CN104052287A - Dc－dc变换器 - Google Patents

Dc－dc变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN104052287A
CN104052287A CN201410079815.3A CN201410079815A CN104052287A CN 104052287 A CN104052287 A CN 104052287A CN 201410079815 A CN201410079815 A CN 201410079815A CN 104052287 A CN104052287 A CN 104052287A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
circuit
primary side
voltage
timing signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410079815.3A
Other languages
English (en)
Inventor
筱原尚人
永井一信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN104052287A publication Critical patent/CN104052287A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H02M3/3376—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

根据实施方式的DC－DC变换器，在高频变压器的初级侧和次级侧分别具备平滑电容器、开关电路、电容器电路。并且，当由电压检测机构检测出电容器电路的中点电压时，定时信号输出机构对应于开关电路的开关动作，将与高频变压器的绕组电压变化的周期同步的定时信号根据上述中点电压的变化来生成，并向驱动电路输出。

Description

DC-DC变换器
技术领域
本发明的实施方式涉及谐振型的DC－DC变换器。
背景技术
对直流电源电压进行变换的DC－DC变换器例如用于当对作为电动车的驱动用电源的锂离子电池等进行充电时，或为了将太阳能电池发出的电力进行变换等而利用。并且，关于DC－DC变换器，降低电力损失并谋求电源效率的提高成为一般的技术课题（参考日本特开2009－60747号公报）。
谐振型的DC－DC变换器中，为了以向次级侧的负载供给的直流电压Vo固定的方式进行控制，控制电路监测电压Vo，使向开关元件输出的PWM信号的占空比或频率变化成为必要。然而，若这样进行控制，则效率良好的固定在50％占空比的开关无法实现，从而导致电力损失增大，电源效率降低。
发明内容
因此，提供一种适当地控制输出电压并且能够维持电源效率的DC－DC变换器。
根据实施方式的DC－DC变换器，在高频变压器的初级侧和次级侧，分别具备平滑电容器、开关电路、电容器电路。并且，当通过电压检测机构检测电容器电路的中点电压时，定时信号输出机构按照开关电路的开关动作，将与高频变压器的绕组电压变化的周期同步的定时信号，根据上述中点电压的变化来生成，并输出到驱动电路。
附图说明
图1是表示第1实施方式的谐振型DC－DC变换器的构成的电路图及功能框图。
图2是动作时序图。
图3是表示第2实施方式的与图1相当的图。
图4是表示第3实施方式的与图1相当的图。
图5是与图2相当的图。
图6是表示电力调整电路以及MCU的动作的时序图。
图7是表示第4实施方式的与图1相当的图。
图8是表示启动电路的构成的图。
图9是表示启动电路的逻辑的图。
具体实施方式
（第1实施方式）
以下，参照图1及图2说明第1实施方式。图1是表示谐振型DC－DC变换器的构成的电路图及功能框图。在DC－DC变换器1的输入端子2a（正侧）、2b（负侧）之间，连接有直流电源3。该直流电源3例如是电池、交流－直流间变换整流电路、太阳能电池等。此外，在输入端子2a、2b之间，连接有平滑电容器4、开关元件（例如N沟道MOSFET）5a、5b的串联电路（开关电路5）、和电容器6a、6b的串联电路（电容器电路6）。并且，在这些串联电路的共同连接点间，连接有高频变压器7的初级侧绕组7P。
直流电源的符号所表示的负载13连接在DC－DC变换器1的输出端子12a（正侧）、12b（负侧）之间。该负载13例如是对电池、电阻负载、电动机等感应负载进行驱动的逆变器（inverter）装置等。此外，在输出端子12a、12b之间，与输入侧同样，连接有平滑电容器14、开关元件15a、15b的串联电路（开关电路15）、和电容器16a、16b的串联电路（电容器电路16）。并且，在这些串联电路的共同连接点之间，连接有高频变压器7的次级侧绕组7S。
寄生二极管17a、17b、18a、18b分别连接在开关元件5a、5b、15a、15b的漏极、源极（导通端子）间。开关元件不限于MOSFET，也可以是双极型晶体管或IGBT，在采用双极型晶体管时，外接替代寄生二极管17、18的续流二极管即可。此外，上述各开关元件的种类、个数没有特别限定。
