CN102067425B - 具有缓冲电路的dc-dc变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对直流电源的电压Vi进行升压的具有缓冲电路的DC-DC变换器，其目的是为了解决降低冲击电压和噪声产生这样的课题。缓冲电路是由以下部分构成：连接在平滑电容器Co的两端、由缓冲电容器Cs和缓冲电阻Rs构成的串联电路；连接在缓冲电容器Cs与缓冲电阻Rs的连接点、和第1电抗器(Lr1)与第1变压器(T1)的提升线圈1b的连接点之间的第1缓冲二极管(Ds1)；以及连接在缓冲电容器Cs与缓冲电阻Rs的连接点、和第2电抗器(Lr2)与第2变压器(T2)的提升线圈2b的连接点之间的第2缓冲二极管(Ds2)。

Description

具有缓冲电路的DC-DC变换器
技术领域
本发明涉及由升压斩波电路构成的具有缓冲电路的DC-DC变换器，特别涉及适用于电动汽车的具有缓冲电路的DC-DC变换器。
背景技术
图1是日本特开2006-262601号公报中记载的现有的DC-DC变换器的电路结构图。升压型的DC-DC变换器具有直流电源Vdc1、变压器T3、变压器T4、电抗器L3、开关Q1、开关Q2、二极管D3、二极管D4、平滑电容器C1以及控制电路100。
变压器T3具有：1次线圈5a(匝数np)、与1次线圈5a串联的提升线圈5b(匝数np1)、与1次线圈5a以及提升线圈5b电磁耦合的2次线圈5c(匝数ns)。变压器T4与变压器T3结构相同，具有1次线圈6a(匝数np)、与1次线圈6a串联的提升线圈6b(匝数np1)、与1次线圈6a以及提升线圈6b电磁耦合的2次线圈6c(匝数ns)。
在直流电源Vdc1的两端经由变压器T3的1次线圈5a连接有由MOSFET等构成的开关Q1的漏极、源极。在直流电源Vdc1的两端经由变压器T4的1次线圈6a连接有由MOSFET等构成的开关Q2的漏极、源极。在变压器3的1次线圈5a与开关Q1的漏极的连接点、和开关Q1的源极上连接有由变压器T3的提升线圈5b、二极管D3和平滑电容器C1构成的第1串联电路。在变压器4的1次线圈6a与开关Q2的漏极的连接点、和开关Q2的源极上连接有由变压器4的提升线圈6b、二极管D4和平滑电容器C1构成的第2串联电路。
在变压器T3的2次线圈5c和变压器T4的2次线圈6c的串联电路的两端连接有电抗器L3。控制电路100根据平滑电容器C1的输出电压Vo以180°的相位差来接通/断开开关Q1和开关Q2。
根据这样构成的现有的DC-DC变换器，在根据来自控制电路100的Q1控制信号Q1g来接通开关Q1时，电流以Vdc1正-＞5a-＞Q1-＞Vdc1负的路径流过。因此，开关Q1的电流Q1i是直线增加的。同时，在变压器T3的2次线圈5c中也产生电压，以5c-＞L3-＞6c-＞5c的路径在电抗器L3中流过电流L3i。
电流L3i根据变压器的等安匝定律进行流动，在电抗器L3中蓄积能量的同时，在变压器T4的2次线圈6c中也流过同一电流。因此，在变压器T4的1次线圈6a和提升线圈6b上感应出对应于匝数的电压。
此外，当变压器T4的提升比是A＝(np+np1)/np时，在二极管D4中，开关Q1的电流Q1i的1/A的电流以Vdc1正-＞6a-＞6b-＞D4-＞C1-＞Vdc1负的路径进行流动。二极管D4的电流D4i流动直到开关Q2接通为止。平滑电容器C1的输出电压Vo是直流电源Vdc1的电压(输入电压)、变压器T4的1次线圈6a中产生的电压和变压器T4的提升线圈6b中产生的电压之和。
当开关Q1的接通占空比(D＝Ton/T)是D时，变压器T4中产生的电压是A·Vdc1·D。Ton是开关Q1的接通时间。T是使开关Q1进行开关的周期。平滑电容器C1的输出电压Vo是Vo＝Vdc1(1+A·D)，通过使接通占空比D为可变，就能控制输出电压Vo。
然后，根据来自控制电路100的Q1控制信号Q1g来断开开关Q1。此时，电流D3i以Vdc1正-＞5a-＞5b-＞D3-＞C1-＞Vdc1负的路径流过。
