CN102403891A - Dc-dc转换器 - Google Patents

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Abstract

一种DC-DC转换器。本发明的课题在于提高DC-DC转换器的效率。作为解决手段，在步骤S1中，判定为高压电池不在充电中的情况下，在步骤S4中，根据DC-DC转换器的输出电流Iout，设定DC-DC转换器的开关电路的开关频率。另一方面，在步骤S1中，在判定为高压电池在充电中的情况下，在步骤S6中，设定为预先设定的充电时的开关频率。在步骤S7中，将开关电路的开关频率变更为在步骤S4或S6中设定的值。本发明能够应用于例如电动车辆用的DC-DC转换器。

Description

DC-DC转换器
技术领域
本发明涉及DC-DC转换器，尤其涉及提高了效率的DC-DC转换器。
背景技术
在EV(Electric Vehicle、电动汽车)、HEV(Hybrid Electric Vehicle、混合动力车)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、插电式混合动力车)等电动车辆中，通常设有高压电池和低压电池这2种电池。
高压电池主要用作例如用于驱动电动车辆的车轮使其行驶的主动力电动机、A/C(空调器)的压缩机电动机等高电压的负载(以下称作高压负载)用的电源。
另一方面，低压电池主要用作例如各种ECU(Electronic Control Unit、电子控制单元)、EPS(电动助力转向装置)、电动制动器、车载音响设备、雨刮器、电动车窗用的电动机、照明灯等低电压的负载(以下称作低压负载)用的电源。
另外，低压电池的充电例如是通过DC-DC转换器对高压电池的电压进行降压并提供来进行的。
但是，以往在DC-DC转换器等的开关电源中，设法削减电力损失，进行高效化。
例如，提出了与输出电力对应地切换频率来减少开关损耗的开关电源装置(例如，参照专利文献1)。
并且，提出了如下的DC-DC转换器：通过在轻负载时降低开关晶体管的脉宽调制控制中的频率，减少在产生内部时钟时所需的消耗电流中的、对开关晶体管的栅极电容进行充电或放电所需的电流量(例如，参照专利文献2)。
并且，提出了如下的技术：根据DC-DC转换器的输出电流，改变DC-DC转换器的振荡频率，从而实现能量转换效率高的电源电路(例如，参照专利文献3)。
此外，提出了如下的技术：通过在负载设备的负载高的状态时改变开关频率，从而实现设备的节电化、并且实现高效率且高性能的稳定化电源装置(例如，参照专利文献4)。
并且，提出了如下的技术：在输出电流处于增加过程时，利用切换电流值I1将频率从低开关频率切换为高开关频率，在输出电流处于减少过程时，利用比切换电流值I1低的切换电流值I2将频率从高开关频率切换为低开关频率，由此实现开关电源装置的高效化(例如，参照专利文献5)。
此外，虽然不以高效化为目的，但是以往为了消除噪声问题，还提出了兼用作电动汽车的电动机驱动用的逆变器和电池充电用的转换器的电力转换控制装置，其中，在电动机驱动时，电流较大，因此在可能的范围内减少开关的次数，减小开关元件中的损失，在电池充电时，电流较小且损失较小，因此将载波频率设为超音频区域的频率(例如，参照专利文献6)。
一般而言，DC-DC转换器在低负载时，即，在DC-DC转换器的负载的消耗电力较低时效率下降。这是因为：例如，相对于DC-DC转换器的输出电力，其控制所需的电力比例变高，或者在DC-DC转换器中使用的谐振电源在低电流时不能进行ZVS(Zero Voltage Switching：零电压开关)。
另一方面，在与家庭用的插座(用英语表示是outlet)连接来对电动车辆进行充电(所谓的插入式充电)时，在电动车辆停止的状态下，DC-DC转换器动作以对低压电池进行充电。此时，与电动车辆的动作时相比DC-DC转换器输出电力非常小，因此效率降低。而且，插入式充电花费较长时间(例如8个小时)，因此DC-DC转换器的电力损失总计变大。
【专利文献1】日本特开2004-222429号公报
【专利文献2】日本特开2000-201473号公报
【专利文献3】日本特开平10-323027号公报
【专利文献4】日本特开2004-328834号公报
【专利文献5】日本特开2007-68349号公报
【专利文献6】日本特开平7-336812号公报
发明内容
