专利名称：Dc/dc电力转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将直流电压转换为升压或者降压的直流电压的DC/DC电力转换装置。
背景技术：
以往的DC/DC电力转换装置利用开关元件的接通断开动作控制向电抗器储存和释放能量的量来进行从直流向直流的电压转换。另外，由于该电抗器存在大形且重这样的课题，所以公开了如下技术利用电容器的充放电，使对电抗器施加的电压降低，使该电抗器所需的电感值降低，从而使电抗器小形、轻量化(例如，参照专利文献1、2)。专利文献1 日本特开昭61-92162号公报专利文献2 日本特开2005-2M060号公报
发明内容
在这些以往的DC/DC电力转换装置中，通过使开关元件以某一定的开关频率进行接通断开动作来控制向电抗器储存和释放能量而升压或者降压至规定的电压并向负载供给电压。并且，通过该开关元件的接通断开动作，在开关元件中产生开关损耗，开关频率越高，该损耗越大。另外，如果为了抑制开关损耗而降低开关频率，则存在如下问题电抗器的电流脉动变大，其电流、电压变化的大小成为原因而辐射噪声、传导噪声变大，周围的装置、 设备产生误动作，电流有效值变大，所以电抗器、布线的损耗增大。可是，DC/DC电力转换装置有时与将直流转换为交流的逆变器组合来构成系统。例如，有太阳能发电用电力转换系统、空调器、混合动力汽车的电气驱动系统等。这些系统中使用的DC/DC电力转换装置根据电源的状态(例如，太阳能发电系统的太阳能电池的光的照射量)、负载的状态(例如，混合动力汽车的电气驱动系统的马达的转速)，控制其输出电压，因此控制与该电压转换相关的电压比。由于通过控制开关元件的导通率、所谓占空系数来调整该电压比，所以相伴于此， 电抗器的电流脉动的大小也变化。因此，在以往的DC/DC电力转换装置中，通过加入与这些电压比的变化相伴的电抗器的电流脉动变动来设定开关元件的开关频率，但如上所述，开关损耗和与电抗器电流相伴的缺点具有相反的关系，其设定不容易。因此，存在如下课题无法充分对应于目前的谋求降低宽动作范围中的平均功耗量这样的高度的节能化要求。本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种能够降低直流电压比宽的范围中的平均的功耗量的DC/DC电力转换装置。本发明涉及的DC/DC电力转换装置，具备高压电压端子；低压电压端子；元件串联体，连接在高压电压端子之间，将多个整流元件相互串联连接而成；开关元件，与多个整流元件的全部或者一部分分别并联连接；电容器，与多个整流元件并联连接并保持对高压电压端子之间的电压进行分压而得到的电压；电抗器，一端与低压电压端子的一方连接且另一端与整流元件的串联连接点连接，根据开关元件的开关动作而通电并进行能量的储存释放；以及控制电路，通过控制开关元件的接通断开动作而进行高压电压端子间的电压与低压电压端子间的电压之间的直流电压转换的控制，其中，控制电路为了使电抗器中流过的电流脉动的大小不论直流电压转换的电压比而都成为规定的限制值以下，根据电压比变更对开关元件进行接通断开的开关频率。如上所述，本发明的DC/DC电力转换装置的控制电路为了使电抗器中流过的电流脉动的大小不论直流电压转换的电压比而都成为规定的限制值以下，根据电压比变更了对开关元件进行接通断开的开关频率，所以能够将电抗器的电流脉动抑制为限制值以下，因此将与该电流脉动相伴的损耗、缺点抑制为一定以下的等级，并且降低电压比宽的范围内的开关频率的平均值，相比于不论电压比多少而将开关频率设为恒定的以往的情况，能够降低平均的功耗量。
发明内容
图1是示出本发明的实施方式1的DC/DC电力转换装置的电路结构的图。图2是示出在本发明的实施方式1的升压动作中，调整为IXVl < V2 < 2XV1时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图3是示出在本发明的实施方式1的升压动作中，调整为2XV1 < V2时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图4是示出在本发明的实施方式1的降压动作中，调整为1XV2彡Vl >0. 5XV2 时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图5是示出在本发明的实施方式1的降压动作中，调整为0. 5XV2 > Vl时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图6是示出在本发明的实施方式1的升压动作中，电抗器Lc的电流脉动的大小相同的开关频率与输出电压的关系的图。图7是示出本发明的实施方式2的DC/DC电力转换装置的电路结构的图。图8是示出在本发明的实施方式2的升压动作中，调整为IXVl < V2 < 2XV1时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图9是示出在本发明的实施方式2的升压动作中，调整为2XV1 <V2时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图10是示出在本发明的实施方式2的降压动作中，调整为IXV2彡Vl >0. 5XV2 时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图11是示出在本发明的实施方式2的降压动作中，调整为0. 5XV2 > Vl时的栅极电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形的图。图12是示出作为说明本发明的实施方式3的DC/DC电力转换装置的升压动作的前提，在电压比的全部范围内将开关频率设为恒定的情况下的输出电压与电流脉动的关系的图。图13是说明本发明的实施方式3的DC/DC电力转换装置的升压动作的图，是示出在电压比的全部范围内切换2种开关频率的情况下的输出电压与电流脉动的关系的图。
