CN105529949B - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源系统。电源系统包括：第一电池；第二电池；包括多个切换元件的电压转换器；以及控制器，被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开多个切换元件。控制器被配置为控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一脉宽调制控制信号的第一高电平时段和第二脉宽调制控制信号的第二高电平时段在预定条件下相互不重叠。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及电源系统的结构，更具体地说，涉及用于包括两个并联电源并且通过PWM控制转换电压的系统的控制器。
背景技术
通常，有许多用来通过脉宽调制控制，接通或断开切换元件，来转换电池的电压的电压转换器。近年来，提出了使用由四个切换元件构成的电压转换器并且包括串联模式和并联模式的电源系统(例如参见日本专利申请公开No.2013-13234(JP 2013-13234 A))。在串联模式中，在通过切换元件的接通/断开操作的组合，使两个电池相互串联连接的情况下，转换电压。在并联模式中，在通过切换元件的接通/断开操作的组合，使两个电池相互并联连接的情况下，转换电压。当在并联模式中操作用在这种电源系统中的电压转换器时，通过根据对应于两个电池的两个脉宽调制控制信号，接通或断开切换元件，执行电池的电压转换控制。在JP 2013-13234 A中建议当在并联模式中操作这种电压转换器时，通过改变两个脉宽调制控制信号的相位，抑制切换元件的损耗。
顺便提一下，已知在通过切换元件的接通/断开操作，转换电池的电压的现有的电压转换器中，因为切换元件的接通/断开操作，产生电磁声。因为当电磁声落在人类可听范围内时，电磁声为刺耳噪声，已经研究已经通过提高脉宽调制控制的载波频率来使电磁声的频率超出可听范围，来降低噪声的方法等等。然而，还未充分地研究如在JP2013-13234 A中所述，用于通过使用两个脉宽调制控制信号，对两个电池执行电压转换控制的电压转换器的电源系统的降噪。
发明内容
本发明通过使用两个脉宽调制控制信号，提供降低在两个电池上执行电压转换控制的电源系统中的噪声的电源系统。
本发明的方面中的电源系统包括：第一电池；第二电池；包括多个切换元件的电压转换器，切换元件被配置为在第一电池和第二电池的一个或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换第一电池和第二电池到输出电力线的连接；以及控制器，控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开多个切换元件。输出电力线包括第一电力线和电位低于第一电力线的第二电力线。多个切换元件包括按从第一电力线到第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件。第一电池与第三和第四切换元件并联连接。第二电池与第二和第三切换元件并联连接。控制器被配置为当作为第一高电平时段和第二高电平时段的总时段的总高电平时段短于占空比时段(duty cycleperiod)时，控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一高电平时段和第二高电平时段相互不重叠，第一高电平时段是用于控制在第一电池和输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号的高电平时段，第二高电平时段是用于控制在第二电池和输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号的高电平时段，占空比时段是脉宽调制控制信号的低电平时段和脉宽调制控制信号的高电平时段的相应一个的总时段。
在上述方面中，控制器可以被配置为当脉宽调制控制信号的高电平时段的每一个低于占空比时段的50％时，控制脉宽调制控制信号的相位，使得每占空比时段的半时段，高电平时段交替出现一次。