本发明能够提高DC-DC转换器的效率。
本发明的第1方面的DC-DC转换器具有：电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；负载量检测单元，其检测所述电力转换单元的负载量；充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量设定所述开关元件的开关频率，在所述充电检测单元检测到所述第1电池在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为预定值；以及开关控制单元，其进行控制以利用在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。
在本发明的第一DC-DC转换器中，将第1电池的电压降压而提供给第2电池和负载，检测电力转换单元的负载量，并检测所述第1电池是否在充电中，在检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量设定所述开关元件的开关频率，在检测到所述第1电池在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为预先设定的值，以所设定的所述开关频率驱动所述开关元件。
因此，能够改善DC-DC转换器的效率。
该电力转换单元例如由谐振电源构成的开关电源构成。该负载量检测单元、充电检测单元、频率设定单元、开关控制单元例如由CPU、MPU等运算装置构成。
在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够进行如下设定：所述负载量越小，则将所述开关频率设定得越低。
由此，能够进一步改善DC-DC转换器的效率。
该DC-DC转换器还设有检测所述开关元件的周边温度的温度检测单元，在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够根据所述负载量和所述开关元件的周边温度设定所述开关频率。
由此，能够抑制开关元件的温度上升，进一步改善DC-DC转换器的效率。
该温度检测单元例如由温度传感器构成。
在该负载量检测单元中，取得所述负载量的预测值，在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够根据所述负载量或所述负载量的预测值，设定所述开关频率。
由此，能够迅速追随负载量的变动，将开关频率控制为适当的值，其结果，能够进一步改善DC-DC转换器的效率。
本发明的第2方面的DC-DC转换器具有：电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为与检测到所述第1电池在充电中的情况相比更高的值；以及开关控制单元，其进行控制以利用在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。
在本发明的第2方面的DC-DC转换器中，对第1电池的电压进行降压而提供给第2电池和负载，并检测所述第1电池是否在充电中，在检测到所述第1电池不在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为与检测到所述第1电池在充电中的情况相比更高的值，以所设定的所述开关频率驱动所述开关元件。
因此，能够改善DC-DC转换器的效率。
该电力转换单元例如由谐振电源构成的开关电源构成。该充电检测单元、频率设定单元、开关控制单元例如由CPU、MPU等运算装置构成。
根据本发明的第1方面或第2方面，能够改善DC-DC转换器的效率。
附图说明
图1是示出搭载有应用了本发明的DC-DC转换器的电动车辆的电气系统的结构例的框图。
图2是示出应用了本发明的DC-DC转换器的结构例的电路图。
图3是用于说明开关损失的曲线图。
图4是示出DC-DC转换器的电力转换部的结构例的电路图。
图5是示出控制部的功能结构例的框图。
图6是用于说明频率控制处理的第1实施方式的流程图。
图7是用于说明频率变更处理的详细情况的流程图。
图8是用于说明频率控制处理的第2实施方式的流程图。
图9是用于说明频率控制处理的第3实施方式的流程图。
标号说明