具体实施例方式实施方式1.以下，说明本发明的实施方式1的DC/DC电力转换装置。图1示出本发明的实施方式1的DC/DC电力转换装置的电路结构。如图1所示， DC/DC电力转换装置具有如下DC/DC电力转换功能将输入到低压电压端子VL与Vcom之间的电压Vl转换为升压到Vl以上的电压V2而输出到高压电压端子VH与Vcom之间(升压动作)、或者将输入到高压电压端子VH与Vcom之间的电压V2转换为降压到V2以下的电压Vl而输出到低压电压端子VL与Vcom之间(降压动作)。DC/DC电力转换装置包括主电路110和控制电路120。主电路110包括平滑电容器CL、CH，对输入输出电压V1、V2进行平滑化；作为开关元件的4个IGBTansulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)Sl S4 (以下，适当简记为Sl等)；4个第1 第4整流元件Dl D4 (以下，适当地简记为Dl等)，以在与IGBT的导通方向相逆的方向上导通的方式与各IGBT并联地连接；电抗器Lc，连接在低压电压端子VL与由IGBT以及整流元件构成的开关元件群之间；以及电容器Cp，连接在开关元件群之间。进而，详细说明电路的连接。平滑电容器CL的两个端子分别连接到低压电压端子 VL和Vcom，低压电压端子Vcom被接地。平滑电容器CH的低压侧端子连接到高压电压端子 Vcom,高压侧端子连接到高压电压端子VH0Sl的发射极端子连接到低压电压端子Vcom，集电极端子连接到S2的发射极端子， S2的集电极端子连接到S3的发射极端子。S3的集电极端子连接到S4的发射极端子，S4的集电极端子连接到高压电压端子VH。Dl的阳极端子连接到Sl的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子，D2的阳极端子连接到S2的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子。D3 的阳极端子连接到S3的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子，D4的阳极端子连接到S4 的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子。电抗器Lc连接在S2与D2的并联体以及S3与D3的并联体的串联连接点和低压电压端子VL之间。电容器Cp并联连接于相互串联连接的S2与D2的并联体以及S3与D3 的并联体。S1、S2、S3、S4的栅极端子、和电压端子VH、VL、Vcom连接到控制电路120。对Si、 S2、S3、S4的栅极端子，输入以各IGBT的发射极端子的电压为基准的栅极信号。接下来，说明动作。首先，叙述升压动作。该DC/DC电力转换装置在输入输出电压的关系中，在V2大于等于IXVl且小于2XV1的情况和大于2XV1的情况下动作不同。首先，说明如下动作在高压电压端子VH-Vcom之间，作为电压V2升压至IXVl彡V2 < 2XV1 而输出。在该情况下，电压Vl的直流电源(平滑电容器CL设为其电容大，在规定的时间内的动作中也可以视为直流电源)连接到低压电压端子VL-Vcom之间，在高压电压端子 VH-Vcom之间连接直流负载，处于通过VL-Vcom — VH-Vcom的路径消耗能量的状态。图2示出IGBTSl与S2的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。另外，IGBT在栅极信号是高电压时接通。在稳定状态下，在电容器Cp中积蓄电压0.5XV2的电压。在升压动作中，S3和S4处于断开的状态且Sl和S2进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在Sl的栅极电压是高电压、S2的栅极电压是低电压的状态(图2的时间带(1)) 下，Sl是接通、S2是断开，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc和电容器Cp。CL — Lc — D3 — Cp — Sl — CLS卩，通过向经由电容器Cp连接于平滑电容器CL即低压电压端子VL、Vcom之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S2的栅极电压是低电压的状态(图2的时间带O)) 下，Sl是断开、S2是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CH。CL — Lc — D3 — D4 — CH — CL在Sl的栅极电压是低电压、S2的栅极电压是高电压的状态(图2的时间带(3)) 下，Sl是断开、S2是接通，所以通过以下的路径，Cp中积蓄的能量转移到电容器CH，并且在电抗器Lc中积蓄能量。CL — Lc — S2 — Cp — D4 — CH — CLS卩，在此也通过向经由电容器Cp连接于低压电压端子VL、Vcom之间的电抗器Lc 通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S2的栅极电压是低电压的状态(图2的时间带G)) 下，Sl是断开、S2是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CH。CL — Lc — D3 — D4 — CH — CL通过反复该一连串的动作，在IXVl < 2XV1的范围内，对输入的电压Vl进行升压调整，作为电压V2输出。另外，在上述范围内，Vl =V2相当于将Si、S2都维持为断开的状态。接下来，说明在高压电压端子VH-Vcom之间，作为电压V2升压至V2 > 2 X Vl而输出的动作。在该情况下，也同样地，在高压电压端子VH-Vcom之间连接直流负载，处于通过 VL-Vcom — VH-Vcom的路径消耗能量的状态。图3示出IGBTSl与S2的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。在该情况下，也在稳定状态下，在电容器Cp中积蓄电压0. 5XV2的电压。同样地，在升压动作中，S3和S4是断开的状态，Sl和S2进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在Sl的栅极电压是高电压、S2的栅极电压是高电压的状态(图3的时间带(5)) 下，Sl是接通、S2是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。CL — Lc — S2 — Sl — CLS卩，通过向不经由电容器Cp而直接连接在低压电压端子VL、Vcom之间的电抗器Lc 通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是高电压、S2的栅极电压是低电压的状态(图3的时间带(6)) 下，Sl是接通、S2是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器Cp。CL — Lc — D3 — Cp — Sl — CL在Sl的栅极电压是高电压、S2的栅极电压是高电压的状态(图3的时间带(7)) 下，Sl是接通、S2是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。CL — Lc — S2 — Sl — CL即，在此也通过向不经由电容器Cp而直接连接在低压电压端子VL、Vcom之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S2的栅极电压是高电压的状态(图3的时间带(8)) 下，Sl是断开、S2是接通，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量和电容器Cp中积蓄的能量转移到电容器CH。CL — Lc — S2 — Cp — D4 — CH—CL通过反复该一连串的动作，在V2 > 2 X Vl的范围内，对输入的电压Vl进行升压调整，作为电压V2输出。