判定结果为"否"的情况)，进入步骤S104， 将基准载波的频率fc设定为比高载波频率fh低的低载波频率f 1 (f 1 < fh)。此外，在步骤 S105中，将基准载波的频率fc固定在高载波频率fh，禁止使用低载波频率fl。
关于在步骤S102的判定中所使用的阈值，也可以分基准载波的频率fc为低载波 频率fl的时候和基准载波的频率fc为高载波频率fh的时候而设定为不同的值。例如，在 步骤S102中，也可以当基准载波的频率fc为高载波频率fh时，判定功率晶体管Ql、 Q2的温度Tt是否为阈值T01以下，当基准载波的频率fc为低载波频率fl时，判定功率晶体管 Q1、Q2的温度Tt是否为阈值T02(T02 <T01)以下。在该例子中，如图8所示，当基准载波 的频率fc为高载波频率fh时，如果功率晶体管Ql、 Q2的温度Tt高于阈值TOl，则将基准 载波的频率fc从高载波频率fh降到低载波频率fl。另一方面，当基准载波的频率fc为 低载波频率f 1时，如果功率晶体管Q1、Q2的温度Tt为阈值T02以下，则将基准载波的频率 fc从低载波频率fl提高到高载波频率fh。如图8所示，通过使功率晶体管Ql、 Q2的温度 Tt与基准载波的频率fc之间具有滞后的关系，抑制了基准载波的频率fc在短时间内变动 而导致调速不匀(hunting)的情况。 在图6的流程图的步骤S201中，判定由温度传感器54测出的冷却液的温度Tw是 否为设定温度Tl以下。当冷却液的温度Tw为设定温度Tl以下时(步骤S201的判定结果 为"是"的情况)，进入步骤S202，将标记F1的值设定为O。另一方面，当冷却液的温度Tw 高于设定温度Tl时(步骤S201的判定结果为"否"的情况)，进入步骤S203，将标记Fl的 值设定为1。这里的标记F1的值表示低载波频率fl的使用是否被禁止，"F1 = O"表示低 载波频率fl的使用被允许的状态，"F1 = l"表示低载波频率fl的使用被禁止的状态。此 外，关于在步骤S201的判定中使用的设定温度T1，也可以通过将标记F1的值为1时的设定 温度Tl的值设定得小于标记Fl的值为0时的设定温度Tl的值，使得冷却液的温度Tw与 标记F1的值之间具有滞后的关系。通过以上的图5、图6的流程图的处理，当功率晶体管 Ql、 Q2的温度Tt超过了阈值时基准载波的频率fc被较低地设定为低载波频率fl，与此相 对，当冷却液的温度Tw超过了设定温度Tl时基准载波的频率fc被较高地设定为高载波频 率fh。 S卩，基于功率晶体管Ql、 Q2的温度Tt决定的载波频率设定特性与基于冷却液的温 度Tw决定的载波频率设定特性不同。 当功率晶体管Q1、 Q2进行开关动作时，功率晶体管Q1、 Q2会发热，而且开关频率 (基准载波的频率)fc越高，功率晶体管Ql、 Q2的发热量就越增大。通过图5的流程图的 处理，当功率晶体管Q1、Q2的温度Tt超过了阈值时，通过将基准载波的频率fc从高载波频 率fh较低地设定为低载波频率f 1，能够抑制功率晶体管Q1、Q2的温度上升，能够防止功率 晶体管Q1、Q2过热。但是，如果基准载波的频率(功率晶体管Ql、Q2的开关频率)fc下降， 尽管功率晶体管Q1、Q2的发热量减少，但流经电抗器L和滤波用电容器C1的电流的脉动成 分却会增大，从而电抗器L和滤波用电容器C1的发热量增大。S卩，在DC-DC变换器32中， 相对于基准载波的频率变化，功率晶体管Q1、Q2的温度上升特性与电抗器L、滤波用电容器 Cl的温度上升特性彼此相反。因此，如果基准载波的频率fc被设定为低载波频率fl的频 度增大，尽管功率晶体管Q1、 Q2的温度上升被抑制，但由电抗器L和滤波用电容器C1的脉 动电流引起的温度上升幅度却会增大，从而容易导致过热。 对此，通过图5、图6的流程图的处理，当冷却液的温度Tw超过了设定温度Tl时， 不管功率晶体管Ql、 Q2的温度Tt如何，都将基准载波的频率fc设定为高载波频率fh，禁 止使用低载波频率fl。这里，功率晶体管Q1、Q2的温度Tt与冷却液的温度Tw以及流经功 率晶体管Ql、Q2的电流相应地变动，冷却液的温度Tw越高，就越容易变高，并且流经功率晶 体管Q1、Q2的电流越大，就越容易变高。因此，当冷却液的温度Tw高时，能够判定功率晶体 管Ql、 Q2的温度Tt高，并且基准载波的频率fc被设定为低载波频率f 1的频度高，并能够 判定随着流经电抗器L和滤波用电容器Cl的脉动电流增大，电抗器L和滤波用电容器Cl