101：电动车辆；112：BMU；113：高压电池；116：DC-DC转换器；117：低压电池；118：低压负载；131：电力转换部；133：电流传感器；134：输入电流I/F；135：温度传感器；136：输出电压I/F；137：控制部；138：驱动电路；152：开关电路；153：变压器；154、154b：二极管；155：线圈；156：电容器；171：ECU；181：电流传感器；182：输出电流I/F；201a至201d：开关元件；202a至202d：电容器；203：线圈；251：通信部；252：充电检测部；253：负载量检测部；254：温度检测部；255：开关频率设定部；256：输出控制部。
具体实施方式
以下，说明用于实施本发明的方式(以下称作实施方式)。并且按照下面的顺序进行说明。
1.第1实施方式
2.变形例
<1.实施方式>
[电动车辆101的电气系统的结构例]
图1是示出搭载有应用了本发明的DC-DC转换器的电动车辆的电气系统的结构例的框图。
电动车辆101是以高压电池113为动力源的电动车辆。能够通过快速充电和通常充电这两种充电方法进行高压电池113的充电。消耗大电流的快速充电是如下的充电方法：将电动车辆101的高压电池113连接到专用的快速充电装置(未图示)，在短时间内进行充电。另一方面，与快速充电相比消耗较小电流的通常充电是如下的充电方法：经由专用的充电电缆，将车辆1的车载充电器111连接到一般家庭或办公室等的标准插座(英语是outlet)，车载充电器111使用从处于所连接的插座前级的电源提供的电力，进行高压电池113的充电。
BMU 112与车载充电器111以及快速充电装置进行基于CAN(Controller AreaNetwork：控制器局域网)的通信，进行高压电池113的通常充电和快速充电的控制。此外，BMU 112与逆变器114以及DC-DC转换器116进行基于CAN的通信，取得表示逆变器114和DC-DC转换器116的动作状况等的信息，并且提供表示高压电池113的状态的信息。
高压电池113的电力通过逆变器114从直流被转换为交流，并被提供给驱动电动车辆101行驶的电动机115。此外，高压电池113的电力通过DC-DC转换器116被降低至预定的电压，并被提供给低压电池117和低压负载118。并且，除了电动机115和DC-DC转换器116以外，例如还将高压电池113的电力提供给未图示的空调器的压缩机电动机等以高压工作的高压负载。
低压电池117利用从DC-DC转换器116提供的电力被充电，并且将电力提供给低压负载118。
低压负载118例如包含例如各种ECU、EPS、电动制动器、车载音响设备、汽车导航装置、雨刮器、电动车窗用的电动机、照明灯等在低电压下进行工作的负载。此外，低压负载118的一部分(例如ECU等)进行基于CAN的通信，与DC-DC转换器116等进行各种信号和信息的收发。
图2是示出DC-DC变换器116的结构例的电路图。
DC-DC转换器116构成为包含电力转换部131、电源132、电流传感器133、输入电流I/F 134、温度传感器135、输出电压I/F 136、控制部137和驱动电路138。此外，电力转换部131构成为包含滤波电路151、开关电路152、变压器153、二极管154a、154b、线圈155和电容器156。
此外，DC-DC转换器116的输入端子Pin与高压电池113的正极连接，输入端子Nin与高压电池113的负极连接。DC-DC转换器116的输出端子Pout与低压电池117的正极连接，输出端子GND与低压电池117的负极连接且接地。
并且，在图2中图示了包含在图1的低压负载118中的ECU 171。ECU 171构成为包含电流传感器181和输出电流I/F 182。
电力转换部131的开关电路152例如由采用了MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等的开关元件的全桥方式、半桥方式等的逆变器构成。并且，从高压电池113提供的电力通过开关电路152进行交流转换。滤波电路151发挥如下作用：去除由开关电路152的开关控制而生成的高频噪声，以使该噪声不从DC-DC转换器116的输入侧泄漏到外部。并且，滤波电路151还具有去除来自图1所示的电动机115的驱动噪声的作用。
通过开关电路152进行了交流转换的电力通过变压器153进行电压转换，并且通过由变压器153和二极管154a、154b构成的整流电流直流被转换为预定的电压(例如14V)。并且，通过由线圈155和电容器156构成的LC滤波器去除高频分量，并输出进行了电压转换的直流电力。