本发明的第二方面的电源系统包括：第一电池；第二电池；包括多个切换元件的电压转换器，切换元件被配置为在第一电池和第二电池的一个或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换第一电池和第二电池到输出电力线的连接；以及控制器，控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开多个切换元件。输出电力线包括第一电力线和电位低于第一电力线的第二电力线。多个切换元件包括按从第一电力线到第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件。第一电池与第三和第四切换元件并联连接。第二电池与第二和第三切换元件并联连接。控制器被配置为当作为第一高电平时段和第二高电平时段的总时段的总高电平时段短于占空比时段时，通过混合第一控制和第二控制，执行相位控制，第一高电平时段是用于控制在第一电池和输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号的高电平时段，第二高电平时段是用于控制在第二电池和输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号的高电平时段，占空比时段是脉宽调制控制信号的低电平时段的每一个和脉宽调制控制信号的高电平时段的相应一个的总时段，第一控制是控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一脉宽调制控制信号的第一高电平时段和第二脉宽调制控制信号的第二高电平时段相互重叠的控制，第二控制是控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一脉宽调制控制信号的第一高电平时段和第二脉宽调制控制信号的第二高电平时段相互不重叠的控制。
本发明的第三方面的电源系统包括：第一电池；第二电池；包括多个切换元件的电压转换器，切换元件被配置为在第一电池和第二电池的一个或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换第一电池和第二电池到输出电力线的连接；以及控制器，控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开多个切换元件。输出电力线包括第一电力线和电位低于第一电力线的第二电力线。多个切换元件包括按从第一电力线到第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件。第一电池与第三和第四切换元件并联连接。第二电池与第二和第三切换元件并联连接。控制器被配置为在用于控制在第一电池和输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，将用于控制在第二电池和输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号从低电平改变为高电平，然后返回到低电平。
在上述方面中，控制器可以被配置为基于第一三角波和第一阈值，生成第一脉宽调制控制信号，基于第二三角波和第二阈值，生成第二脉宽调制控制信号，并且在第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，提高第二三角波的频率以超过第一三角波的频率。
在上述方面中，控制器可以被配置为在第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，提高第二三角波的频率以超过第一三角波的频率，使得第二三角波的值超出第二阈值的时段和第二三角波的值不超出第二阈值的时段出现。
根据本发明的上述方面，通过使用两个脉宽调制控制信号，可以降低使用对两个电池执行电压转换控制的电压转换器的电源系统中的噪声。
附图说明
在下文中，将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，以及其中：
图1是示出安装在电动车辆上的、根据本发明的电源系统的构造的系统线路图；
图2是示例在根据本发明的电源系统的基本操作中，当由第一电池充电第一电抗器时的电流的流动的视图；
图3是示例在根据本发明的电源系统的基本操作中，当第一电抗器中充电的电力输出到输出电力线时的电流的流动的视图；
图4是示例在根据本发明的电源系统的基本操作中，当由第二电池充电第二电抗器时的电流的流动的视图；
图5是示例在根据本发明的电源系统的基本操作中，当第二电抗器中充电的电力输出到输出电力线时的电流的流动的视图；
图6是示出根据本发明的电源系统的基本操作时的脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的时序图；
图7是示出在根据本发明的电源系统中，在使PWM2的相位从PWM1的相位移动180度或150度时的脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的时序图；
图8是示例在图7所示的操作中，充电第二电抗器并且从第一电池输出电力时的电流的流动的视图；
图9是示例在图7所示的操作中，当充电第一电抗器并且从第二电池输出电力时的电流的流动的视图；