电压检测部21（电压检测机构）的输入端子连接在电容器6a、6b的中点，电压检测部21检测以地电位为基准的上述中点的电压。其检测电压经由驱动信号生成电路22（定时信号输出机构）向开关元件驱动电路23输入。开关元件驱动电路23根据所输入的电压信号，生成驱动信号，并向开关元件5a、5b的栅极（导通控制端子）输出。
此时，开关元件驱动电路23以不形成开关元件5a、5b同时导通的期间的方式，设置作为同时截止的期间的死区时间（dead time）。但是，通过例如微机等的具有死区时间生成机构的控制单元，对开关元件5进行驱动的情况下，不限于上述方式。此外，开关元件驱动电路23例如经由光耦合器（photo coupler）等绝缘电路24，向次级侧的开关元件15a、15b的导通控制端子也输出驱动信号。
接着，还参照图2说明本实施方式的作用。若输入侧的一对开关元件5a、5b交替导通截止，则以由电容器6a及6b的电容和高频变压器7的初级侧绕组7P的电感决定的谐振频率，向该初级侧绕组7P流通电流。此时，若输出侧的负载变动，则输入侧（初级侧）电路的输入阻抗和高频变压器7的互感变化，所以谐振频率不为固定值。
开关元件5a、5b的导通截止基于并联连接的电容器6a及6b的中点电压VC而进行。例如在系统起动时使开关元件5b导通，从而使直流电源3的正侧所连接的电容器6a为满充电状态。然后，使开关元件5b导通，开始谐振。
即，如图2（a）～（d）所示，对应于开关元件5a、5b的导通截止，中点电压VC在从直流电源3的电压V＋到其相反极性的电压－V＋之间变动。例如，在开关元件5a导通的期间，中点电压VC在其振幅极性为正的范围内，在由上述的电容及电感决定的时间中，呈正弦波状变化。另一方面，在开关元件5b导通的期间，中点电压VC在其振幅极性为负的范围内呈正弦波状变化。
此时，电容器6a及6b的中点电压VC的波形成为相对于图2（f）所示的在高频变压器7的初级侧流过的电流IL1的波形而言相位延迟90度的波形。因此，还考虑后级的电路迟延时间，使电压检测部21具有迟滞（hysteresis）特性。并且，例如通过用比较器等比较中点电压和阈值电压，在中点电压达到－V＋或V＋附近的定时，形成控制循环，以使得生成开关元件5a、5b的栅极驱动信号（具体参照第3实施方式）。另外，比较器可以采用电源为两极性的结构，或者也可以使用单极性的结构，对于负侧来说使输入电压进行电平移位而使其比较动作。
开关元件驱动电路23在驱动信号生成电路22的输出电压振幅表示正侧最大值V＋的附近使开关元件5b关断，在隔死区时间后使开关元件5a接通。此外，开关元件驱动电路23在上述输出电压振幅表示负侧最大值－V＋的附近使开关元件5a关断，在隔死区时间后使开关元件5b接通。这样将栅极驱动信号生成输出（参照图2（b）、（c））。结果，开关电路5以包含死区时间的大致50％占空比的PWM信号进行开关动作。
根据以上，能够在维持由电容器6a及6b和高频变压器7决定的谐振频率的状态下，实现软开关动作。由此，即便例如按照构成DC－DC变换器1的部件的偏差、或直流电源3的电压变动而开关频率变化，也以对应于该变化而谐振的方式维持开关动作。
接着，说明构成DC－DC变换器1的输出侧（次级侧）电路的开关元件15a、15b的动作。开关元件15a、15b由于并联连接着二极管18a、18b，所以即使不特别进行开关动作，也能够将高频变压器7的次级侧绕组7S的交流输出变换为直流电压。但是，通常与开关元件的导通电阻带来的损失相比，二极管的正向电压带来的损失更大。因此，优选使开关元件15a、15b与输入侧的开关元件5a、5b同步动作。
这里，开关元件15a、15b的动作的极性根据高频变压器7的绕组的卷绕方向而不同。如本实施方式那样，在以高频变压器7的初级侧和次级侧的极性互不相同的方式卷绕的情况下，相对于向初级侧绕组7P通电的电流，向次级侧绕组7S通电的电流成为相位反转的波形。因而，通过使初级侧的开关元件5a、5b的开关模式的极性反转后的驱动信号，使次级侧的开关元件15a、15b进行开关动作。
因此，将开关元件驱动电路23输出的开关元件5a的驱动信号经由绝缘电路24向开关元件15b的栅极提供。此外，将开关元件5b的驱动信号经由绝缘电路24向开关元件15a的栅极提供。图2（g）表示向高频变压器7的次级侧绕组7S流动的电流IL2的波形，其与图2（f）所示的电流IL1反相。电流IL2是以正弦波状变化的波形，所以由平滑电容器14等平滑机构进行整流，从而维持谐振动作并产生输出电压（图2（h））。平滑后的直流输出电压被施加于负载13，负载13只要是例如2次电池，则该电池被充电。
如以上那样，根据本实施方式的DC－DC变换器1，在高频变压器7的初级侧和次级侧，分别具备平滑电容器4及13、开关电路5及15、电容器电路6及16。并且，当由电压检测部21检测电容器电路6的中点电压VC时，驱动信号生成电路22对应于开关电路5的开关动作，根据中点电压VC的变化来生成与高频变压器7的绕组电压变化的周期同步的定时信号，输出给开关元件驱动电路23。因而，无论负载变动如何都能维持谐振现象，使DC－DC变换器1以最大效率动作。