电源132将从高压电池113提供的电力的电压转换为预定电压(例如12V)，并作为工作用的电源提供给控制部137。
电流传感器133对输入开关电路152前的电流、即DC-DC转换器116的输入电流Iin进行检测，并将表示检测结果的信号提供给输入电流I/F 134。
输入电流I/F 134例如将表示输入电流Iin的检测结果的模拟信号转换为数字信号，并提供给控制部137。
温度传感器135例如设置在开关电路152内的开关元件的周边，进行周围温度的检测。温度传感器135将表示所检测的温度的信号提供给控制部137。
输出电压I/F 136例如生成表示DC-DC转换器116(电力转换部131)的输出电压Vout的数字信号，并提供给控制部137。
ECU 171的电流传感器181例如对DC-DC转换器116(电力转换部131)的输出电流Iout进行检测，并将表示检测结果的信号提供给输出电流I/F 182。
输出电流I/F 182例如将表示输出电流Iout的检测结果的模拟信号转换为数字信号，并提供给控制部137。
控制部137根据输入电流Iin、输出电压Vout和输出电流Iout，设定开关电路152的开关频率和电力转换部131的输出电压Vout的指令值，并将所设定的指令值通知给驱动电路138。并且，控制部137与BMU 112、ECU 171等外部装置进行经由CAN的通信，进行各种信号和信息的收发。并且，从用于进行电动车辆的电源接通/断开的点火开关或起动开关向控制部137输入指示电源起动或停止的点火信号。
驱动电路138将通过控制部137指示的开关频率的驱动信号提供给开关电路152，并且进行开关电路152的PWM控制(例如占空比的控制等)，并控制开关电路152的输出电压，以使电力转换部131的输出电压Vout变为来自控制部137的指令值。
但是，在开关电路152为硬开关方式的情况下，开关元件的接通时和断开时的损失(以下称作开关损失)成为使DC-DC转换器116的转换效率降低的较大原因之一。
图3是开关电路152为硬开关方式的情况下的开关元件的接通时和断开时的漏极-源极间电压Vds和漏极电流Id的波形例子的曲线图。如该图所示，在硬开关方式的开关电路152中，在开关元件接通的期间Pa和断开的期间Pb内，电压Vds×电流Id不为零，因此产生开关损失。
越增高开关电路152的开关频率，该开关损失越增大。而另一方面，越增高开关频率，越能够使开关电路152小型化。
作为改善这种开关损失的方法，公知有能够进行ZVS的谐振电源。因此，DC-DC转换器116的电力转换部131例如由图4所示的谐振电源构成。
在图4的电力转换部131中，滤波电路151由电容器构成。此外，开关电路152由开关元件201a至201d、电容器202a至202d以及由线圈203构成的单相全桥方式的逆变器构成。
更具体而言，开关元件201a的漏极与DC-DC转换器116的输入端子Pin、开关元件201c的漏极连接。开关元件201a的源极与开关元件201b的漏极以及线圈203的一端连接。开关元件201b的源极与DC-DC转换器116的输入端子Nin以及开关元件201d的源极连接。开关元件201c的源极与开关元件201d的漏极以及变压器153的输入端子连接。线圈203的一端、即和连接开关元件201a的源极的一端不同的一端与变压器153的输入端子、即和连接开关元件201d的漏极的输入端子不同的输入端子连接。此外，电容器202a至202d分别连接在开关元件201a至201d的漏极-源极之间。
此外，在开关电路152中，通过使电容器202a至202d和线圈203谐振，并将开关元件201a至201d的接通或断开瞬间的漏极-源极之间的电压设为零，即通过进行ZVS，将开关损失设为零。
但是，开关电路152在低负载时不能进行ZVS。因此，在低负载时，开关损失相对于DC-DC转换器116的输出电力的比例变大，从而效率下降。因此，如参照图6至图9等后述那样，在DC-DC转换器116中，实施提高低负载时的效率的对策。
[控制部137的结构例]
图5是示出控制部137的功能结构例的框图。控制部137构成为包含通信部251、充电检测部252、负载量检测部253、温度检测部254、开关频率设定部255以及输出控制部256。
通信部251与BMU 112、ECU 171以及低压负载118中包含的其他ECU等进行基于CAN的通信，进行各种信号和信息的收发。此外，通信部251根据需要将所取得的信号或信息提供给充电检测部252、负载量检测部253和开关频率设定部255。