图10是示出在根据本发明的电源系统中，PWM2的占空比高于或等于50％并且PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段的总时段短于占空比时段的情况下，在使PWM2的相位从PWM1的相位移动180度时的脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的时序的时序图；
图11是示出在根据本发明的电源系统中，根据调度，改变第二脉宽调制控制信号的相位时的脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的时序图；以及
图12是示出在根据本发明的电源系统中，在临时增加第二三角波的频率时的脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的时序图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图，描述根据本发明的电源系统100。在下述实施例的描述中，电源系统100向电动车辆200的电动发电机50供电。相反，电源系统100可以向通用机器的电动机或电动发电机供电。
如图1所示，根据本发明的电源系统100包括第一电池20、第二电池23、电压转换器10和控制器60。电压转换器10包括多个切换元件31至34、第一电抗器22、第二电抗器25、第一电容器21、第二电容器24和输出电力线26。控制器60接通或断开多个切换元件31至34。平滑电容器41和逆变器40连接到输出电力线26。电动发电机50连接到逆变器40。电动发电机50驱动电动车辆200。图1中的点划线表示信号线。
电压转换器10的输出电力线26包括高压电力线12和基准电力线11。高压电力线12输出由电压转换器10升压的高压。基准电力线11连接到电池20、23的每一个的负侧，并且具有比高压电力线12更低的电位。从高压电力线12到基准电力线11，使多个切换元件31至34相互串联连接。二极管35至38分别与切换元件31至34反并联连接。电压转换器10包括第一电力线13和第二电力线14。第一电力线13使第二连接点17与基准电力线11连接。第二连接点17位于切换元件32和切换元件33之间。第二电力线14使第一连接点16与第三连接点18连接。第一连接点16位于切换元件31和切换元件32之间。第三连接点18位于切换元件33和切换元件34之间。在第一电力线13中，使第一电池20和第一电抗器22相互串联布置。在第二电力线14中，使第二电池23和第二电抗器25相互串联布置。第一电容器21与第一电池20并联连接。第二电容器24与第二电池23并联连接。平滑电容器41连接在高压电力线12和基准电力线11之间。以这种方式，第一电池20与切换元件33、34并联连接，并且第二电池23与切换元件32、33并联连接。
电压传感器61安装在第一电池20中，并且检测电压VB1。电压传感器71安装在第二电池23中，并且检测电压VB2。电压传感器64连接在第一电力线13和基准电力线11之间，并且检测第一电容器21的两端之间的电压VL1。电压传感器74连接到第二电力线14，并且检测第二电容器24的两端之间的电压VL2。电压传感器75连接在高压电力线12和基准电力线11之间并且检测平滑电容器41的两端之间的电压VH。
逆变器40内部包括多个切换元件(未示出)，并且将通过切换元件的接通/断开操作，从电压转换器10的输出电力线26输出的直流电转换成三相(U,V,W)交流电，并且将三相交流电输出到各相的输出线43,44,45。输出电力线26由基准电力线11和高压电力线12构成。U相、V相和W相输出线43,44,45连接到电动发电机50。电动发电机50的输出轴51连接到变速单元52。车轴53连接到变速单元52。车轮54安装在车轴53上。
控制器60是包括CPU、存储单元和设备及传感器接口的计算机。CPU执行算术和信息处理。存储单元存储控制程序和控制数据。设备和传感器连接到设备和传感器接口。CPU、存储单元以及设备和传感器接口经数据总线相互连接。电压转换器10的切换元件31至34经设备和传感器接口，连接到控制器60，并且响应来自控制器60的命令接通或断开。电压传感器61、64、71、74、75经设备和传感器接口，连接到控制器60。由传感器检测的数据输入到控制器60。高压命令值VH*和电流命令值I*从另一控制器输入到控制器60。
电压转换器10的基本操作