此外，将电压检测部21、驱动信号生成电路22以及开关元件驱动电路23仅设置于高频变压器7的初级侧，对于次级侧的开关电路15，将开关元件驱动电路23输出的驱动信号经由绝缘电路24输入，因此DC－DC变换器1的构成更简单。
（第2实施方式）
图3是表示第2实施方式的与图1相当的图，对与第1实施方式相同的部分附加同一符号而将说明省略，以下仅说明不同的部分。第2实施方式的DC－DC变换器31，使第1实施方式的电压检测部21、驱动信号生成电路22、开关元件驱动电路23分别为电压检测部21P、驱动信号生成电路22P、开关元件驱动电路23P。并且，将与它们对称的构成作为电压检测部21S、驱动信号生成电路22S、开关元件驱动电路23S，配置在次级侧。另外，删除绝缘电路24。
电压检测部21S检测电容器16a及16b的中点电压，驱动信号生成电路22S生成定时信号，开关元件驱动电路23S向开关元件15a、15b的栅极输出驱动信号。即，第2实施方式中，在初级侧、次级侧配置相同构成的电路，使它们独立动作。在如以上那样构成的第2实施方式的情况下，也能得到与第1实施方式相同的效果。
（第3实施方式）
图4是表示第3实施方式的与图1相当的图，仅说明与第1实施方式不同的部分。第3实施方式的DC－DC变换器41，在高频变压器7的次级侧具备电力调整电路42。此外，更具体地表示电压检测部21、驱动信号生成电路22的构成，并且图示出在第1实施方式中省略图示的死区时间生成电路43。此外，对于其它一部分电路将图示省略。
电压检测部21由两个电阻元件44及45的串联电路构成，由它们将中点电压VC分压。对于电容器6a及6b的串联电路，并联连接有电阻元件46～48的串联电路。电阻元件49及50的串联电路连接在电阻元件46及47的共同连接点与地电位之间。电阻元件51及52的串联电路连接在电阻元件47及48的共同连接点与地之间。
电阻元件44及45的共同连接点连接到构成驱动信号生成电路22的比较器53a的反向输入端子、和比较器53b的非反向输入端子。此外，电阻元件49及50的共同连接点连接到比较器53b的反向输入端子，电阻元件51及52的共同连接点连接到比较器53a的非反向输入端。比较器53a、53b的输出端子分别经由施密特触发逆变器54a、54b，连接到NAND门55a、55b的输入端子的一个。NAND门55a、55b的输入端子的另一个分别连接到NAND门55b、55a的输出端子。
NAND门55a的输出端子连接到构成死区时间生成电路43的AND门71的输入端子的一个。AND门71的输出端子连接到AND门56a的输入端子的一个。NAND门55b的输出端子连接到AND门56b的输入端子的一个。AND门56a、56b的上述输入端子分别经由电阻元件57（a、b）以及电容器58（a、b）的串联电路而连接到地电位。此外，在电阻元件57（a、b）的两端，反并联连接有二极管59（a、b）。并且，AND门56的输入端子的另一个连接到电阻元件57及电容器58的共同连接点。
AND门56a、56b的输出端子分别经由OR门60a、60b，连接到开关元件驱动电路23a、23b的输入端子。OR门60a、60b的输入端子的另一个分别连接到MCU（Micro Control Unit，控制单元）61的不同的输出端子，并且经由电阻元件62a、62b被下拉。此外，OR门60a、60b的输出端子也分别经由电阻元件63a、63b被下拉。
电力调整电路42具备被并联连接在次级侧的电容器14的两端的、电阻元件64及65的串联电路以及电阻元件66及齐纳二极管67的串联电路。比较器68的反向输入端子连接到电阻元件64及65的共同连接点。比较器68的非反向输入端子连接到电阻元件66及齐纳二极管67的共同连接点。比较器68的输出端子经由电阻元件69被上拉，并且经由绝缘电路70连接到AND门71的输入端子的另一个。此外，绝缘电路70的输出端子连接到MCU61的输入端子。
接着，还参照图5及图6说明第3实施方式的作用。图5是与图2相当的动作时序图，图6是电力调整电路以及MCU的动作时序图。通常，谐振型DC-DC变换器通过最适条件下的谐振动作而被驱动，所以输出电力的调整是困难的。此外，即使希望对应于负载状态来调整次级侧的输出电压，也由于输出电压由高频变压器7的匝数比决定，从而无法调整。因此，第3实施方式的DC－DC变换器41通过具备电力调整电路42而实现高效率化。
输出电压Vout通过输入电压Vin和高频变压器7的绕组比（N2／N1）求出，能够以Vout＝Vin×（N2／N1）计算。此外，输出电力通过输出电压Vout与输出电流之积求出。若负载13包含例如锂离子电池、太阳能电池等，则输出电流通过用输出电压Vout与基于在负载13中积蓄的电力的电压之差除以负载13的等价串联电阻来求出。