充电检测部252根据经由通信部251从BMU 112提供的信息，检测高压电池113是否正在充电中，并将检测结果通知给负载量检测部253、温度检测部254和开关频率设定部255。
负载量检测部253根据从ECU 171的输出电流I/F 136提供的信号，检测表示电力转换部131的负载量的输出电流Iout，并将检测结果通知给开关频率设定部255和输出控制部256。此外，负载量检测部253经由通信部251，从未图示的ECU等取得低压负载118的负载量的预测值(以下称作负载预测值)，并将所取得的负载预测值通知给开关频率设定部255。并且，负载量检测部253经由通信部251控制ECU 171的电源的接通/断开。
温度检测部254根据从温度传感器135提供的信号，检测开关元件201a至201d周边的温度，并将检测结果通知给开关频率设定部255。
开关频率设定部255根据输出电流Iout、开关元件201a至201d周边的温度以及负载预测值，设定开关电路152的开关频率。开关频率设定部255将所设定的开关频率通知给输出控制部256。
输出控制部256根据从输入电流I/F 134提供的信号检测输入电流Iin，根据从输出电压I/F 136提供的信号检测输出电压Vout。输出控制部256根据输入电流Iin、输出电压Vout和输出电流Iout，设定电力转换部131的输出电压Vout的指令值，并将所设定的指令值通知给驱动电路138。此外，输出控制部256将通过开关频率设定部255设定的开关频率作为指令值通知给驱动电路138。
[频率控制处理的第1实施方式]
接着，参照图6的流程图，对通过DC-DC转换器116执行的频率控制处理进行说明。另外，该处理例如与DC-DC转换器116的起动一起开始，与DC-DC转换器116的停止一起结束。
在步骤S1中，充电检测部252根据经由通信部251从BMU 112提供的信息，判定高压电池113是否正在充电中。在判定为高压电池113不在充电中的情况下，处理进行到步骤S2。此时，充电检测部252将高压电池113不在充电中的情况通知给负载量检测部253、温度检测部254和开关频率设定部255。
在步骤S2中，负载量检测部253接通电流传感器181的电源。具体而言，负载量检测部253经由通信部251将起动信号提供给ECU 171。由此，接通ECU 171的电源，接通安装于ECU 171的电流传感器181和输出电流I/F 182的电源。接着，电流传感器181开始DC-DC转换器116的输出电流Iout的检测。
另外，在ECU 171的电源已接通的情况下，省略该步骤S2的处理。
在步骤S3中，负载量检测部253检测输出电流Iout。即，负载量检测部253根据从ECU 171的输出电流I/F 136提供的信号，检测表示电力转换部131的负载量的输出电流Iout。负载量检测部253将输出电流Iout的检测结果通知给开关频率设定部255和输出控制部256。
在步骤S4中，开关频率设定部255根据输出电流Iout设定开关频率。例如，开关频率设定部255根据输出电流Iout，从预定的多个等级的频率中选择一个频率，将其设定为用于驱动开关电路152的开关频率。另外，此时，输出电流Iout越大、即低压负载118的负载量越大，选择越高的开关频率，输出电流Iout越小、即低压负载118的负载量越小，则选择越低的开关频率。例如，能够使用80kHz作为低开关频率，使用100kHz作为中间开关频率，使用120kHz作为高开关频率。开关频率设定部255将所选择的开关频率通知给输出控制部256。
之后，处理进行到步骤S7。
另一方面，在步骤S1中，在判定为高压电池113在充电中的情况下，处理进行到步骤S5。此时，充电检测部252将高压电池113在充电中的情况通知给负载量检测部253、温度检测部254和开关频率设定部255。
在步骤S5中，负载量检测部253断开电流传感器181的电源。具体而言，负载量检测部253经由通信部251将停止信号提供给ECU 171。由此，断开ECU 171的电源，断开搭载于ECU 171的电流传感器181和输出电流I/F 182的电源。
在步骤S6中，开关频率设定部255设定为充电时的开关频率。即，开关频率设定部255将预先设定的充电时的开关频率设定为用于驱动开关电路152的开关频率。另外，将该充电时的开关频率设定为例如在高压电池113不在充电中时所设定的开关频率的最小值以下的频率(例如80kHz)。开关频率设定部255将所设定的开关频率通知给输出控制部256。