电压转换器10使能第一和第二电池20,23的一个或两者与输出电力线26之间双向地转换电压以便通过切换四个切换元件31至34的接通/断开操作模式，升压第一电池20或第二电池23的至少一个的电压并且将升压的电压输出到输出电力线26或降低输出电力线26的电压，并且通过降低的电压充电第一和第二电池20,23的一个或两个，并且还能在串联连接和并联连接之间，切换第一和第二电池20,23到输出电力线26的连接。在下文中，将参考图2至图4，简单地描述在第一和第二电池20,23相互并联连接的情况下，电压转换器10的基本操作。在下述描述中，通过使用符号S1和符号31，将第一切换元件31称为S1(31)，通过使用符号S2和符号32，第二切换元件32称为S2(32)，通过使用符号S3和符号33，将第三切换元件33称为S3(33)，以及通过使用符号S4和符号34，将第四切换元件34称为S4(34)。分别与切换元件31至34反并联连接的二极管35至38通过使用符号D1至D4以及符号35至38，称为D1(35)至D4(38)。类似地，通过使用符号B1,B2以及符号20,23，将第一电池20和第二电池23分别称为B1(20)和B2(23)，通过使用符号C1,C2以及符号21,24，将第一和第二电容器21,24分别称为C1(21)和C2(24)，通过使用符号L1,L2以及符号22,25，将第一和第二电抗器22,25分别称为L1(22)和L2(25)。切换元件31至34的每一个是半导体元件，诸如IGBT，在导通状态下，允许电流仅在图1的箭头方向中流动，以及在与箭头方向相反的方向中，不允许电流流动。然而，在图3、图4、图6和图7中，为示例切换元件31至34的接通/断开状态，切换元件31至34被示为简单的开-关开关。
并联连接B1(20)和B2(23)的升压/降压操作
将参考图2至图5，描述在使电压转换器10中的B1(20)和B2(20)相互并联连接的情况下的升压/降压操作。
首先，将参考图2和图3，描述B1(20)和输出电力线26之间的第一电压转换。如图2所示，通过接通S3(33)和S4(34)对以及断开S1(31)和S2(32)对，建立电流按B1(20)、L1(22)、S3(33)、S4(34)和B1(20)的顺序流动的电路R1，并且从B1(20)输出的电力通过电路R1返回并且充电到L1(22)中。接着，如图3所示，通过断开S3(33)和S4(34)对并且接通S1(31)和S1(31)对，建立电流按B1(20)、L1(22)、D2(36)、D1(35)、高压电力线12、基准电力线11和B1(20)的顺序流动的电路R5(由实线表示)和电流按高压电力线12、S1(31)、S2(32)、L1(22)、B1(20)、基准电力线11和高压电力线12的顺序流动的电路R7(虚线表示)，在L1(22)中充电的电力通过电路R5被输出到输出电力线26，并且通过电路R7(由虚线表示)，使由电动发电机50再生的电力充电到B1(20)。当在再生期间，断开S1(31)和S2(32)对，通过与电路R1相反方向中的电流电路，由B1(20)恢复在L1(22)中充电的电力。通过交替地重复第一接通时段和第一断开时段，B1(20)的电压VB1被升压并且输出到输出电力线26。在第一接通时段期间，接通S3(33)和S4(34)对，而断开S1(31)或S2(32)的至少一个。在第一断开时段期间，接通S1(31)和S2(32)，而断开S3(33)和S4(34)的至少一个。
以这种方式，在电压转换器10中，建立双向升压斩波器电路。在双向升压斩波器电路中，S3(33)和S4(34)对是当由B1(20)充电L1(22)时接通的切换元件(第一等效下臂元件)，以及S1(31)和S2(32)对是当输出电力时接通的切换元件(第一等效上臂元件)。升压斩波器电路包括参考图2所述的电路R1和参考图3所述的电路R5,R7，并且是第一电压转换电路。在B1(20)和输出电力线26之间建立第一电压转换电路，并且在B1(20)和输出电力线26之间执行第一电压转换。
第一电压转换电路中的第一接通时段和第一断开时段的总时段是占空比时段。第一接通时段与占空比时段的比是第一占空比D1。在第一电压转换电路中，在使B1(20)的电压VB1升压到高压命令值VH*时，使S1(31)和S2(32)对(第一等效上臂元件)和S3(33)和S4(34)对(第一等效下臂元件)经过脉宽调制控制(PWM控制)，使得由下述数学式(1)，表示B1(20)的第一占空比D1、高压命令值VH*和电压VB1之间的关系。
VH*＝[1/(1-D1)]×VB1 (1)
在实际控制中，S1(31)和S2(32)对(第一等效上臂元件)和S3(33)和S4(34)对(第一等效下臂元件)经过PWM控制，使得代替VB1，使用C1(21)的两端之间的电压的VL1并且由下述数学式(2)表示该关系。
VH*＝[1/(1-D1)]×VL1 (2)
用于该PWM的控制信号称为第一脉宽调制控制信号。