接下来，叙述降压动作。即使是降压动作，在输入输出电压的关系中，在V2大于等于IXVl且小于2XV1的情况和大于2XV1的情况下动作也不同。首先，说明在低压电压端子VL-Vcom之间，作为电压Vl降压至1XV2彡Vl > 0. 5XV2而输出的动作。在该情况下，电压V2的直流电源(平滑电容器CH被设为其电容大，在规定的时间内的动作中也可以视为直流电源)连接到高压电压端子VH-Vcom之间，在低压电压端子 VL-Vcom之间连接直流负载，处于通过VH-Vcom — VL-Vcom的路径消耗能量的状态。图4示出IGBTS3与S4的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。由于将升压动作时的电流表示为正的方向，所以在此将IL表示为负的电流。在稳定状态下， 在此也在电容器Cp中积蓄了电压0. 5XV2的电压。在降压动作中，Sl和S2是断开的状态且S3和S4进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在S3的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图4的时间带(9)) 下，S3是接通、S4是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc和电容器CL。CH — S4 — S3 — Lc — CL — CHS卩，通过向不经由电容器Cp而直接连接在高压电压端子VH、Vcom之间的电抗器Lc 通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S3的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图4的时间带(10)) 下，S3是接通、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc和Cp中积蓄的能量转移到电容器CL。Cp — S3 — Lc — CL — Dl — Cp在S3的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图4的时间带(11)) 下，S3是接通、S4是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc和电容器CL。CH — S4 — S3 — Lc — CL — CH即，在此也通过向不经由电容器Cp而直接连接在高压电压端子VH、Vcom之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S3的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图4的时间带(12)) 下，S3是断开、S4是接通，所以通过以下的路径，电抗器Lc的能量转移到电容器CH，并且在电容器Cp中积蓄能量。CH — S4 — Cp — D2 — Lc — CL — CH通过反复该一连串的动作，在1XV2彡Vl > 0. 5XV2的范围内，对输入的电压V2 进行降压调整，作为电压Vi而输出。另外，在上述范围内，Vl =V2相当于将S3、S4都维持为接通的状态。接下来，说明在低压电压端子VL-Vcom之间，作为电压Vl降压至Vl < 0. 5XV2而输出的动作。在该情况下，也同样地，在低压电压端子VL-Vcom之间连接直流负载，处于通过VH-Vcom — VL-Vcom的路径消耗能量的状态。图5示出IGBTS3与S4的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。在此也将电流IL表示为负的电流。在该情况下，也在稳定状态下，在电容器Cp中积蓄了电压 0.5XV2的电压。同样地，在降压动作中，Sl和S2是断开的状态且S3和S4进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在S3的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图5的时间带(13)) 下，S3是接通、S4是断开，所以通过以下的路径，Cp的能量转移到CL，并且在电抗器Lc中
积蓄能量。Cp — S3 — Lc — CL — Dl — Cp由于电容器Cp积蓄对高压电压端子VH-Vcom之间的电压V2进行分压而得到的电压(0. 5 X V2)，所以通过上述路径，通过向经由电容器Cp连接在高压电压端子VH、Vcom之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S3的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图5的时间带(14)) 下，S3是断开、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CL。Lc — CL — Dl — D2 — Lc在S3的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图5的时间带(15)) 下，S3是断开、S4是接通，所以通过以下的路径，CH的能量转移到CL，并且积蓄到电抗器Lc 和电容器Cp。CH — S4 — Cp — D2 — Lc — CL — CHS卩，在此也通过向经由电容器Cp连接在高压电压端子VH、Vcom之间的电抗器Lc 通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S3的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图5的时间带(16)) 下，S3是断开、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CL。Lc — CL — Dl — D2 — Lc通过反复该一连串的动作，在Vl <0.5XV2的范围内，对输入的电压V2进行降压调整，作为电压Vl输出。本DC/DC电力转换装置通过如以上说明那样地动作，能够进行升降压的动作。但是，如上所述，如果电抗器的电流脉动变大，则构成电抗器的磁性体的损耗变大，电抗器发热，从而温度上升并电感值降低而无法发挥电抗器的功能，或者由于热而破损。另外，如果电流脉动变大，则从电抗器辐射的电磁噪声、噪音变大，对其周边造成恶劣影响。由此，必须使电抗器的电流脉动成为某大小以下。因此，以往以不论在什么样的电压比的条件下电流脉动都成为能够容许的值的方式，选择了接通断开开关元件的开关频率和电抗器的电感值。相对于此，本发明的DC/DC电力转换装置进而通过根据输入输出电压比变更接通断开开关元件的开关频率，从而无需使电抗器的电流脉动的大小变化就降低开关元件的开关损耗，在DC/DC电力转换装置的宽的动作范围内降低功耗量。