电力转换装置以及电力转换方法
【专利说明】
[0001] 本申请主张于2013年11月27日提出的日本专利申请2013-245385号的优先权， 并在此引用包括说明书、附图、以及说明书摘要的全部内容。
技术领域
[0002] 本发明涉及转换电力的技术。
【背景技术】
[0003] 公知有在初级侧电路的初级侧端口与次级侧电路的次级侧端口之间转换电力的 电力转换装置（例如，参照日本特开2011-193713)。该电力转换装置以使在初级侧电路与 次级侧电路之间传输的传输电力P DD成为指令传输电力PD/的方式反馈传输电力PDD而调整 初级侧电路与次级侧电路之间的相位差9。
【发明内容】
[0004] 然而，日本特开2011-193713所公开的反馈中，由于未决定向端口流动的电流的 目标值，所以若向端口流动的电流较大地变化，则有难以高精度地控制传输电力的情况。因 此，本发明提供能够高精度地控制传输电力的电力转换装置以及电力转换方法。
[0005] 本发明的一个方式提供电力转换装置，其具备：初级侧电路，其具有初级侧端口； 次级侧电路，其具有次级侧端口；以及控制部，其根据反馈值与控制常量的关系准则导出适 合于上述反馈值的上述控制常量，并使用根据上述关系准则导出的上述控制常量而调整上 述初级侧电路与上述次级侧电路之间的相位差，由此控制在上述初级侧电路与上述次级侧 电路之间传输的传输电力，其中，上述反馈值是基于流向上述初级侧端口或者上述次级侧 端口的电流而得到的。
[0006] 根据一个方式，能够高精度地控制传输电力。
【附图说明】
[0007] 通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的特征、优 点、技术及工业意义会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其中：
[0008] 图1是表示电力转换装置的构成例的图。
[0009] 图2是表示控制部的构成例的框图。
[0010] 图3是表示初级侧电路以及次级侧电路的开关例的时序图。
[0011] 图4是表示电力反馈控制系统的第一构成例的图。
[0012] 图5是表示电力反馈控制系统的第二构成例的图。
[0013]图6是表示电力反馈控制系统的第三构成例的图。
【具体实施方式】
[0014] <电源装置101的结构>
[0015] 图1是表示作为电力转换装置的一个实施方式的电源装置101的构成例的框图。 电源装置101例如是具备电源电路10、控制部50以及传感器部70的电源系统。电源装置 101例如是搭载于汽车等车辆、向车载的各负载进行配电的系统。作为这样的车辆的具体 例，可以举出混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车等。电源装置101也可以在以 发动机作为行驶驱动源的车辆搭载。
[0016] 电源装置101例如具有连接初级侧高电压级负载61a的第一输入输出端口 60a、 和连接初级侧低电压级负载61c以及初级侧低电压级电源62c的第二输入输出端口 60c来 作为初级侧端口。初级侧低电压级电源62c向以与初级侧低电压级电源62c相同的电压级 (例如，12V级）动作的初级侧低电压级负载61c供电。另外，初级侧低电压级电源62c向 以与初级侧低电压级电源62c不同的电压级（例如，比12V级高的48V级）动作的初级侧 高电压级负载61a，供给由在电源电路10构成的初级侧转换电路20升压后的电力。作为初 级侧低电压级电源62c的具体例，可以举出铅电池等二次电池。
[0017] 电源装置101例如具有连接次级侧高电压级负载61b以及次级侧高电压级电源 62b的第三输入输出端口 60b、和连接次级侧低电压级负载61d的第四输入输出端口 60d来 作为次级侧端口。次级侧高电压级电源62b向以与次级侧高电压级电源62b相同的电压级 (例如，比12V级以及48V级高的288V级）动作的次级侧高电压级负载61b供电。另外，次 级侧高电压级电源62b向以与次级侧高电压级电源62b不同的电压级（例如，比288V级低 的72V级）动作的次级侧低电压级负载61d，供给由在电源电路10构成的次级侧转换电路 30降压后的电力。作为次级侧高电压级电源62b的具体例，可以举出锂离子电池等二次电 池。