接着，将参考图4和图5，描述B2(23)和输出电力线26之间的第二电压转换。如图4所示，通过接通S2(32)和S3(33)对以及断开S1(31)和S4(34)对，建立电流按B2(23)、L2(25)、S2(32)、S3(33)和B2(23)的顺序流动的电路R2，并且从B2(23)输出的电力通过电路R2返回并且充电到L2(25)中。接着，如图5所示，通过断开S2(32)和S3(33)对并且接通S1(31)和S4(34)对，建立电流按B2(23)、L2(25)、D1(35)、高压电力线12、基准电力线11、D4(38)和B2(23)的顺序流动的电路R6(由实线表示)和电流按高压电力线12、S1(31)、L2(25)、B2(23)、S4(34)、基准电力线11和高压电力线12的顺序流动的电路R8(虚线表示)，在L2(25)中充电的电力通过电路R6被输出到输出电力线26，并且通过电路R8(由虚线表示)，使由电动发电机50再生的电力充电到B2(23)。当在再生期间，断开S1(31)和S4(34)对时，通过与电路R2相反方向中的电流电路，由B2(23)恢复在L2(25)中充电的电力。通过交替地重复第二接通时段和第二断开时段，B2(23)的电压VB2被升压并且输出到输出电力线26。在第二接通时段期间，接通S2(32)和S3(33)对，而断开S1(31)或S4(34)的至少一个。在第二断开时段期间，接通S1(31)和S4(34)，而断开S3(33)或S3(33)的至少一个。
以这种方式，在电压转换器10中，建立双向升压斩波器电路。在双向升压斩波器电路中，S2(32)和S3(33)对是当由B2(23)充电L2(25)时接通的切换元件(第二等效下臂元件)，以及S1(31)和S4(34)对是当输出电力时接通的切换元件(第二等效上臂元件)。升压斩波器电路包括参考图4所述的电路R2和参考图5所述的电路R6,R8，并且是第二电压转换电路。在B2(23)和输出电力线26之间建立第二电压转换电路，并且在B2(23)和输出电力线26之间执行第二电压转换。
第二电压转换电路中的第二接通时段和第二断开时段的总时段是占空比时段。第二接通时段与占空比时段的比是第二占空比D2。在第二电压转换电路中，在使B2(23)的电压VB2升压到高压命令值VH*时，使S1(31)和S4(34)对(第二等效上臂元件)和S2(32)和S3(33)对(第二等效下臂元件)经过脉宽调制控制(PWM控制)，使得由下述数学式(3)，表示第二占空比D2、高压命令值VH*和B2(23)的电压VB2之间的关系。
VH*＝[1/(1-D2)]×VB2 (3)
在实际控制中，S1(31)和S4(34)对(第二等效上臂元件)和S2(32)和S3(33)对(第二等效下臂元件)经过PWM控制，使得代替VB2，使用C2(24)的两端之间的电压的VL2并且由下述数学式(4)表示该关系。
VH*＝[1/(1-D2)]×VL2 (4)
用于该PWM的控制信号称为第二脉宽调制控制信号。
脉宽调制控制信号和切换元件控制信号的生成以及电压转换器的基本操作
接着，将参考图6中的(a)至(j)，描述第一脉宽调制控制信号(PWM1)和第二脉宽调制控制信号(PWM2)的生成以及由脉宽调制控制信号(PWM1,PWM2)，生成切换元件控制信号SS1至SS4的方法。切换元件控制信号SS1至SS4分别用来接通或断开S1(31)至S4(34)。
如图6的(a)和(d)所示，在控制器60内部，生成第一三角波81和第二三角波83。第一三角波81具有预定频率，并且用来生成第一脉宽调制控制信号(PWM1)。第二三角波83用来生成第二脉宽调制控制信号(PWM2)。在图6的(a)至(j)中所示的本实施例中，第一三角波81的频率(周期)与第二三角波83的频率(周期)相同，并且该频率称为载波频率。图6的(a)至(j)的横轴表示三角波81,83的每一个的时间或相位角，并且一个周期对应于360度的相位角。第一和第二三角波81,83的每一个的一个周期称为占空比时段。图6中的(a)至(j)的横轴所示的t0至时刻t24表示时间，以及时间之间的间隔是将一个周期或占空比时段分成12等分获得的时间。时间之间(例如，时刻t0和时刻t1之间)的间隔称为一个区间。因此，12个区间对应于1个占空比时段，并且第一和第二三角波81,83的每一个的一个周期对应于360度的相位角。
接着，在第一三角波81的峰和谷之间设定直线82，以及在第二三角波83的峰和谷之间设定直线84。设定直线82的高(阈值)，使得占空比时段中，第一三角波81的值大于直线82的值的期间的时段(高电平时段)的比变为上述的第一占空比D1。类似地，设定直线84的高(阈值)，使得占空比时段中，第二三角波83的值大于直线84的值的期间的时段(高电平时段)的比变为上述的第二占空比D2。通过以这种方式设定三角波81,83和直线(阈值)82,84，生成第一脉宽调制控制信号(PWM1)和第二脉宽调制控制信号(PWM2)，在第一脉宽调制控制信号(PWM1)中，在占空比时段中，信号处于高电平期间的时段的比变为第一占空比D1，如图6的(b)所示，在第二脉宽调制控制信号(PWM2)中，在占空比时段中，信号处于高电平期间的时段的比变为第二占空比D2，如图6的(e)所示。