之后，处理进行到步骤S7。
另外，在ECU 171的电源已经断开、且设定为充电时的开关频率的情况下，省略该步骤S5和S6的处理。
在步骤S7中，输出控制部256执行频率变更处理。此处，参照图7的流程图说明频率变更处理的详细情况。
在步骤S21中，输出控制部256检测驱动电路138当前驱动开关电路152的开关频率。
在步骤S22中，输出控制部256判定当前的开关频率、与在上述图6的步骤S4或步骤S6的处理中设定的开关频率是否相等。在判定为当前的开关频率与所设定的开关频率不同的情况下，处理进入步骤S23。
在步骤S23中，开关电路152停止开关。具体而言，输出控制部256向驱动电路138指示开关的停止，从而驱动电路138停止向开关电路152提供驱动信号。由此，开关电路152停止开关。
在步骤S24中，驱动电路138切换开关频率。具体而言，输出控制部256将通过开关频率设定部255新设定的开关频率作为指令值通知给驱动电路138。驱动电路138将在开关电路152的驱动信号的生成中使用的载波信号的频率(载波频率)变更为与所指示的开关频率对应的值。
在步骤S25中，开关电路152重新进行开关。具体而言，驱动电路138重新开始向开关电路152提供驱动信号。由此，开关电路152用新设定的开关频率重新进行开关。
由此，在开关频率的切换时通过使开关电路152的动作停止预定时间(例如10μ秒)，能够防止开关频率的切换时可能产生的输出电压的过电压。
在步骤S26中，输出控制部256判定从切换开关频率起是否经过了预定的时间。在判定为从切换开关频率起经过了预定时间之前重复该处理，在判定为从切换开关频率起经过了预定时间的情况下，频率变更处理结束。
由此，在切换开关频率后，禁止在预定时间内再次切换，因此防止开关频率由于充电信号的震颤(chattering)等而振动。
返回图6，在步骤S7的频率变更处理结束后，处理返回步骤S1，重复执行步骤S1以后的处理。
如上所述，通过分为高压电池113在充电中和不在充电中时，控制开关电路152的开关频率，能够改善DC-DC转换器116的效率。
具体而言，在高压电池113不在充电中时，例如在电动车辆的行驶中，低压负载118所包含的负载中的被使用的负载增加，DC-DC转换器116的负载变大，并且负载的变动也变大。与此相对，在高压电池113在充电中时，低压负载118所包含的负载中的被使用的负载限于一部分电气部件等，DC-DC转换器116的负载变小，并且负载的变动也变小。另一方面，如上所述，开关电路152中的开关损失在低负载时增大。因此，能够通过将高压电池113的充电中的开关频率设定得较低，削减开关损失，并且改善DC-DC转换器116的效率。
此外，高压电池113的充电中和不在充电中时的开关频率的控制能够仅根据来自BMU 112的信息实现，能够利用简易的结构实现。
并且，如上所述，在不对高压电池113进行充电时，DC-DC转换器116的负载量(输出电流Iout)越小，将开关频率设定得越低，由此能够进一步改善DC-DC转换器116的效率。
并且，如上所述，在高压电池113的充电时，断开不使用的ECU 171的电源，由此能够削减消耗电力。
[频率控制处理的第2实施方式]
接着，参照图8的流程图，对通过DC-DC转换器116执行的频率控制处理的第2实施方式进行说明。另外，该处理例如与DC-DC转换器116的起动一起开始，与DC-DC转换器116的停止一起结束。
在步骤S51中，与图6的步骤S1的处理同样，判定高压电池113是否在充电中，在判定为高压电池113不在充电中的情况下，处理进行到步骤S52。
在步骤S52中，与图6的步骤S2的处理同样，接通电流传感器181的电源。
在步骤S53中，控制部137取得输出电流Iout、与温度相关的信息。具体而言，与图6的步骤S3的处理同样，负载量检测部253检测输出电流Iout，并将检测结果通知给开关频率设定部255和输出控制部256。此外，温度检测部254根据从温度传感器135提供的信号，检测开关元件201a至201d周边的温度，并将检测结果通知给开关频率设定部255。
在步骤S54中，与图6的步骤S4的处理同样，根据输出电流Iout设定开关频率。