接下来，为了清楚说明使该开关频率变化的要领，求出在开关频率f、电流脉动的峰-峰值Δ I、电抗器的电感L、以及与升降压动作相关的电压VI、V2之间成立的关系式。由于该关系式根据之前的图2 图5中说明的、升压动作或者降压动作、以及这些电压转换范围而不同，所以以下针对这些各情形的每一个情形求出。首先，说明之前的图2的、在IXVl ^V2< 2XV1的范围内对输入的电压Vl进行升压调整并作为电压V2输出的情况。在将S1、S2中的某一个的栅极电压是高的期间(图2的时间带(1)、(3)的期间) 设为Ton、将从Sl断开到S2接通的期间(图2的时间带(2)的期间)、从S2断开到Sl接通的期间(图2的时间带⑷的期间)设为Toff时，由于电容器Cp的电压是0. 5XV2，所以在Ton的期间中，式(1)成立。V1-V2/2 = LXA I/Ton... (1)另外，在Toff的期间中，式⑵成立。V2-V1 = LXA I/Toff— (2)开关元件的开关周期T = Ι/f是各期间之和，所以式(3)成立。T = 1/f = 2X (Ton+Toff)…(3)根据式⑴ (3)，开关频率f用式(4)表示。f = (V2-V1) X (2V1-V2)/(2XLX AIXV2)— (4)接下来，说明之前的图3的、在V2 > 2XV1的范围内对输入的电压Vl进行升压调整并作为电压V2输出的情况。如果在S1、S2的栅极电压同时成为高的期间(两方都接通的期间)中，将从Sl接通到S2成为断开的期间(图3的时间带(5)的期间)、从S2接通到Sl断开的期间(图3 的时间带(7)的期间)设为Ton，将S1、S2中的某一个断开的期间(图3的时间带(6)、(8) 的期间)设为Toff，则在Ton的期间中，式(5)成立。Vl = LX Δ I/Ton— (5)电容器Cp的电压是0.5XV2，所以在Toff的期间中，式(6)成立。V2-V2/2-V1 = LXA I/Toff— (6)根据式(5)、(6)、(3)，开关频率f用式(7)表示。f = VlX (V2-2XV1)/(2XLX AIXV2)— (7)接下来，说明之前的图4的、在1XV2彡Vl > 0. 5XV2的范围内对输入的电压V2 进行降压调整并作为电压Vl输出的情况。如果在S3、S4的栅极电压同时高的期间(两方都接通的期间)中，将从S3接通到 S4断开的期间(图4的时间带(9)的期间)、从S4接通到S3断开的期间(图4的时间带 (11)的期间)设为Ton，将S3、S4中的某一个断开的期间(图4的时间带(10)、(12)的期间)设为Toff，则在Ton的期间中，式(8)成立，在Toff的期间中，式(9)成立。V2-V1 = LXA I/Ton... (8)V1-V2/2 = LXA I/Toff— (9)根据式(8)、(9)、(3)，开关频率f用式(10)表示。f = (V2-V1) X (2V1-V2)/(2XLX AIXV2)— (10)接下来，说明之前的图5的、在Vl < 0. 5XV2的范围内对输入的电压V2进行降压调整并作为电压Vi输出的情况。如果将S3、S4中的某一个的栅极电压高的期间(图5的时间带(13)、(15)的期间)设为Ton、将从S3断开到S4接通的期间(图5的时间带(14)的期间)、从S4断开到S3接通的期间(图5的时间带(16)的期间)设为Toff，则在Ton的期间中，式(11)成立， 在Toff的期间中式(12)成立。V2-V2/2-V1 = LXA I/Ton... (11)Vl = LX Δ I/Toff— (12)根据式(11)、(12)、(3)，开关频率f用式(13)表示。f = VlX (V2-2XV1)/(2XLX AIXV2)— (13)如果将电压比(V2/V1)设为k，则式(4)和式(10)相同，并且，式(7)和式(13) 相同，着眼于此，不区分升降压动作，开关频率f根据电压比k的范围用以下的式(14)和式 (15)表示。在1≤k<2的情况下f = (Vl/(2XLX Δ I)) X (k-1) X (2-k)/k— (14)在k> 2的情况下f = (V1/(2XLX Δ I)) X (k-2)/k— (15)因此，控制电路120输入作为电抗器的电流脉动Δ I容许的值，并使开关频率f根据电压比k变化为用式(14)或者式(1 计算出的值，从而当然无需使电抗器的电流脉动的大小变化就能够降低开关元件的开关损耗，并能够在DC/DC电力转换装置的宽的动作范围内降低功耗量。由于功耗量降低，对装置进行冷却的负担减轻，从而还实现装置的小形轻量化，装置的耐久性也提高。例如，作为具体例，在升压动作中，设为Vl = 250V、AI = 24A、L = 100 μ H的情况下，输出电压V2和电流脉动成为相同的开关频率的关系如图6所示。从图可知，在输出电压350V的情况下，需要9kHz左右的开关频率，但在输出520V的情况下，可以是2kHz左右的开关频率。因此，能够在输出500V附近处减小开关频率，其结果，IGBT的开关损耗变小，所以能够实现损耗小的动作。在该电压条件中，在输出250V至350V中，根据电压的增加而使频率增加，在350V 至500V中，根据电压的增加而使频率减少，在500V以上，根据电压的增加而使频率增加。通过这样动作，在动作区域中形成损耗小的动作区域，所以相比于以一定的频率动作的情况， 能够大幅削减功耗量。同样地，在降压动作中，也根据上述式，以根据输入输出的电压比所决定的开关频率动作，从而能够大幅削减功耗量。另外，在式(14)、式(15)中，在公式的适用上，去除了电压比k = 2的情况，但在希望以电压比k = 2输出的情况下，实际上，例如通过作为f设定为几百Hz或者IkHz左右的充分小的值，从而不会增大电流脉动就能够实现低损耗下的运转。如上述的说明，只有在升压动作的情况下，不需要S3、S4，只有在降压动作的情况下，不需要Si、S2。因此，在可以只有单向的功能的情况下，设为省略了不需要的开关元件的结构即可。实施方式2.以下，说明本发明的实施方式2的DC/DC电力转换装置。相对前面的实施方式1的DC/DC电力转换装置，电路结构的一部分不同，但与升降压相关的控制动作基本上相同。图7示出本发明的实施方式2的DC/DC电力转换装置的电路结构。如图7所示， DC/DC电力转换装置具有如下DC/DC电力转换功能将输入到低压电压端子VL与VcomL之间的电压Vl转换为升压至Vl以上的电压V2而输出到高压电压端子VH与VcomH之间(升压动作)、或者将输入到高压电压端子VH与VcomH之间的电压V2转换为降压至V2以下的电压Vl而输出到低压电压端子VL与VcomL之间(降压动作)。DC/DC电力转换装置包括主电路210和控制电路220。主电路210包括平滑电容器(^、011、012，对输入输出电压￥1、￥2进行平滑化；作为开关元件的4个IGBTSl S4 (以下，适当简记为Sl等)；4个第1 第4整流元件Dl D4 (以下，适当简记为Dl等)，以在与IGBT的导通方向相逆的方向上导通的方式与各IGBT并联地连接；以及电抗器Lc，连接在低压电压端子VL与由IGBT以及整流元件构成的开关元件群之间。