然后，根据来自控制电路100的Q2控制信号Q2g来接通开关Q2。此时，电流以Vdc1正-＞6a-＞Q2-＞Vdc1负的路径流过。因此，开关Q2的电流Q2i直线增加。同时，在变压器T4的2次线圈6c中也产生电压，以6c-＞5c-＞L3-＞6c的路径在电抗器L3中电流L3i一面增加一面流动。
电流L3i根据变压器的等安匝定律流动，在电抗器L3中蓄积能量的同时，在变压器T3的2次线圈5c中也流过同一电流。因此，在变压器T3的1次线圈5a和提升线圈5b上感应出对应于匝数的电压。
此外，当变压器T3的提升比A＝(np+np1)/np时，在二极管D3中，开关Q2的电流Q2i的1/A的电流以Vdc1正-＞5a-＞5b-＞D3-＞C1-＞Vdc1负的路径流过。二极管D3的电流D3i流动直到接通开关Q1的时刻为止。平滑电容器C1的输出电压Vo是直流电源Vdc1的电压(输入电压)、变压器T3的1次线圈5a中产生的电压和变压器T3的提升线圈5b中产生的电压之和。
这样，在图1所示的多相方式的变压器连接(Trans-Linked)型的升压斩波电路中，独立的2个相以变压器进行耦合。这样一来，就能够只用1个铁心来使过去是需要2个的铁心进行升压动作。
但是，在图1所示的DC-DC变换器中，产生二极管D3、D4的回复损失。此外，开关Q1、开关Q2接通时产生了开关损失。
因此，通过在1次线圈5a与提升线圈5b之间连接电抗器La(未图示)，在1次线圈6a与提升线圈6b之间连接电抗器Lb(未图示)，就能抑制二极管D3、D4的回复损失。
但是，即使能够抑制二极管D3、D4的回复损失，在为抑制回复损失而附加的电抗器La、Lb与断开并成为逆阻止状态的二极管D3、D4的耗尽层的静电容量之间产生共振，因该共振会产生冲击电压和振铃。因此，会产生开关等元件破坏的噪声。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够抑制二极管的回复损失和开关接通时的开关损失的具有缓冲电路的DC-DC变换器。此外，本发明提供一种能够降低冲击电压和噪声产生、并能够防止破坏开关等元件的具有缓冲电路的DC-DC变换器。
为解决上述课题，第1发明是一种对直流电源的电压进行升压的具有缓冲电路的DC-DC变换器，具有：第1开关，其经由第1变压器的1次线圈连接在所述直流电源的两端；第2开关，其经由第2变压器的1次线圈连接在所述直流电源的两端；第1串联电路，其连接在所述第1开关的两端，由第1电抗器、所述第1变压器的提升线圈、第1二极管、和平滑电容器构成；第2二极管，其连接在所述第1开关的一端和所述平滑电容器的一端；第2串联电路，其连接在所述第2开关的两端，由第2电抗器、所述第2变压器的提升线圈、第3二极管、和平滑电容器构成；第4二极管，其连接在所述第2开关的一端和所述平滑电容器的一端；第3电抗器，其连接在串联连接有所述第1变压器的2次线圈和所述第2变压器的2次线圈的串联电路的两端；第3串联电路，其连接在所述平滑电容器的两端，由缓冲电容器和缓冲电阻构成；第1缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第1电抗器与所述第1变压器的提升线圈的连接点；第2缓冲二极管，连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第2电抗器与所述第2变压器的提升线圈的连接点；以及控制电路，其使所述第1开关和所述第2开关每1/2周期交互地接通，使所述第1开关在所述第2开关的接通期间断开，使所述第2开关在所述第1开关接通期间断开。