负载13有时还包含例如逆变器、变换器等。因此，有时负载13中积蓄的电力变动，与所希望的电力相对应的DC－DC变换器41的动作被要求。例如，若负载13所连接的电路的电力小，则负载13的电压变动非常小，即便使DC－DC变换器41的动作瞬间停止，也几乎没有对负载13积蓄的电力的影响。因此，通过使DC－DC变换器41的动作根据负载13的电压而启动、停止，能够进行输出电力的调整。
驱动信号生成电路22利用比较器53a、53b将电容器6a及6b的中点电压VC分别与低电位侧阈值VL、高电位侧阈值VH进行比较，将其比较结果经由逆变器54a、54b向NAND门55a、55b输出。比较器53a当（分压后的）VC＞VH时使信号为高电平，比较器53b当VC＜VL时使信号为高电平。
电力调整电路42，当分压后的高频变压器7的次级侧电压不超过齐纳二极管67的齐纳电压时，向AND门71输出高电平信号。因而，比较器53a、53b的输出信号分别成为高电平时，NAND门55a、55b的输出信号分别成为高电平。
死区时间电路43中，AND门56的输入信号的上升沿被电阻元件57及电容器58的串联电路迟延，从而提供死区时间。另一方面，上述输入信号的下降沿由于二极管59的作用而变得陡峭。AND门56的输出信号经由OR门60向开关元件驱动电路23输入。
如图5及图6所示，电力调整电路42当DC－DC变换器41的次级侧输出电压超过基准电压（齐纳电压）时使比较器68的输出信号为低电平（停止信号）。这样，通过AND门71（逻辑电路），阻止开关元件5a侧的栅极驱动信号的输出。此时，电容器6a、6b的中点电压VC如图5所示那样缓慢衰减，最终成为V－。对于开关元件5b侧，暂时继续基于中点电压VC的驱动，但当电容器6b的电压放电时，开关元件5b侧的驱动信号也停止（电力调整期间）。
因而，通过使开关元件5a侧的开关动作停止，在维持谐振的状态下，根据高频变压器7的电感和电容器6、16的容量，输入输出电流IL1、IL2逐渐减少（参照图5（d）、（e））。输出电流IL2成为0时，电力变换动作停止。
此外，如图6所示，在DC－DC变换器41的输出电压超过基准电压而开关动作停止后，负载13的电压根据与负载13连接的后级电路所消耗的电力等而下降，结果，当输出电压低于基准电压时，比较器68使输出信号变化为高电平（参照图6（c）、（d））。
此时，使DC－DC变换器41从谐振动作停止的电力调整期间恢复，所以接受到比较器68的输出信号的MCU61（启动电路）输出开关元件5a侧的驱动信号（参照图6（a））。这样，电容器6b被充电，基于开关元件5a、5b的开关动作再次开始。
如以上那样，根据第3实施方式，比较器68将对次级侧的负载13施加的电压、与由齐纳二极管67的齐纳电压提供的基准电压进行比较，当负载电压超过基准电压时，输出停止信号。AND门71当停止信号被输出时，阻止从驱动信号生成电路22向开关元件驱动电路23a输入定时信号。因而，能够防止DC－DC变换器41的输出电压过度上升，使效率提高。
此外，MCU61从开关电路5的开关动作停止的状态起，使该开关动作开始，因此，与驱动信号生成电路22独立地，将启动用的控制信号向驱动电路23a输出。因而，在经过了电力调整期间后，能够使DC－DC变换器31的开关动作再次开始。
（第4实施方式）
图7至图9是第4实施方式，说明与第3实施方式不同的部分。如图7所示，第4实施方式的DC－DC变换器81，代替第3实施方式的MCU61而具备启动电路82。向启动电路82输入直流电源3的电压、中点电压VC、和绝缘电路70的输出信号。如图8所示，电阻元件83及84的串联电路连接在直流电源3的正侧端子与地电位之间，它们的共同连接点连接于比较器85的非反向输入端子。
电阻元件86及87的串联电路连接在电容器6a及6b的共同连接点与地电位之间。电阻元件86及87的共同连接点经由电容器88及电阻元件89的串联电路而连接到运算放大器90的反向输入端子。此外，运算放大器90的反向输入端子经由电阻元件91连接到输出端子。即，运算放大器90构成电压缓冲电路。绝缘电路70的输出端子连接到比较器92的非反向输入端子。并且，基准电压93被提供到比较器85及92的反向输入端子和运算放大器90的非反向输入端子。
运算放大器90的输出端子连接到比较器94的非反向输入端子，比较器94的反向输入端子被提供基准电压93。并且，比较器94的输出端子经由NOT门95而连接到3输入AND门96的输入端子之一。3输入AND门96的其他两个输入端子分别连接到比较器85及92的输出端子。
图9（a）是表示启动电路82的逻辑的真值表。即，启动电路82以经由绝缘电路70输入的信号为高电平（1）、不需要电力调整、并且连接有直流电源3、并且电容器6a及6b的中点电压VC为V－电平为条件，向OR门60a输出高电平信号。由此，在经过了电力调整期间后，DC－DC变换器81的谐振动作再次开始。
此外，图9（b）是表示OR门60a的逻辑的真值表，若启动电路82的输出信号为低电平（0），则即使驱动信号生成电路22输出信号，也由于如第3实施方式中说明的那样通过AND门71阻止上述信号的输出，从而OR门60a的输出信号成为低电平。