另外，平滑电容器CHl、CH2还作为保持对高压电压端子VH与VcomH之间的电压V2 进行分压而得到的电压的电容器发挥功能。进而，详细说明电路的连接。平滑电容器CL的两个端子分别连接到低压电压端子VL和VcomL。平滑电容器CHl的高压侧端子连接到高压电压端子VH，低压侧端子连接到平滑电容器CH2的高压侧端子，平滑电容器CH2的低压侧端子连接到高压电压端子VcomH。 VcomH被接地。Sl的发射极端子连接到高压电压端子VcomH，集电极端子连接到S2的发射极端子，并且连接到低压电压端子VcomL。S2的集电极端子连接到S3的发射极端子。S3的集电极端子连接到S4的发射极端子，S4的集电极端子连接到高压电压端子VH。Dl的阳极端子连接到Sl的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子，D2的阳极端子连接到S2的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子。D3的阳极端子连接到S3的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子，D4的阳极端子连接到S4的发射极端子，阴极端子连接到集电极端子。电抗器Lc连接到S3与D3的并联体以及S4与D4的并联体的串联连接点和低压电压端子VL之间。平滑电容器CHl并联连接于相互串联连接的S3与D3的并联体以及S4 与D4的并联体，平滑电容器CH2并联连接于相互串联连接的Sl与Dl的并联体以及S2与 D2的并联体。S1、S2、S3、S4的栅极端子、和电压端子VH、VL、VcomL、VcomH连接到控制电路220。 对S1、S2、S3、S4的栅极端子，输入以各IGBT的发射极端子的电压为基准的栅极信号。接下来，说明动作。首先，叙述升压动作。该DC/DC电力转换装置在输入输出电压的关系中，在V2大于等于IXVl且小于2XV1的情况和大于2XV1的情况下动作不同。首先，说明在高压电压端子VH-VcomH之间作为电压V2升压至IXVl ^ V2 < 2XV1而输出的动作。在该情况下，电压Vl的直流电源(平滑电容器CL被设为其电容大，在规定的时间内的动作中也可以视为直流电源)连接到低压电压端子VL-VcomL之间，在高压电压端子 VH-VcomH之间连接直流负载，处于通过VL-VcomL — VH-VcomH的路径消耗能量的状态。图8示出IGBTS2与S3的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。另夕卜，IGBT在栅极信号是高电压时接通。在稳定状态下，在平滑电容器CH1、CH2中积蓄电压 0. 5XV2的电压。在升压动作中，Sl和S4处于断开的状态且S2和S3进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。
在S2的栅极电压是高电压、S3的栅极电压是低电压的状态(图8的时间带Ql)) 下，S2是接通、S3是断开，所以通过以下的路径，能量转移到电容器CH1，并且在电抗器Lc
中积蓄能量。CL — Lc — D4 — CHl — S2 — CLS卩，通过向经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CHl连接于平滑电容器CL 即低压电压端子VL、VcomL之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S2的栅极电压是低电压、S3的栅极电压是低电压的状态(图8的时间带02)) 下，S2是断开、S3是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到平滑电容器CHl以及 CH2。CL — Lc — D4 — CHl — CH2 — Dl — CL在S2的栅极电压是低电压、S3的栅极电压是高电压的状态(图8的时间带Q3)) 下，S2是断开、S3是接通，所以通过以下的路径，能量转移到平滑电容器CH2，并且在电抗器 Lc中积蓄能量。CL — Lc — S3 — CH2 — Dl — CLS卩，在此也通过向经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CH2而连接在低压电压端子VL、VcomL之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S2的栅极电压是低电压、S3的栅极电压是低电压的状态(图8的时间带04)) 下，S2是断开、S3是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到平滑电容器CHl以及 CH2。CL — Lc — D4 — CHl — CH2 — Dl — CL通过反复该一连串的动作，在IXVl < 2XV1的范围内，对输入的电压Vl进行升压调整，作为电压V2输出。另外，在上述范围内，Vl =V2相当于使S2、S3都成为断开的状态。接下来，说明在高压电压端子VH-VcomH之间作为电压V2升压至V2 > 2XV1而输出的动作。在该情况下，也同样地，在高压电压端子VH-VcomH之间连接直流负载，处于通过 VL-VcomL — VH-VcomH的路径消耗能量的状态。图9示出IGBT2与S3的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。在该情况下，也在稳定状态下，在平滑电容器CHl以及CH2中也积蓄电压0.5XV2的电压。同样地，在升压动作中，Sl和S4处于断开的状态且S2和S3进行接通断开的动作。动作由下述 4个模式构成。在S2的栅极电压是高电压、S3的栅极电压是高电压的状态(图9的时间带Q5)) 下，S2是接通、S3是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。CL — Lc — S3 — S2 — CLS卩，通过向不经由平滑电容器CHl、CH2而直接连接在低压电压端子VL、VcomL之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S2的栅极电压是高电压、S3的栅极电压是低电压的状态(图9的时间带Q6)) 下，S2是接通、S3是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CH1。CL — Lc — D4 — CHl — S2 — CL在S2的栅极电压是高电压、S3的栅极电压是高电压的状态(图9的时间带Q7))下，S2是接通、S3是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。