第2发明是一种对直流电源的电压进行升压的具有缓冲电路的DC-DC变换器，具有：第1开关，其经由第1变压器的1次线圈和第1电抗器，连接在所述直流电源的两端；第2开关，其经由第2变压器的1次线圈和第2电抗器，连接在所述直流电源的两端；第1串联电路，其连接在所述第1电抗器和所述第1开关的串联电路的两端，由与所述第1变压器的1次线圈串联的所述第1变压器的提升线圈、第1二极管、和平滑电容器构成；第2二极管，其连接在所述第1电抗器与所述第1开关的连接点、和所述平滑电容器的一端；第2串联电路，其连接在所述第2电抗器和所述第2开关的串联电路的两端，由与所述第2变压器的1次线圈串联的所述第2变压器的提升线圈、第3二极管、和所述平滑电容器构成；第4二极管，其连接在所述第2电抗器与所述第2开关的连接点、和所述平滑电容器的一端；第3电抗器，其连接在串联连接有所述第1变压器的2次线圈和所述第2变压器的2次线圈的串联电路的两端；第3串联电路，其连接在所述平滑电容器的两端，由缓冲电容器和缓冲电阻构成；第1缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第1变压器的1次线圈与提升线圈的连接点；第2缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第2变压器的1次线圈与提升线圈的连接点；以及控制电路，使所述第1开关和所述第2开关每1/2周期交互地接通，使所述第1开关在所述第2开关的接通期间断开，使所述第2开关在所述第1开关接通期间断开。
根据本发明，由于设有第1电抗器以及第2电抗器，所以能够抑制第1二极管、第2二极管、第3二极管以及第4二极管的回复损失和第1开关以及第2开关接通时的开关损失。此外，由于设有由缓冲电容器、缓冲电阻、第1缓冲二极管、和第2缓冲二极管构成的缓冲电路，所以能够降低冲击电压和噪声产生，从而能够防止开关等元件的破坏。此外，由于将缓冲电容器的电压箝位为输出电压，所以就没有输出电压以上所引起的放电。因此，就没有伴随着不必要的缓冲电容器Cs的充放电而产生的功率损失，而在该箝型电路中产生的功率损失与缓冲电容器Cs没有关系，此外，由于没有充放电需要的时间，所以能够高速地动作。
附图说明
图1是现有的DC-DC变换器的电路结构图。
图2是表示实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器的电路结构图。
图3(a)～图3(d)是表示实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器的二极管D1断开时的动作的图。
图4是在没有缓冲电路情况下的二极管D1断开时的脉冲时间图。
图5是在有缓冲电路情况下的二极管D1断开时的脉冲时间图。
图6(a)～图6(d)是表示实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器的开关Tr1断开时的动作的图。
图7是在没有缓冲电路情况下的开关Tr1断开时的脉冲时间图。
图8是在有缓冲电路情况下的开关Tr1断开时的脉冲时间图。
图9是表示在没有缓冲电路情况下的二极管D1的电压以及电流的波形的图。
图10是表示在有缓冲电路情况下的二极管D1的电压以及电流的波形的图。
图11是表示在没有缓冲电路情况下的开关Tr1的电压以及电流的波形的图。
图12是表示在有缓冲电路情况下的开关Tr1的电压以及电流的波形的图。
图13是表示实施例2的具有缓冲电路的DC-DC变换器的电路结构图。
符号说明
Vi直流电源，Co平滑电容器，T1、T2变压器
Tr1、Tr2开关，D1～D4二极管，Ds1、Ds2缓冲二极管
Ro负载电阻，Cs缓冲电容器，Rs缓冲电阻
L1、Lr1、Lr2电抗器，1a、2a 1次线圈，1b、2b提升线圈
1c、2c 2次线圈，10控制电路
具体实施方式
以下，一面参照附图一面详细说明本发明的的具有缓冲电路的DC-DC变换器的实施方式。
实施例1
图2是表示实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器的电路结构图。图2所示的具有缓冲电路的DC-DC变换器是由多相方式的变压器连接(Trans-Linked)升压斩波电路构成。
具有缓冲电路的DC-DC变换器具有直流电源Vi、变压器T1(第1变压器)、变压器T2(第2变压器)、电抗器Lr1(第1电抗器)、电抗器Lr2(第2电抗器)、电抗器L1(第3电抗器)、开关Tr1(第1开关)、开关Tr2(第2开关)、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、缓冲二极管Ds1(第1缓冲二极管)、缓冲二极管Ds2(第2缓冲二极管)、缓冲电阻Rs、缓冲电容器Cs、平滑电容器Co、控制电路10。