如图6的(b)所示，在PWM1中，占空比时段包括从时刻t0至时刻t12的12个区间，信号处于高电平的第一高电平时段包括从时刻t4至时刻t8的四个区间，信号处于低电平的第一低电平时段包括从时刻t0至时刻t4以及从时刻t8至时刻t12的8个区间，以及第一占空比D1＝4/(4+8)＝(4/12)<50％。如图6的(e)所示，PWM2与PWM1类似。如图6的(c)所示，关于PWM1的反转信号/PWM1，信号处于低电平期间的时段包括从时刻t4至时刻t8的4个区间，以及信号处于高电平期间的时段包括从时刻t0至时刻t4以及从时刻t8至时刻t12的8个区间。作为PWM2的反转信号的/PWM2与/PWM1类似。即，在图6的(a)至(j)所示的操作中，PWM1和PWM2变为高电平或低电平的时序相同，即，PWM1和PWM2之间的相位差为0，以及占空比D1、D2为(4/12)<50％。
通过使用上述脉宽调制控制信号PWM1、/PWM1、PWM2、/PWM2，由下述逻辑式表示用于接通或断开S1(31)至S4(34)的切换元件控制信号SS1至SS4。
SS1:(/PWM1)或(/PWM2) (5)
SS2:(/PWM1)或(PWM2) (6)
SS3:(PWM1)或(PWM2) (7)
SS4:(PWM1)或(/PWM2) (8)
在图6的(a)至(j)所示的操作中，如图6的(g)所示，SS1是在一个周期(占空比时段)中，在每一占空比中，重复地在从时刻t0至时刻t4的四个区间期间，接通S1(31)，在从时刻t4至时刻t8的四个区间期间，断开S1(31)，以及在从时刻t8至时刻t12的四个区间期间，接通S1(31)的信号。如图6的(h)所示，SS2是始终接通S2(32)的信号。如图6的(i)所示，SS3是在每一占空比中，重复地在从时刻t0至时刻t4的四个区间期间，断开S3(33)，在从时刻t4至时刻t8的四个区间期间，接通S3(33)，以及在从时刻t8至时刻t12的四个区间期间，断开S3(33)的信号。如图6的(j)所示，SS4是始终接通S4(34)的信号。因此，在图6的(a)至(j)的时刻t4和t8之间，断开S1(31)，接通S2(32)、S3(33)和S4(34)，同时建立图2所示的电路R1和图4所示的电路R2，由B1(20)充电L1(22)，并且由B2(23)充电L2(25)。从时刻t0至时刻t4以及从时刻t8至时刻t12，接通S1(31)、S2(32)和S4(34)，断开S3(33)，同时建立图3所示的电路R5,R7，以及图5所示的电路R6,R8，将在L1(22)中充电的电力和在L2(25)中充电的电力同时输出到输出电力线26。
在图6的(a)至(j)所示的操作中，如由图6的(g)和(i)的黑三角标记所示，在第一和第二三角波81,83的每一个的一个周期(360度的相位角)或一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)期间，S1(31)和S3(33)的每一个从接通状态到断开状态或从断开状态到接通状态的切换操作的次数为2。切换操作的时序相同。因此，在电压转换器10中，因为在第一和第二三角波81,83的每一个的一个周期(360度的相位角)或一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)期间，诸如C1(21)、L1(22)、C2(24)、L2(25)和母线的部件在时刻t4和时刻t8分别接收洛伦兹力和静电力的变化一次，总共2次，因此，在一个占空比时段(时刻t0至时刻t12)期间，在这些部件中发生振动二次，发生具有与第一和第二三角波81,83的每一个的频率(载波频率)二倍高的频率的振动或噪声。当第一和第二三角波81,83的每一个的频率(载波频率)为10kHz时，所产生的电磁声的频率为20kHz，并且是接近人类可听范围的上限的频率，因此，会感受为噪声。
<改变PWM1和PWM2的相位>
接着，将参考图7的(a)至(j)，描述第一和第二脉宽调制控制信号PWM1,PWM2的相位从图6的(a)至(j)所示的0相位差的操作改变到180度的相位差(占空比时段的一半(时刻t0至时刻t12))时的操作时的操作和产生的噪声