如以上那样，根据第4实施方式，由于具备由硬逻辑（hard logic）构成的启动电路82，所以如第3实施方式那样即使不使用MCU61也能得到同样的作用效果。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。
例如，第1实施方式中，设为根据高频变压器的初级侧的电压求出定时信号、向初级侧及次级侧的开关电路输出驱动信号的构成，但也可以设为根据高频变压器的次级侧的电压求出定时信号，向初级侧及次级侧的开关电路输出驱动信号的构成。

Claims (5)

1.一种DC－DC变换器，具备：
初级侧平滑电容器，与初级侧的直流电源并联连接；
初级侧开关电路，2个开关元件被串联连接，与上述直流电源并联连接；
初级侧电容器电路，2个电容器被串联连接，与上述直流电源并联连接；
次级侧平滑电容器，与次级侧的负载并联连接；
次级侧开关电路，2个开关元件被串联连接，与上述负载并联连接；
次级侧电容器电路，2个电容器被串联连接，与上述负载并联连接；
高频变压器，初级侧绕组连接到上述初级侧开关电路的共同连接点与上述初级侧电容器电路的共同连接点，次级侧绕组连接到上述次级侧开关电路的共同连接点与上述次级侧电容器电路的共同连接点；
电压检测机构，检测上述初级侧电容器电路以及上述次级侧电容器电路中的至少一方的中点电压；
驱动电路，向构成上述开关电路的开关元件输出驱动信号；以及
定时信号输出机构，按照由上述开关电路进行的开关动作，将与上述高频变压器的绕组电压变化的周期同步的定时信号向上述驱动电路输出，
上述定时信号输出机构根据上述中点电压的变化，生成上述定时信号。
2.如权利要求1记载的DC－DC变换器，
上述电压检测机构、上述定时信号输出机构以及上述驱动电路仅设置在初级侧，
上述驱动电路输出的驱动信号经由绝缘电路而对上述次级侧开关电路输入。
3.如权利要求1记载的DC－DC变换器，
上述电压检测机构、上述定时信号输出机构以及上述驱动电路分别独立地设置在初级侧、次级侧。
4.如权利要求1记载的DC－DC变换器，还具备：
比较器，将向上述次级侧的负载施加的电压即负载电压与基准电压进行比较，当上述负载电压超过上述基准电压时输出停止信号；以及
逻辑电路，当上述停止信号被输出时，阻止从上述定时信号输出机构向上述驱动电路输入上述定时信号。
5.如权利要求1记载的DC－DC变换器，还具备：
启动电路，该启动电路为了从上述初级侧开关电路的开关动作停止的状态，使该开关动作开始，而与上述定时信号输出机构独立地，将启动用的控制信号向上述驱动电路输出。
CN201410079815.3A 2013-03-14 2014-03-06 Dc－dc变换器 Pending CN104052287A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-051723 2013-03-14
JP2013051723A JP2014180110A (ja) 2013-03-14 2013-03-14 Ｄｃ−ｄｃコンバータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104052287A true CN104052287A (zh) 2014-09-17

Family

ID=51418879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410079815.3A Pending CN104052287A (zh) 2013-03-14 2014-03-06 Dc－dc变换器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140268894A1 (zh)
JP (1) JP2014180110A (zh)
CN (1) CN104052287A (zh)
DE (1) DE102013218485A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9231486B2 (en) * 2013-03-05 2016-01-05 General Electric Company System and method for information communication between electrically isolated circuits
US9673721B2 (en) * 2014-07-17 2017-06-06 Solantro Semiconductor Corp. Switching synchronization for isolated electronics topologies
JP6172088B2 (ja) * 2014-08-19 2017-08-02 株式会社デンソー 共振電流制限装置
US9680386B2 (en) * 2014-09-23 2017-06-13 Analog Devices Global Minimum duty cycle control for active snubber