变压器T1具有1次线圈1a(匝数n1)、提升线圈1b(匝数n3)、与1次线圈1a电磁耦合的2次线圈1c(匝数n2)。变压器T2与变压器T1为相同的结构，具有1次线圈2a(匝数n4)、提升线圈2b(匝数n6)、与1次线圈2a电磁耦合的2次线圈2c(匝数n5)。
变压器T1的1次线圈1a和由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)构成的开关Tr1的集·射极之间连接在直流电源Vi的两端。变压器T2的1次线圈2a和由IGBT构成的开关Tr2的集·射极之间连接在直流电源Vi的两端。
由电抗器Lr1、变压器T1的提升线圈1b、二极管D1、和平滑电容器Co构成的第1串联电路连接在开关Tr1的两端。由电抗器Lr2、变压器T2的提升线圈2b、二极管D3、和平滑电容器Co构成的第2串联电路连接在开关Tr2的两端。
二极管D2连接在开关Tr1的一端(集电极)和平滑电容器Co的一端(正极)之间。二极管D4连接在开关Tr2的一端(集电极)与平滑电容器Co的一端(正极)之间。在变压器T1的2次线圈1c与变压器T2的2次线圈2c串联的串联电路的两端连接有电抗器L1。
由缓冲电容器Cs和缓冲电阻Rs构成的第3串联电路连接在平滑电容器Co的两端。缓冲二极管Ds1连接在缓冲电容器Cs与缓冲电阻Rs的连接点、和电抗器Lr1与变压器T1的提升线圈1b的连接点。缓冲二极管Ds2连接在缓冲电容器Cs与缓冲电阻Rs的连接点、和电抗器Lr2与变压器T2的提升线圈2b的连接点。
缓冲电容器Cs、缓冲电阻Rs、缓冲二极管Ds1、和缓冲二极管Ds2构成缓冲电路。
控制电路10根据平滑电容器Co的输出电压Vo按照以下方式进行控制：在开关Tr1接通之后且在开关Tr1断开之前将开关Tr2接通，在开关Tr2断开之前将开关Tr1接通。即，存在每1/2周期开关Tr1与开关Tr2同时接通的重复期间。
变压器T1、电抗器Lr1、二极管D1、二极管D2、和开关Tr1构成第1变换器，变压器T2、电抗器Lr2、二极管D3、二极管D4、和开关Tr2构成第2变换器。
根据以上所构成的实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器，电抗器Lr1连接在变压器T1的1次线圈1a与提升线圈1b之间，电抗器Lr2连接在变压器T2的1次线圈2a与提升线圈2b之间。因此，能够抑制二极管D1～D4的回复损失与开关Tr1、开关Tr2接通时的开关损失。
这里，说明作为实施例1的具有缓冲电路的DC-DC变换器的特征的缓冲电路的动作。该缓冲电路动作、发挥冲击电压的抑制效果的，主要是在二极管D1(二极管D3也相同)断开时和开关Tr1(开关Tr2也相同)断开时。因此，使用附图说明二极管D1断开时的动作和开关Tr1断开时的动作。
首先，使用图3以及图5说明二极管D1断开时的动作。另外，二极管D3断开时的动作也与二极管D1断开时的动作相同。
在图3中，断开并成为逆阻止状态的二极管D1用耗尽层的电容器Cd1来等效地表示。在图3(a)所示的模式M1中，在开关Tr1接通时，二极管D1的电流D1i与电抗器Lr1的电流Lr1减少。在图3(b)所示的模式M2中，在二极管D1断开时，二极管D1的电压D1v上升。
然后，在图3(c)所示的模式M3中，缓冲电容器Cs在与缓冲电阻Rs串联的状态下与输出电压Vo并联。缓冲电容器Cs一直被充电到输出电压Vo而成为以该电压所箝位的状态。因此，由于没有输出电压Vo以上的放电，所以就没有伴随着不必要的缓冲电容器Cs的充放电而产生的功率损失，在该箝位型电路中产生的功率损失与缓冲电容器Cs没有关系，此外，由于没有充放电需要的时间，所以能够高速地动作。