在步骤S55中，开关频率设定部255判定开关频率的设定值是否在当前温度处的上限值以下。具体而言，相对于由温度传感器135检测的温度预先设定开关频率的上限值。并且，开关频率设定部255将在步骤S54的处理中设定的开关频率、与在步骤S53的处理中检测到的温度处的开关频率的上限值进行比较，在判定为开关频率的设定值大于上限值的情况下，处理进入步骤S56。
在步骤S56中，开关频率设定部255将开关频率设定为当前温度处的上限值。之后，处理进入步骤S59。
另一方面，在步骤S55中，在判定为开关频率的设定值在当前温度处的上限值以下的情况下，跳过步骤S56的处理，处理进入步骤S59，而不变更开关频率的设定值。
此外，在步骤S51中，在判定为高压电池113在充电中的情况下，处理进入步骤S57。
在步骤S57中，与图6的步骤S5的处理同样，断开电流传感器181的电源，在步骤S58中，与图6的步骤S6的处理同样，设定为充电时的开关频率。之后，处理进行到步骤S59。
在步骤S59中，执行以上已参照图7叙述的频率变更处理，之后，处理返回步骤S51，执行步骤S51以后的处理。
如上所述，在开关元件201a至201d周边的温度较高的情况下，将开关频率设定得较低。由此，能够抑制开关元件201a至201d的温度上升，减轻由温度上升引起的电力损失。
[频率控制处理的第3实施方式]
接着，参照图9的流程图，对通过DC-DC转换器116执行的频率控制处理的第3实施方式进行说明。另外，该处理例如与DC-DC转换器116的起动一起开始，与DC-DC转换器116的停止一起结束。
在步骤S101中，与图6的步骤S1的处理同样，判定高压电池113是否在充电中，在判定为高压电池113不在充电中的情况下，处理进入步骤S102。
在步骤S102中，与图6的步骤S2的处理同样，接通电流传感器181的电源。
在步骤S103中，控制部137取得输出电流Iout、温度以及与负载预测值有关的信息。具体而言，与图6的步骤S2的处理同样，负载量检测部253检测输出电流Iout，并将检测结果通知给输出控制部256。此外，温度检测部254根据从温度传感器135提供的信号，检测开关元件201a至201d周边的温度，并将检测结果通知给开关频率设定部255。并且，负载量检测部253经由通信部251从未图示的ECU等取得低压负载118的负载预测值。
在步骤S104中，负载量检测部253判定预测负载变化量是否小于预定的阈值。具体而言，负载量检测部253根据当前的输出电流Iout和低压负载118的负载预测值，计算负载量的变化量的预测值即预测负载变化量。并且，在负载量检测部253判定为计算出的负载预测变化量小于预定的阈值的情况下，处理进入步骤S105。此时，负载量检测部253将输出电流Iout的检测结果通知给开关频率设定部255。
在步骤S105中，与图6的步骤S4的处理同样，根据输出电流Iout设定开关频率。之后，处理进入步骤S107。
另一方面，在步骤S104中，判定为预测负载变化量在预定阈值以上的情况下，处理进行到步骤S106。此时，负载量检测部253将低压负载118的负载预测值通知给开关频率设定部255。
在步骤S106中，开关频率设定部255不根据输出电流Iout，而根据低压负载118的负载预测值，与图6的步骤S4的处理同样地，设定开关频率。之后，处理进入步骤S107。
在步骤S107中，与图8的步骤S55的处理同样，判定开关频率的设定值是否在当前温度处的上限值以下，在判定为开关频率的设定值大于上限值的情况下，处理进入步骤S108。
在步骤S108中，与图8的步骤S56的处理同样，将开关频率设定为当前温度处的上限值。之后，处理进入步骤S111。
另一方面，在步骤S107中，在判定为开关频率的设定值在当前温度处的上限值以下的情况下，跳过步骤S108的处理，处理进入步骤S111。
此外，在步骤S101中，在判定为高压电池113在充电中的情况下，处理进入步骤S109。
在步骤S109中，与图6的步骤S5的处理同样，断开电流传感器181的电源，在步骤S110中，与图6的步骤S6的处理同样，设定为充电时的开关频率。之后，处理进入步骤S111。
在步骤S111中，执行以上已参照图7叙述的频率变更处理，之后，处理返回步骤S101，执行步骤S101以后的处理。
由此，能够迅速追随低压负载118的负载量的变动，将开关频率控制为适当的值，其结果，能够进一步改善DC-DC转换器116的效率。
<2.变形例>