CL — Lc — S3 — S2 — CLS卩，在此也通过向不经由平滑电容器CHI、CH2而直接连接在低压电压端子VL、 VcomL之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在S2的栅极电压是低电压、S3的栅极电压是高电压的状态(图9的时间带08)) 下，S2是断开、S3是接通，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CH2。CL — Lc — S3 — CH2 — Dl — CL通过反复该一连串的动作，在V2 > 2 X Vl的范围内，对输入的电压Vl进行升压调整，作为电压V2输出。接下来，叙述降压动作。即使在降压动作中，在输入输出电压的关系中，在V2大于等于IXVl且小于2XV1的情况和大于2XV1的情况下动作也不同。首先，说明在低压电压端子VL-VcomL之间作为电压Vl降压至1XV2彡Vl > 0. 5XV2而输出的动作。在该情况下，电压V2的直流电源(平滑电容器CHI、CH2被设为其电容大，在规定的时间内的动作中也可以视为直流电源)连接到高压电压端子VH-VcomH之间，在低压电压端子VL-VcomL之间连接直流负载，处于通过VH-VcomH — VL-VcomL的路径消耗能量的状态。图10示出IGBTSl与S4的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。由于将升压动作时的电流表示为正的方向，所以在此将IL表示为负的电流。在稳定状态下， 在此也在平滑电容器CHl以及CH2中积蓄电压0. 5XV2的电压。在降压动作中，S2和S3处于断开的状态且Sl和S4进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在Sl的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图10的时间带09)) 下，Sl是接通、S4是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。(CH2 — CHl) — S4 — Lc — CL — Sl — (CH2 — CHl)由于平滑电容器CHl与CH2的串联体也是连接在高压电压端子VH-VcomH之间的直流电源，所以可以说通过该路径，通过向(不经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CHI、CH2)直接连接在高压电压端子VH、VcomH之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器 Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图10的时间带(30)) 下，Sl是接通、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CL。CH2 — D3 — Lc — CL — Sl — CH2在Sl的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图10的时间带(31)) 下，Sl是接通、S4是接通，所以通过以下的路径，能量转移到电抗器Lc。(CH2 — CHl) — S4 — Lc — CL — Sl — (CH2 — CHl)S卩，在此也通过向(不经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CH1、CH2)直接连接在高压电压端子VH、VcomH之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图10的时间带(32)) 下，Sl是断开、S4是接通，所以通过以下的路径，电抗器Lc的能量转移到电容器CL。CHl — S4 — Lc — CL — D2 — CHl
通过反复该一连串的动作，在1 X V2彡Vl > 0. 5 X V2的范围内，对输入的电压V2 进行降压调整，作为电压Vi输出。另外，在上述范围内，Vl =V2相当于将Si、S4都维持为接通的状态。接下来，说明对低压电压端子VL-VcomL之间作为电压Vl降压至Vl < 0. 5XV2而输出的动作。在该情况下，也同样地，在低压电压端子VL-VcomL之间连接直流负载，处于通过VH-VcomH — VL-VcomL的路径消耗能量的状态。图11示出IGBTSl与S4的栅极信号电压波形、和电抗器Lc的电流IL的波形。在此也将电流IL表示为负的电流。在该情况下，也在稳定状态下，在平滑电容器CHl以及CH2 中积蓄电压0. 5XV2的电压。同样地，在降压动作中，S2和S3处于断开的状态且Sl和S4 进行接通断开的动作。动作由下述4个模式构成。在Sl的栅极电压是高电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图11的时间带(33)) 下，Sl是接通、S4是断开，所以通过以下的路径，能量转移到CL，并且在电抗器Lc中积蓄能量。CH2 — D3 — Lc — CL — Sl — CH2由于平滑电容器CH2积蓄对高压电压端子VH-VcomH之间的电压V2进行分压而得到的电压(0.5XV2)，所以可以说通过上述路径，通过向经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CH2而连接在高压电压端子VH、VcomH之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器 Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图11的时间带(34)) 下，Sl是断开、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CL。Lc — CL — D2 — D3 — Lc在Sl的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是高电压的状态(图11的时间带(35)) 下，Sl是断开、S4是接通，所以通过以下的路径，能量转移到CL，并且积蓄到电抗器Lc。CHl — S4 — Lc — CL — D2 — CHlS卩，在此也通过向经由作为分压电容器发挥功能的平滑电容器CHl而连接在高压电压端子VH、VcomH之间的电抗器Lc通电，进行利用电抗器Lc的能量储存动作。在Sl的栅极电压是低电压、S4的栅极电压是低电压的状态(图11的时间带(36)) 下，Sl是断开、S4是断开，所以通过以下的路径，Lc中积蓄的能量转移到电容器CL。Lc — CL — D2 — D3 — Lc通过反复该一连串的动作，在Vl < 0. 5 X V2的范围内，对输入的电压V2进行降压调整，作为电压Vl输出。与实施方式1同样地，实施方式2的DC/DC电力转换装置也能够通过如以上说明那样动作而实现升降压的动作。进而，根据与实施方式1中的说明的同样的原理，在开关频率f、电流脉动的峰-峰值△ I、电抗器的电感L、与升降压动作相关的电压V1、V2、以及电压比k之间，成立之前说明的式(14)以及式(15)。因此，该实施方式2中的控制电路220通过输入作为电抗器的电流脉动Δ I容许的值，并使开关频率f根据电压比k变化为用式(14)或者式(15)计算出的值，从而无需使电抗器的电流脉动的大小变化就能够降低开关元件的开关损耗，能够在DC/DC电力转换装置的宽的动作范围中降低功耗量。