并且，在二极管D1断开时的电容器Cd1的电压Vd1成为电抗器Lr1与电容器Cd1共振产生的输出电压Vo加上了提升线圈1b(n3)的电压之后的电压以上的电压时，缓冲二极管Ds1的阴极比大地的电位低。因此，缓冲二极管Ds1接通，在缓冲二极管Ds1中流过电流Ds1i。共振电流流入缓冲电容器Cs而被充电，冲击电压被缓冲电路吸收。被缓冲电路吸收的冲击电压的能量经由缓冲电阻Rs释放到接地一侧。因此，缓冲电容器Cs放电时的与布线的寄生电感的共振，通过缓冲电阻Rs而衰减，不产生噪声。之后，在缓冲二极管Ds1的电流Ds1i变成0时，状态就变成图3(d)所示的模式M4的状态，只有开关Tr1接通。
图4是在没有缓冲电路情况下的二极管D1断开时的脉冲时间图。与没有图4的缓冲电路的情况相比，在有图5的缓冲电路时，在二极管D1中产生的冲击电压被大幅度地抑制。
然后，使用图6以及图8来说明针对起因于开关Tr1断开时产生的布线的寄生电感Lp和开关Tr1的寄生电容(未图示)之间的共振的、在开关Tr1中产生的冲击电压的效果。
另外，开关Tr2断开时的动作也和开关Tr1断开时的动作相同。
首先，在图6(a)所示的模式M1中，开关Tr1接通，电流Tr1i流过开关Tr1。然后，在图6(b)所示的模式M2中，开关Tr1断开，开关Tr1的电压Tr1v上升。这样，电流D2i、Csi就在Vi-＞1a(n1)-＞D2＞Cs-＞Rs-＞Vi的路径中流过。即，由于电流D2i、Csi流入缓冲电路，冲击电压就被缓冲电路吸收。
然后，在图6(c)所示的模式M3中，电流在Vi-＞1a(n1)-＞D2-＞Cs-＞Rs-＞Vi的路径、和Vi-＞1a(n1)-＞D2＞Lp-＞Vo-＞Vi的路径、和Vi-＞1a(n1)-＞Lr1-＞1b(n3)-＞D1＞Vo-＞Vi的路径中流过。
此时，被缓冲电路吸收的冲击电压的能量也经由缓冲电阻Rs被释放到接地一侧。因此，缓冲电容器Cs放电时的与布线的寄生电感Lp的共振，通过缓冲电阻Rs而衰减，不产生噪声。
图7表示在没有缓冲电路情况下的开关Tr1断开时的脉冲时间图。与没有图7的缓冲电路的情况相比较，当有图8的缓冲电路时，在开关Tr1断开时产生的冲击电压被大幅度地抑制。
图9是表示在没有缓冲电路情况下的二极管D1的电压以及电流的波形的图。图10是表示在有缓冲电路情况下的二极管D1的电压以及电流的波形的图。图11是表示在没有缓冲电路情况下的开关Tr1的电压以及电流的波形的图。图12是表示在有缓冲电路情况下的开关Tr1的电压以及电流的波形的图。图9～图12表示在实验中使电路动作的结果。
比较图9与图10，可以得知：通过设置缓冲电路，可将在没有缓冲电路时464V的峰值电压抑制到了276V。关于二极管D1i，峰值电压仅降低88V。比较图11与图12，可以得知：通过设置缓冲电路，可将在没有缓冲电路时320V的峰值电压抑制到了308V。
实施例2
图13是表示实施例2的具有缓冲电路的DC-DC变换器的电路结构图。在实施例1中，电抗器Lr1被串联到提升线圈1b上，电抗器Lr2被串联到提升线圈2b上。在实施例2中，特征在于，电抗器Lr1被串联到开关Tr1上，电抗器Lr2被串联到开关Tr2上。
由缓冲电容器Cs、缓冲电阻Rs、缓冲二极管Ds1、和缓冲二极管Ds2构成的缓冲电路的结构由于与图2所示的实施例1的结构相同，所以省略该说明。
这里，说明将电抗器Lr1、Lr2串联到开关Tr1、Tr2上时的具有缓冲电路的DC-DC变换器的动作以及效果。
首先，根据来自控制电路10的开关Tr1的栅极信号接通开关Tr1。此时，电流在Vi正-＞1a-＞Lr1-＞Tr1-＞Vi负的路径中流过。因此，变压器T1的1次线圈1a中流过的电流增加。同时，在变压器T1的2次线圈1c中也产生电压，电流以1c-＞2c-＞L1-＞1c的路径在电抗器L1中流过。
该电流根据变压器的等安匝定律流动，在电抗器L1中蓄积能量的同时在变压器T2的2次线圈2c中也流过同一电流。因此，在变压器T2的1次线圈2a和提升线圈2b中感应出对应于匝数的电压。