[0018] 电源电路10是如下电力转换电路：具有上述的四个输入输出端口，并且具有从上 述四个输入输出端口中选择任意的两个输入输出端口、且在该两个输入输出端口之间进行 电力转换的功能。此外，具备电源电路10的电源装置101也可以是如下装置：具有至少三 个以上的多个输入输出端口，并能够在至少三个以上的多个输入输出端口中的任意两个输 入输出端口间转换电力。例如，电源电路10也可以是具有三个输入输出端口而不具有第四 输入输出端口 60d的电路。
[0019] 端口电力Pa、Pc、Pb、Pd分别是第一输入输出端口 60a、第二输入输出端口 60c、第 三输入输出端口 60b、第四输入输出端口 60d的输入输出电力（输入电力或者输出电力）。 端口电压Va、Vc、Vb、Vd分别是第一输入输出端口 60a、第二输入输出端口 60c、第三输入输 出端口 60b、第四输入输出端口 60d的输入输出电压（输入电压或者输出电压）。端口电 流Ia、Ic、Ib、Id分别是第一输入输出端口 60a、第二输入输出端口 60c、第三输入输出端口 60b、第四输入输出端口 60d的输入输出电流（输入电流或者输出电流）。
[0020] 电源电路10具备设于第一输入输出端口 60a的电容器C1、设于第二输入输出端口 60c的电容器C3、设于第三输入输出端口 60b的电容器C2、以及设于第四输入输出端口 60d 的电容器C4。作为电容器(：1工2、03工4的具体例，可以举出薄膜电容器、铝电解电容器、陶 瓷电容器、固体高分子电容器等。
[0021] 电容器C1在第一输入输出端口 60a的高电位侧的端子613与第一输入输出端口 60a以及第二输入输出端口 60c的低电位侧的端子614之间插入。电容器C3在第二输入输 出端口 60c的高电位侧的端子616与第一输入输出端口 60a以及第二输入输出端口 60c的 低电位侧的端子614之间插入。电容器C2在第三输入输出端口 60b的高电位侧的端子618 与第三输入输出端口 60b以及第四输入输出端口 60d的低电位侧的端子620之间插入。电 容器C4在第四输入输出端口 60d的高电位侧的端子622与第三输入输出端口 60b以及第 四输入输出端口 60d的低电位侧的端子620之间插入。
[0022] 电容器C1、C2、C3、C4可以在电源电路10的内部设置，也可以在电源电路10的外 部设置。
[0023] 电源电路10是包括初级侧转换电路20和次级侧转换电路30而构成的电力转换 电路。此外，初级侧转换电路20和次级侧转换电路30经由初级侧磁耦合电抗器204以及 次级侧磁耦合电抗器304连接，并且通过变压器400 (中心抽头式变压器）而磁耦合。由第 一输入输出端口 60a以及第二输入输出端口 60c构成的初级侧端口、和由第三输入输出端 口 60b以及第四输入输出端口 60d构成的次级侧端口经由变压器400连接。
[0024] 初级侧转换电路20是包括初级侧全桥电路200、第一输入输出端口 60a以及第二 输入输出端口 60c而构成的初级侧电路。初级侧全桥电路200是包括变压器400的初级侧 线圈202、初级侧磁耦合电抗器204、初级侧第一上桥臂U1、初级侧第一下桥臂/U1、初级侧 第二上桥臂VI以及初级侧第二下桥臂/VI而构成的初级侧电力转换部。此处，初级侧第一 上桥臂U1、初级侧第一下桥臂/U1、初级侧第二上桥臂VI以及初级侧第二下桥臂/VI分别 例如是包括N沟道型MOSFET和作为该MOSFET的寄生元件的体二极管而构成的开关元件。 在该MOSFET也可以并列地追加连接二极管。
[0025] 初级侧全桥电路200具有与第一输入输出端口 60a的高电位侧的端子613连接的 初级侧正极母线298、和与第一输入输出端口 60a以及第二输入输出端口 60c的低电位侧的 端子614连接的初级侧负极母线299。
[0026] 在初级侧正极母线298与初级侧负极母线299之间，安装了串联有初级侧第一上 桥臂U1和初级侧第一下桥臂/U1的初级侧第一桥臂电路207。初级侧第一桥臂电路207是 能够进行基于初级侧第一上桥臂U1以及初级侧第一下桥臂/U1的接通、断开的开关动作的 电力转换动作的初级侧第一电力转换电路部（初级侧U相电力转换电路部）。并且，在初级 侧正极母线298与初级侧负极母线299之间，与初级侧