如上述说明，只有在升压动作的情况下不需要S1、S4，只有在降压动作的情况下不需要S2、S3。因此，在可以只有单向的功能的情况下，设为省略了不需要的开关元件的结构即可。实施方式3.在前面的实施方式1中，如上所述，需要根据式(14)、式(15)，使开关频率f连续地变化以使电流脉动的大小成为恒定，存在控制变得复杂这样的问题。另外，在电压比k = 2中，根据两式得不到有效的开关频率f，所以这也如记述那样，当希望在电压比k = 2的附近处动作的情况下，作为开关频率f需要设定为极小的值这样的控制上的特别考虑。本发明的实施方式3是考虑以上的点而完成的，并非使开关频率f与电压比k相适应地可变，而使开关频率f在固定的几个种类中变化，并不将电抗器的电感值L设为那么大(不将电抗器的尺寸设为那么大)，就能够将电流脉动抑制为某值以下，并且能够在开关频率低的动作区域中降低功耗量。电路结构与图1所示的结构相同，省略再次说明。同样地，作为DC/DC电力转换装置，具有如下DC/DC电力转换功能将输入到低压电压端子VL与Vcom之间的电压Vl转换为升压至Vl以上的电压V2而输出到高压电压端子VH与Vcom之间(升压动作)、或者将输入到高压电压端子VH与Vcom之间的电压V2转换为降压至V2以下的电压Vl而输出到低压电压端子VL与Vcom之间(降压动作)。升压动作、降压动作本身如前面的实施方式1中的说明，省略重复的说明。在此， 说明将电压比k的范围分割为多个动作区域，在各动作区域中设定不同的2种开关频率，根据动作区域即根据电压比k切换开关频率f的方法和其效果。首先，作为其前提，在升压动作中设开关频率f恒定为IOkHz的情况下的、输出电压与电流脉动ΔΙ(最大值与最小值之差)的关系如图12所示。在此，设为Vl = 250V、电抗器的L = 100 μ H。如图所示，在输出电压^OV 660V的范围中，电流脉动在375VQ50V的1. 5倍) 时具有极大值，在500VQ50V的2倍)时取最小值，在500V以上时依赖于电压的大小而变大，在660V时取最大值的30. 3Α。接下来，在动作区域^OV ^OV的范围中以f = 5kHz动作的、在^OV 440V 中以f = IOkHz动作的、在440V 560V中以f = 5kHz动作的、在560V 660V中以f = IOkHz动作的情况的输出电压与电流脉动ΔΙ的关系如图13所示。通过选择这样的频率来动作，能够将电抗器的电流脉动抑制为限制值30. 3A以下，并且在^OV ^0V、440V 560V的动作区域中能够以f = 5kHz动作。另外，能够在该f = 5kHz的动作区域中降低消耗电力，所以作为动作电压范围的整体观察时能够降低功耗量，对装置进行冷却的负担减轻而还实现装置的小形轻量化，装置的耐久性也提高，整体的控制也变得简便。另外，在上述例子中，在动作电压范围的整体中，有3个频率切换点，但在动作电压范围是440V 660V的条件中，频率切换点为2个。另外，在上述例中设定了 2种频率， 但通过增加至3种、4种，能够进一步抑制电流脉动，降低消耗电力。另外，在上述例子中说明了升压动作，但在降压动作中也能够实现同样的动作，能够得到同样的效果。另外，在实施方式2中示出的DC/DC电力转换装置中，也能够实现同样的动作，能够得到同样的效果。 进而，如实施方式1以及2的说明，在可以只有升压动作或者降压动作的功能的情况下，设为省略了不需要的开关元件的结构即可。
权利要求
1.一种DC/DC电力转换装置，具备 高压电压端子；低压电压端子；元件串联体，连接在所述高压电压端子之间，将多个整流元件相互串联连接而成； 开关元件，与所述多个整流元件的全部或者一部分分别并联连接； 电容器，与多个所述整流元件并联连接并保持对所述高压电压端子之间的电压进行分压而得到的电压；电抗器，一端与所述低压电压端子的一方连接且另一端与所述整流元件的串联连接点连接，根据所述开关元件的开关动作而通电并进行能量的储存释放；以及控制电路，通过控制所述开关元件的接通断开动作而进行所述高压电压端子间的电压与所述低压电压端子间的电压之间的直流电压转换的控制，其特征在于，所述控制电路为了使所述电抗器中流过的电流脉动的大小不论所述直流电压转换的电压比如何都成为规定的限制值以下，根据所述电压比变更对所述开关元件进行接通断开的开关频率。
2.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体，所述电容器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，通过对所述第1 第4整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述低压电压端子之间的电压升压至所述高压电压端子之间的电压的升压动作、和使所述高压电压端子之间的电压降压至所述低压电压端子之间的电压的降压动作这双方。
3.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体，所述电容器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，通过对所述第1整流元件和所述第2整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述低压电压端子之间的电压升压至所述高压电压端子之间的电压的升压动作。
4.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体，所述电容器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，通过对所述第3整流元件和所述第4整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述高压电压端子之间的电压降压至所述低压电压端子之间的电压的降压动作。
5.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，所述电容器分别并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体以及所述第3整流元件与所述第4整流元件的串联体，通过对所述第1 第4整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述低压电压端子之间的电压升压至所述高压电压端子之间的电压的升压动作、和使所述高压电压端子之间的电压降压至所述低压电压端子之间的电压的降压动作这双方。