此外，当变压器T2的提升比A＝(n4+n6)/n4时，开关Tr1的电流1/A电流以Vi正-＞2a-＞2b-＞D3-＞Co-＞Vi负的路径在二极管D3中流过。该二极管D3的电流D3i流动直到开关Tr2接通为止。平滑电容器Co的输出电压Vo是直流电源Vi的电压(输入电压)、变压器T2的1次线圈2a中产生的电压、变压器T2的提升线圈2b中产生的电压之和。
当开关Tr1的接通占空比(D＝Ton/T)是D时，变压器T2中产生的电压是A·Vi·D。Ton是开关Tr1的接通时间。T是使开关Tr1进行开关的周期。平滑电容器Co的输出电压Vo是Vo＝Vi(1+A·D)。因此，通过使接通占空比D可变，就能抑制输出电压Vo。
然后，根据来自控制电路10的栅极信号，开关Tr2断开，开关Tr2的集-射极间电压上升。于是，首先，电流在Vi正-＞2a-＞Lr2-＞D4-＞Co-＞Vi负的路径中流过。因此，电流在二极管D4流过。
但是，由于变压器T2的提升线圈2b中的电压，电抗器Lr2的电流转流到二极管D3。因此，二极管D3中流过的电流增加。与此相伴，二极管D4的电流缓慢减少。在变压器T2的1次线圈2a和提升线圈2b的电流转流到二极管D3结束时，二极管D4断开。由于电流缓慢减少二极管D4断开，所以抑制二极管D4中产生回复损失。然后，变压器电流完全转流到二极管D3，就成为电流仅通过二极管D3被输出的状态。
然后，在根据来自控制电路10的开关Tr2的栅极信号来接通开关Tr2时，变压器T2的1次线圈2a和提升线圈2b的电流从二极管D3开始转流向开关Tr2。
此时，由于电抗器Lr2，开关Tr2的电流缓慢增加，能够实现零电流接通动作。与此相伴，二极管D3的电流缓慢减少，抑制断开时产生回复损失。
电流以Vi正-＞2a-＞Lr2-＞Tr2-＞Vi负的路径流过。因此，变压器T2的1次线圈2a中流过的电流增加。同时，在变压器T2的2次线圈2c中也产生电压，电流以2c-＞L1-＞1c-＞2c的路径在电抗器L1中流过。
该电流根据变压器的等安匝定律流动，在电抗器L1中蓄积能量的同时变压器T1的2次线圈1c中也流过同一电流。因此，变压器T1的1次线圈1a和提升线圈1b中感应出对应于匝数的电压。
此外，当变压器T1的提升比A＝(n1+n3)/n1时，开关Tr2的电流1/A的电流以Vi正-＞1a-＞1b-＞D1-＞Co-＞Vi负的路径在二极管D1中流过。该二极管D1的电流流动到开关Tr1接通时为止。平滑电容器Co的输出电压Vo是直流电源Vi的电压(输入电压)、变压器T1的1次线圈1a中产生的电压、和变压器T1的提升线圈1b中产生的电压之和。
当开关Tr2的的接通占空比(D＝Ton/T)是D时，变压器T1中产生的电压是A·Vi·D。Ton是开关Tr2的接通时间。T是使开关Tr2进行开关的周期。平滑电容器Co的输出电压Vo是Vo＝Vi(1+A·D)。因此，通过使接通占空比可变，就能够控制输出电压Vo。
然后，根据来自控制电路10的栅极信号，开关Tr1断开，开关Tr1的集-射极间电压上升。于是，首先，电流以Vi正-＞1a-＞Lr1-＞D2-＞Co-＞Vi负的路径流过。因此，电流在二极管D2中流过。
但是，由于变压器T1的提升线圈1b中的电压，电抗器Lr1的电流转流到二极管D1中。因此，在二极管D1中流过的电流增加。与此相伴，二极管D2的电流缓慢减少。在变压器T1的1次线圈1a和提升线圈1b的电流转流到二极管D1结束时，二极管D2断开。由于电流缓慢减少二极管D2断开，可抑制在二极管D2中产生回复损失。并且，变压器电流完全转流到二极管D1中，电流成为仅通过二极管D1被输出的状态。
然后，在开关Tr1接通时，变压器T1的1次线圈1a和提升线圈1b的电流从二极管D1开始转流向开关Tr1。
此时，由于电抗器Lr1，开关Tr1的电流缓慢增加，能够实现零电流接通动作。与此相伴，二极管D1的电流缓慢减少，可抑制断开时产生回复损失。
此外，实施例2也与实施例1同样，由于设有由缓冲电容器Cs、缓冲电阻Rs、缓冲二极管Ds1、和缓冲二极管Ds2构成的缓冲电路，所以实施例2也与实施例1的图6(a)～图6(b)所示的动作大致相同地进行动作。因此，实施例2也得到与实施例1的效果相同的效果。