KR101731477B1 (ko) * 2014-12-29 2017-04-28 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원공급장치
KR101711948B1 (ko) * 2014-12-29 2017-03-03 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원제어장치
EP3062418A3 (en) * 2015-02-26 2016-11-23 Electrochem Solutions, Inc. Battery wireless charging system
JP6358134B2 (ja) 2015-03-10 2018-07-18 オムロン株式会社 絶縁型双方向ｄｃ−ｄｃコンバータ、および電力変換システム
KR101731478B1 (ko) 2015-06-22 2017-04-28 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원공급장치
US9729188B2 (en) 2015-09-25 2017-08-08 Electrochem Solutions, Inc. Protecting wireless communication components in a highly resonant field
FR3056357B1 (fr) * 2016-09-22 2018-10-12 IFP Energies Nouvelles Dispositif de conversion, procede de commande et vehicule associes
KR102274224B1 (ko) * 2017-09-22 2021-07-07 광동 오포 모바일 텔레커뮤니케이션즈 코포레이션 리미티드 전원 제공 회로, 전원 제공 기기와 제어 방법
CN111525802B (zh) * 2019-02-01 2021-08-06 台达电子工业股份有限公司 变换装置
JP7233633B1 (ja) * 2022-11-07 2023-03-07 相馬 将太郎 スイッチング電源回路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355294A (en) * 1992-11-25 1994-10-11 General Electric Company Unity power factor control for dual active bridge converter
CN101277066A (zh) * 2008-05-06 2008-10-01 深圳航天科技创新研究院 多路稳压隔离式数字dc/dc电源及控制方法
CN201490893U (zh) * 2009-07-29 2010-05-26 安徽华东光电技术研究所 一种自激式半桥谐振开关电源
CN101841250A (zh) * 2010-04-27 2010-09-22 上海新进半导体制造有限公司 一种开关电源控制电路及原边控制的反激式开关电源
CN102142776A (zh) * 2010-01-29 2011-08-03 株式会社村田制作所 开关电源装置
CN102437628A (zh) * 2011-10-22 2012-05-02 华北电力大学（保定） 蓄电池化成充放电变流电路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5027264A (en) * 1989-09-29 1991-06-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Power conversion apparatus for DC/DC conversion using dual active bridges
JP2722869B2 (ja) * 1991-06-11 1998-03-09 ヤマハ株式会社 電源回路
US5864472A (en) * 1997-03-24 1999-01-26 Ault Incorporated Apparatus for controlling a multiresonant self-oscillating converter circuit
JPH11299232A (ja) * 1998-04-16 1999-10-29 Sony Corp 電流共振型スイッチング電源
US7577223B2 (en) * 2004-06-03 2009-08-18 Silicon Laboratories Inc. Multiplexed RF isolator circuit
WO2011100835A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Queen's University At Kingston A controller and a method of controlling a resonant power converter