9的温度也变高。从而，在本实施方式中，当电抗器L和滤波用电容器C1的温度高时，将基准 载波的频率fc固定为高载波频率fh(禁止使用低载波频率fl)。如图9所示，由于能够降 低流经电抗器L和滤波用电容器C1的脉动电流，因此能够抑制电抗器L和滤波用电容器Cl 的温度上升。其结果是，能够防止电抗器L和滤波用电容器C1过热。此外，在本实施方式 中，不直接检测电抗器L、滤波用电容器CI的温度，就能够抑制电抗器L和滤波用电容器CI 的温度上升。其结果是，能够省去用于检测电抗器L和滤波用电容器C1的温度的温度传感 器，能够简化装置结构，降低成本。 此外，在图7的流程图的步骤S301中，判定温度传感器54所测出的冷却液的温度 Tw是否为设定温度T2(T2〉Tl)以下。当冷却液的温度Tw为设定温度T2以下时(步骤 S301的判定结果为"是"的情况)，进入步骤S302中，控制功率晶体管Q1、Q2的开关控制信 号的占空比D，从而控制DC-DC变换器32的升压比，以使DC-DC变换器32的输出电压(平 滑用电容器C2的电压)Vout达到预定的目标输出电压VO(VO > Vb，Vb是二次电池31的电 压)。接着，在步骤S303中，将标记F2的值设定为0。另一方面，当冷却液的温度Tw高于 设定温度T2时(步骤S301的判定结果为"否"的情况)，进入步骤S304中。另外，点火装 置被开启时的标记F2的初始值被设定为0。 在步骤S304中，判定冷却液的温度Tw是否为设定温度T3 (T3 > T2)以下。当冷 却液的温度Tw为设定温度T3以下时(步骤S304的判定结果为"是"的情况)，进入步骤 S305中，限制开关控制信号的占空比D(DC-DC变换器32的升压比)，以使DC-DC变换器32 的输出电压Vout下降至比冷却液的温度Tw为设定温度T2以下时的目标输出电压VO更低 的值。这里，相对于冷却液的温度Tw从设定温度T2增大，既可以逐渐降低DC-DC变换器32 的输出电压Vout (升压比)，也可以分级降低DC-DC变换器32的输出电压Vout (升压比)。 接着，在步骤S306中，将标记F2的值设定为1。另一方面，当冷却液的温度Tw高于设定温 度T3时(步骤S304的判定结果为"否"的情况)，进入步骤S307中。 在步骤S307中，通过禁止功率晶体管Q1、Q2的开关动作，来禁止DC-DC变换器32 中的升压(电压变换)。这里，通过将功率晶体管Q1维持在导通状态，并将功率晶体管Q2 维持在截止状态，DC-DC变换器32的输出电压Vout等于DC-DC变换器32的输入电压(二 次电池31的电压)Vb。接着，在步骤S308中，将标记F2的值设定为2。这里的标记F2的 值表示DC-DC变换器32的升压是否被限制或禁止。"F2 = 0"表示DC-DC变换器32的升压 既没有被限制也没有被禁止的状态，"F2 = l"表示DC-DC变换器32的升压被限制的状态， "F2 = 2"表示DC-DC变换器32的升压被禁止的状态。此外，关于在步骤S301、304中使用 的设定温度T2、 T3，也可以通过将标记F2的值为1时的值设定得小于标记F2的值为0时 的值，并且将标记F2的值为2时的值设定得小于标记F2的值为1时的值，使得冷却液的温 度Tw与标记F2的值之间具有滞后的关系。 通过图7的流程图的处理，当冷却液的温度Tw超过了设定温度T2 (T2 > Tl)时， 限制开关控制信号的占空比D，以便比冷却液的温度Tw为设定温度T2以下时更降低DC-DC 变换器32的升压比(电压变换比)。由此，即便在基准载波的频率fc被固定在高载波频 率fh之后电抗器L和滤波用电容器Cl的温度上升，如图9所示，也能够进一步降低流经电 抗器L和滤波用电容器Cl的脉动电流。从而，不直接检测电抗器L、滤波用电容器Cl的温 度，就能够抑制电抗器L和滤波用电容器Cl的温度上升。