即，通过降低冲击电压和噪声的产生、而能够防止破坏开关等元件。此外，由于缓冲电容器Cs的电压被箝位为输出电压，因此没有输出电压以上的放电。因此，就没有伴随着不必要的缓冲电容器Cs的充放电而产生的功率损失，在该箝位型电路中产生的功率损失与缓冲电容器Cs没有关系，此外，由于没有充放电需要的时间，所以能够高速地动作。
产业上的可利用性
本发明可用于电动汽车中。

Claims (2)

1.一种具有缓冲电路的DC-DC变换器，其对直流电源的电压进行升压，
具有：
第1开关，其经由第1变压器的1次线圈连接在直流电源的两端；
第2开关，其经由第2变压器的1次线圈连接在所述直流电源的两端；
第1串联电路，其连接在所述第1开关的两端，由所述第1变压器的提升线圈、第1二极管和平滑电容器构成；
第2串联电路，其连接在所述第2开关的两端，由所述第2变压器的提升线圈、第3二极管和所述平滑电容器构成；
第3电抗器，其连接在串联连接有所述第1变压器的2次线圈和所述第2变压器的2次线圈的串联电路的两端；以及
控制电路，其使所述第1开关和所述第2开关每1/2周期交互地接通，使所述第1开关在所述第2开关的接通期间断开，使所述第2开关在所述第1开关接通期间断开，
所述具有缓冲电路的DC-DC变换器的特征在于，具有：
第1电抗器，其一端连接在所述第1变压器的1次线圈的一端和所述第1开关的一端，另一端连接在所述第1变压器的提升线圈的一端；
第2电抗器，其一端连接在所述第2变压器的1次线圈的一端和所述第2开关的一端，另一端连接在所述第2变压器的提升线圈的一端；
第2二极管，其连接在所述第1开关的一端和所述平滑电容器的一端；
第4二极管，其连接在所述第2开关的一端和所述平滑电容器的一端；
第3串联电路，其连接在所述平滑电容器的两端，由缓冲电容器和缓冲电阻构成；
第1缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第1电抗器与所述第1变压器的提升线圈的连接点；以及
第2缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第2电抗器与所述第2变压器的提升线圈的连接点。
2.一种具有缓冲电路的DC-DC变换器，其对直流电源的电压进行升压，
具有：
第1开关，其经由第1变压器的1次线圈连接在直流电源的两端；
第2开关，其经由第2变压器的1次线圈连接在所述直流电源的两端；
第1串联电路，其连接在所述第1开关的两端，由与所述第1变压器的1次线圈串联的所述第1变压器的提升线圈、第1二极管和平滑电容器构成；
第2串联电路，其连接在所述第2开关的两端，由与所述第2变压器的1次线圈串联的所述第2变压器的提升线圈、第3二极管和所述平滑电容器构成；
第3电抗器，其连接在串联连接有所述第1变压器的2次线圈和所述第2变压器的2次线圈的串联电路的两端；以及
控制电路，其使所述第1开关和所述第2开关每1/2周期交互地接通，使所述第1开关在所述第2开关的接通期间断开，使所述第2开关在所述第1开关接通期间断开，
所述具有缓冲电路的DC-DC变换器的特征在于，具有：
第1电抗器，其一端连接在所述第1变压器的1次线圈的一端和所述第1变压器的提升线圈的一端，另一端连接在所述第1开关的一端；
第2电抗器，其一端连接在所述第2变压器的1次线圈的一端和所述第2变压器的提升线圈的一端，另一端连接在所述第2开关的一端；
第2二极管，其连接在所述第1电抗器与所述第1开关的连接点、和所述平滑电容器的一端；
第4二极管，其连接在所述第2电抗器与所述第2开关的连接点、和所述平滑电容器的一端；
第3串联电路，其连接在所述平滑电容器的两端，由缓冲电容器和缓冲电阻构成；
第1缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第1变压器的1次线圈与提升线圈的连接点；以及
第2缓冲二极管，其连接在所述缓冲电容器与所述缓冲电阻的连接点、和所述第2变压器的1次线圈与提升线圈的连接点。
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