JP5321758B2 (ja) * 2011-01-26 2013-10-23 株式会社村田製作所 スイッチング電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355294A (en) * 1992-11-25 1994-10-11 General Electric Company Unity power factor control for dual active bridge converter
CN101277066A (zh) * 2008-05-06 2008-10-01 深圳航天科技创新研究院 多路稳压隔离式数字dc/dc电源及控制方法
CN201490893U (zh) * 2009-07-29 2010-05-26 安徽华东光电技术研究所 一种自激式半桥谐振开关电源
CN102142776A (zh) * 2010-01-29 2011-08-03 株式会社村田制作所 开关电源装置
CN101841250A (zh) * 2010-04-27 2010-09-22 上海新进半导体制造有限公司 一种开关电源控制电路及原边控制的反激式开关电源
CN102437628A (zh) * 2011-10-22 2012-05-02 华北电力大学（保定） 蓄电池化成充放电变流电路

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013218485A1 (de) 2014-09-18
US20140268894A1 (en) 2014-09-18
JP2014180110A (ja) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104052287A (zh) Dc－dc变换器
US10141845B2 (en) DC-DC converter and control circuit with low-power clocked comparator referenced to switching node for zero voltage switching
US8811039B2 (en) Pulse width modulated resonant power conversion
CN100555827C (zh) 开关电源
TWI525975B (zh) 返馳式功率轉換器之控制電路
TWI509970B (zh) 返馳式功率轉換器之時間預測控制的控制電路
CN101202511B (zh) 用于谐振功率转换器的同步整流电路
US8242754B2 (en) Resonant power converter with half bridge and full bridge operations and method for control thereof
US9780695B2 (en) Control method of inverter circuit
JP6069958B2 (ja) スイッチング電源装置
CN101895201A (zh) Llc串联谐振变换器及其驱动方法
KR101803540B1 (ko) 피에조 구동 회로 및 그 구동 방법
JP6241334B2 (ja) 電流共振型ｄｃｄｃコンバータ
CN101102086B (zh) 切换驱动电路
US8344762B2 (en) Gate driving circuit
Béreš et al. Bi-directional DC/DC converter for hybrid battery
KR20200071286A (ko) 무선 전력 수신기
US10784786B2 (en) PSFB converter and methods for controlling a PSFB converter
KR100985335B1 (ko) 비대칭 펄스폭변조 방식의 하프브리지 직류-직류 컨버터
CN113541450B (zh) 一种驱动电路、开关变换器和集成电路
US20190245440A1 (en) Dc-dc converters
Matsui et al. Analysis and improvement of bilateral chopper having current resonant soft-switch
JP2012010448A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
TW201404012A (zh) 閘極驅動裝置
Kumar et al. A PV-connected soft-switched synchronous Buck Converter for Electrical Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140917