此外，通过图7的流程图的处理，当冷却液的温度Tw超过了设定温度T3(T3 > T2) 时，禁止DC-DC变换器32的升压，从而使功率晶体管Ql保持导通状态，并使功率晶体管Q2 保持截止状态，以使DC-DC变换器32的输出电压Vout等于输入电压Vb。由此，即便在限制 开关控制信号的占空比D以降低DC-DC变换器32的输出电压Vout使其低于V0之后电抗 器L和滤波用电容器Cl的温度上升，如图9所示，也能够消除流经电抗器L和滤波用电容 器C1的脉动电流。从而，不直接检测电抗器L、滤波用电容器C1的温度，就能够抑制电抗器 L和滤波用电容器Cl的温度上升。 在以上实施方式的说明中，进行了在冷却液的温度Tw高于设定温度Tl时将基 准载波的频率fc固定在高载波频率fh的处理，进行了在冷却液的温度Tw高于设定温度 T2(T2>T1)时限制占空比D(升压比)以便降低DC-DC变换器32的输出电压Vout使其 低于V0的处理，并进行了在冷却液的温度Tw高于设定温度T3(T3 > T2)时禁止功率晶体 管Q1、Q2的开关动作(DC-DC变换器32的升压)的处理。但是，在本实施方式中，通过这些 处理中的任一个以上的处理，也能够抑制电抗器L和滤波用电容器C1的温度上升。例如， 也可以进行在冷却液的温度Tw高于设定温度Tl时将基准载波的频率fc固定在高载波频 率fh的处理，并进行在冷却液的温度Tw高于设定温度T2(T2 > Tl)时限制占空比D(升压 比)以便降低DC-DC变换器32的输出电压Vout使其低于VO的处理。此外，也可以进行在 冷却液的温度Tw高于设定温度Tl时将基准载波的频率fc固定在高载波频率fh的处理， 并进行在冷却液的温度Tw高于设定温度T3(T3 > Tl)时禁止功率晶体管Ql、 Q2的开关动 作的处理。另外，也可以进行在冷却液的温度Tw高于设定温度T2时限制占空比D以便降 低DC-DC变换器32的输出电压Vout使其低于V0的处理，并进行在冷却液的温度Tw高于 设定温度T3(T3〉T2)时禁止功率晶体管Q1、Q2的开关动作的处理。此外，在本实施方式 中，也可以仅进行在冷却液的温度Tw高于设定温度Tl时将基准载波的频率fc固定在高载 波频率fh的处理。另外，也可以仅进行在冷却液的温度Tw高于设定温度T2时限制占空比 D以便降低DC-DC变换器32的输出电压Vout使其低于V0的处理。此外，也可以仅进行在 冷却液的温度Tw高于设定温度T3时禁止功率晶体管Ql、 Q2的开关动作的处理。
此外，在本实施方式的图6、图7所示的流程图的处理中，也可以使用由图中没有 示出的温度传感器测出的滤波用电容器Cl的温度，以代替冷却液的温度Tw。此外，可应用 本发明的DC-DC变换器32的结构也不限于图l所示的结构，本发明也能够应用于具有图1 以外结构的DC-DC变换器。 以上，对用于实施本发明的方式进行了说明，但不用说，本发明不受上述实施方式 的任何限制，在不脱离本发明主旨的范围内能够以各种方式实施。
权利要求
一种电压变换装置，包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括开关元件、以及能够响应来自直流电源的直流电流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述DC-DC变换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自直流电源的直流电力通过开关元件的开关动作而变换成不同电压值的直流电力，并输出变换后的直流电力；电容器，所述电容器与直流电源并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC变换器的冷却，并且，所述电压变换装置包括冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测冷媒的温度；开关频率设定部，所述开关频率设定部基于所述冷媒的温度和开关元件的温度这两者来设定开关元件的开关频率；以及开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制DC-DC变换器的电压变换比。
2. 如权利要求l所述的电压变换装置，其中，开关频率设定部基于开关元件的温度，将开关元件的开关频率设定为第一频率或者比 第一频率低的第二频率，并且当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T1时，开关频率设定部不管 开关元件的温度如何都将开关元件的开关频率设定为所述第一频率。
3. 如权利要求2所述的电压变换装置，其中，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T2(T2 > Tl)时，开关控制部 控制开关元件的开关动作，以便与所述冷媒的温度为设定温度T2以下时相比降低DC-DC变 换器的电压变换比。