6.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，所述电容器分别并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体以及所述第3整流元件与所述第4整流元件的串联体，通过对所述第2整流元件和所述第3整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述低压电压端子之间的电压升压至所述高压电压端子之间的电压的升压动作。
7.根据权利要求1所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，所述元件串联体由从低电位侧向高电位侧依次相互串联连接的第1 第4整流元件构成，所述低压电压端子经由所述电抗器并联连接于所述第2整流元件与所述第3整流元件的串联体，所述电容器分别并联连接于所述第1整流元件与所述第2整流元件的串联体以及所述第3整流元件与所述第4整流元件的串联体，通过对所述第1整流元件和所述第4整流元件分别并联连接所述开关元件，使得执行使所述高压电压端子之间的电压降压至所述低压电压端子之间的电压的降压动作。
8.根据权利要求1 3、5、6中的任意一项所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在所述低压电压端子之间连接直流电源，在所述高压电压端子之间连接直流负载，所述控制电路对各所述开关元件进行接通断开控制以便通过向经由所述电容器连接在所述低压电压端子之间的所述电抗器通电来进行利用所述电抗器的所述能量的储存动作，从而在将(所述高压电压端子之间的电压/所述低压电压端子之间的电压)设为电压比k时，在1 < k < 2的范围内控制升压动作的直流电压转换。
9.根据权利要求1 3、5、6中的任意一项所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在所述低压电压端子之间连接直流电源，在所述高压电压端子之间连接直流负载，所述控制电路对各所述开关元件进行接通断开控制以便通过向不经由所述电容器而连接在所述低压电压端子之间的所述电抗器通电来进行利用所述电抗器的所述能量的储存动作，从而在将(所述高压电压端子之间的电压/所述低压电压端子之间的电压)设为电压比k时，在k > 2的范围内控制升压动作的直流电压转换。
10.根据权利要求1、2、4、5、7中的任意一项所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在所述高压电压端子之间连接直流电源，在所述低压电压端子之间连接直流负载，所述控制电路对各所述开关元件进行接通断开控制以便通过向不经由所述电容器而连接在所述高压电压端子之间的所述电抗器通电来进行利用所述电抗器的所述能量的储存动作，从而在将(所述高压电压端子之间的电压/所述低压电压端子之间的电压)设为电压比k时，在1 < k < 2的范围内控制降压动作的直流电压转换。
11.根据权利要求1、2、4、5、7中的任意一项所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在所述高压电压端子之间连接直流电源，在所述低压电压端子之间连接直流负载，所述控制电路对各所述开关元件进行接通断开控制以便通过向经由所述电容器连接在所述高压电压端子之间的所述电抗器通电来进行利用所述电抗器的所述能量的储存动作，从而在将(所述高压电压端子之间的电压/所述低压电压端子之间的电压)设为电压比k时，在k > 2的范围内控制降压动作的直流电压转换。
12.根据权利要求8所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在将所述低压电压端子之间的电压设为VI、将所述开关频率设为f、将所述电抗器的电感设为L、将所述电抗器中流过的电流脉动的所述限制值设为ΔΙ时， 所述控制电路依据下式，根据所述电压比k使所述开关频率f变化， f = (V1A2XLX Δ I)) X (k-1) X (2-k)/k。
13.根据权利要求10所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在将所述低压电压端子之间的电压设为VI、将所述开关频率设为f、将所述电抗器的电感设为L、将所述电抗器中流过的电流脉动的所述限制值设为ΔΙ时， 所述控制电路依据下式，根据所述电压比k使所述开关频率f变化， f = (V1A2XLX Δ I)) X (k-1) X (2-k)/k。
14.根据权利要求9所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在将所述低压电压端子之间的电压设为VI、将所述开关频率设为f、将所述电抗器的电感设为L、将所述电抗器中流过的电流脉动的所述限制值设为ΔΙ时， 所述控制电路依据下式，根据所述电压比k使所述开关频率f变化， f = (Vl/(2XLX Δ I)) X (k-2)/k0
15.根据权利要求11所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，在将所述低压电压端子之间的电压设为VI、将所述开关频率设为f、将所述电抗器的电感设为L、将所述电抗器中流过的电流脉动的所述限制值设为ΔΙ时， 所述控制电路依据下式，根据所述电压比k使所述开关频率f变化， f = (V1/(2XLX Δ I)) X (k-2)/k。
16.根据权利要求1至7中的任意一项所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于， 将执行所述升压动作或者所述降压动作时的所述电压比k的范围分割为多个动作区域，所述控制电路针对每个所述动作区域设定对所述开关元件进行接通断开的开关频率， 以使所述电抗器中流过的所述电流脉动的大小不论所述动作区域而都成为所述限制值以下。
17.根据权利要求16所述的DC/DC电力转换装置，其特征在于，作为所述动作区域设置包括所述电压比k = 2的动作区域，将在该动作区域中设定的所述开关频率设为在其他动作区域中设定的所述开关频率以下。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够降低直流电压比宽的范围中的平均的功耗量的DC/DC电力转换装置。控制电路(120)为了使电抗器(Lc)中流过的电流脉动的大小(ΔI)不论直流电压转换的电压比k(k＝V2/V1)而都成为规定的一定值，依据下式，根据电压比k变更对IGBT(S1～S4)进行接通断开的开关频率f。在1≤k＜2的情况下f＝(V1/(2×L×ΔI))×(k-1)×(2-k)/k，在k＞2的情况下f＝(V1/(2×L×ΔI))×(k-2)/k。
文档编号H02M3/155GK102474180SQ20108003438
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年8月5日
发明者前川博敏, 奥田达也, 小林胜, 池田又彦, 浦壁隆浩, 田中优矢 申请人:三菱电机株式会社