另外，考虑在高压电池113的充电中，使用者也在车内使用空调器或车载音响设备等电气部件的情况。因此，例如，也可以是在高压电池113的充电中，在根据电动车辆的上锁状态等，判定为车内没有人的情况下，设定为充电时的开关频率，在除此以外的情况下，进行通常的开关频率的控制，并且设定为比充电时的开关频率更高的频率。或者，例如，也可以是在高压电池113的充电中，在根据点火信号等，判定为车内使用者没有使用电气部件的情况下，设定为充电时的开关频率，在除此以外的情况下，进行通常的开关频率的控制，并且设定为比充电中的开关频率更高的频率。
此外，也可以用软件或硬件的任意一种进行开关频率的切换。在通过硬件进行的情况下，例如通过控制装入方向舵上的开关的接通/断开，并对频率设定用电阻值进行切换来实现。
并且，在以上的说明中，示出了在高压电池113不在充电中的情况下，根据输出电流Iout变更开关频率的例子，但是还可以以固定未充电时的开关频率的方式，仅根据是否存在高压电池113的充电，控制开关频率。
此外，还可以不使用电流传感器133和电流传感器181，而使用分流电阻或电流互感器(current transformer)。
关于上述一系列处理，既可以通过硬件执行，也可以通过软件执行。通过软件执行一系列处理的情况下，将构成该软件的程序安装到计算机中。此处，计算机包括控制部137等组装在专用硬件中的计算机、和通过安装各种程序而能够执行各种功能的例如通用个人计算机等。
另外，计算机所执行的程序既可以是按照本说明书所述的顺序以时间序列执行处理的程序，也可以是并行或者在进行了调用时等必要的时机进行处理的程序。
此外，本发明的实施方式不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。

Claims (5)

1.一种DC-DC转换器，其特征在于，具有：
电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；
负载量检测单元，其检测所述电力转换单元的负载量；
充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；
开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量设定所述开关元件的开关频率，在所述充电检测单元检测到所述第1电池在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为预定值；以及
开关控制单元，其进行控制以按照在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其特征在于，
所述开关频率设定单元在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，进行如下设定：所述负载量越小，则将所述开关频率设定得越低。
3.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其特征在于，
该DC-DC转换器还具有检测所述开关元件的周边温度的温度检测单元，
所述开关频率设定单元在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量和所述开关元件的周边温度设定所述开关频率。
4.根据权利要求1所述的DC-DC转换器，其特征在于，
所述负载量检测单元取得所述负载量的预测值，
所述开关频率设定单元在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量或所述负载量的预测值，设定所述开关频率。
5.一种DC-DC转换器，其特征在于，具有：
电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；
充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；
开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为与检测到所述第1电池在充电中的情况相比更高的值；以及
开关控制单元，其进行控制以按照在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。
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