4. 如权利要求3所述的电压变换装置，其中，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3(T3 > T2)时，开关控制部 禁止开关元件的开关动作。
5. 如权利要求2所述的电压变换装置，其中，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3(T3 > Tl)时，开关控制部 禁止开关元件的开关动作。
6. 如权利要求l所述的电压变换装置，其中，基于开关元件的温度而决定的开关频率设定特性与基于冷媒的温度而决定的开关频 率设定特性是不同的特性。
7. —种电压变换装置，包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括开关元件、以及能够响应来自直流电源的直流电 流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述DC-DC变换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自 直流电源的直流电力通过开关元件的开关动作而变换成不同电压值的直流电力，并输出变 换后的直流电力；电容器，所述电容器与直流电源并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及 冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC变换器的冷却， 并且，所述电压变换装置包括开关频率设定部，所述开关频率设定部基于开关元件的温度，将开关元件的开关频率设定为第一频率或者比第一频率低的第二频率；开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制DC-DC变换器的电压变换比；以及冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测冷媒的温度，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T2时，开关控制部控制开关元件的开关动作，以便与所述冷媒的温度为设定温度T2以下时相比降低DC-DC变换器的电压变换比。
8. 如权利要求7所述的电压变换装置，其中，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3(T3 > T2)时，开关控制部禁止开关元件的开关动作。
9. 一种电压变换装置，包括DC-DC变换器，所述DC-DC变换器包括开关元件、以及能够响应来自直流电源的直流电流而临时蓄存能量的电抗器，并且，所述DC-DC变换器利用蓄存在电抗器中的能量将来自直流电源的直流电力通过开关元件的开关动作而变换成不同电压值的直流电力，并输出变换后的直流电力；电容器，所述电容器与直流电源并联设置在DC-DC变换器的输入侧；以及冷却部，所述冷却部通过冷媒进行DC-DC变换器的冷却，并且，所述电压变换装置包括开关频率设定部，所述开关频率设定部基于开关元件的温度，将开关元件的开关频率设定为第一频率或者比第一频率低的第二频率；开关控制部，所述开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制DC-DC变换器的电压变换比；以及冷媒温度检测部，所述冷媒温度检测部检测冷媒的温度，当由冷媒温度检测部检测出的冷媒的温度高于设定温度T3时，开关控制部禁止开关元件的开关动作。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的电压变换装置，其中，冷却部通过冷媒进行电抗器和电容器中的任一个的冷却。
全文摘要
开关频率设定部基于对DC-DC变换器进行冷却的冷媒的温度和DC-DC变换器的开关元件的温度这两者来设定开关元件的开关频率。开关控制部通过以所述设定的开关频率控制开关元件的开关动作来控制DC-DC变换器的电压变换比。
文档编号H02M3/156GK101796709SQ20088002548
公开日2010年8月4日 申请日期2008年7月18日 优先权日2007年7月26日
发明者滨谷尚志 申请人:丰田自动车株式会社