如图7的(a)和(d)所示，将用于产生PWM2的第二三角波设定到与用于产生PWM1的第一三角波81的相位的相位差Δφ1为180度的第二三角波85。更具体地说，使图6的(d)所示的第二三角波83移动6个时间区间使得图7的(d)所示的第二三角波85的峰值设定在时刻t12和时刻t24，结果与第一三角波81的峰值的时间差为6个区间(t12-t6),(t24-t18)。由此，如图7的(b)和(e)所示，使PWM2的相位从PWM1的相位移动180度，即，时间上占空比时段的12个区间的一半或6个区间。类似地，使/PWM2的相位从/PWM1的相位移动180度，即，时间上占空比时段的12区间的一半或6个区间。如参考图6所述的操作的情形，PWM1的第一占空比D1和PWM2的第二占空比D2分别为(4/12)<50％。如图7的(b)和(e)所示，PWM处于高电平期间的第一高电平时段是从时刻t4至时刻t8，而PWM2处于高电平期间的第二高电平时段处于从时间t0至时刻t2和t10至时刻t12。因此，PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠，并且PWM1和PWM2从时刻t2至时刻t4和t8至时刻t10，均处于低电平。以这种方式，当PWM1的第一高电平时段(四个区间)和PWM2的第二高电平时段(4个区间)的总时段(8个区间)短于占空比时段(12个区间)时，换句话说，当百分比形式的PWM1的第一占空比D1的数值(4/12＝1/3＝33％，并且数值为33)以及百分比形式的PWM2的第二占空比D2的数值(4/12＝1/3＝33％，并且数值为33)的总数值(33+33＝66)小于百分比上的占空比时段的数值(12/12＝100％，以及数值为100)时，并且当使PWM2的相位从PWM1的相位移动180度，即占空比时段的12个区间的一半或6个区间时，PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠。即，控制PWM1和PWM2的相位，使得各个高电平时段交替地出现在每占空比时段的半时段中。
此时，用于接通或断开S1(31)至S4(34)的控制信号SS1至SSS4由上述数学式(5)至(8)计算，并且如图7的(g)至(j)所示。如图7的(g)所示，SS1是始终接通S1(31)的信号。如图7的(h)所示，SS2是在一个周期(占空比时段)内，在每一占空比中，重复地在从时刻t0至时刻t4的四个区间期间接通S2(32)，在从时刻t4至时刻t8的4个区间期间断开S2(32)并且在从时刻t8至时刻t12的四个区间期间断开S2(32)的信号。如图7的(i)所示，SS3是在每一占空比中，重复地在从时刻t0至时刻t2的2个区间期间，接通S3(33)，从时刻t2至时刻t4断开S3(33)，从时刻t4至时刻t8接通S3(33)，从时刻t8至时刻t10，断开S3(33)并且从时刻t10至时刻t12，接通S3(33)的信号。如图7的(j)所示，SS4是在每一占空比中，重复地从时刻t0至时刻t2，断开S4(34)，从时刻t2至时刻t10接通S4(34)，并且从时刻t10至时刻t12断开S4(34)的信号。因此，从图7的(a)至(j)的时刻t0至时刻t2以及从时刻t10至时刻t12，S1(31)至S3(33)接通，S4(34)断开，如图8所示，同时建立电路R5、R7、R2，由B1(20)在L1(22)中充电的电力通过电路R5输出到输出电力线26，并且由B2(23)充电L2(25)。从时刻t2至时刻t4并且从时刻t8至t10，S1(31)、S2(32)和S4(34)接通并且S3(33)断开，同时建立图3所示的电路R5、R7以及图5所示的R6、R8，将在L1(22)中充电的电力和在L2(25)中充电的电力同时输出到输出电力线26。从时刻t4至时刻t8，S1(31)、S3(33)和S4(34)接通以及S2(32)断开，同时建立电路R1和电路R6、R8，如图9所示，由B2(23)充电到L2(25)中的电力通过电路R6输出到输出电力线26，并且由B1(20)充电L1(22)。
在图7的(a)至(j)所示的操作中，如由图7的(h)至(j)中的黑三角标记所示，在第一和第二三角波81,85的每一个的一个周期(360度的相位角)期间，或在一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)期间，在时刻t4和时刻t8，S2(32)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，在时刻t2、t4、t8和t10，S3(33)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，以及在时刻t2和时刻t10，S4(34)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态。因此，在操作中，在电压转换器10，在一个占空比时段(从时刻t0至t12)期间，在时刻t2、t4、t8和t10出现四次振动，结果具有与第一和第二三角波81,85的每一个的频率(载波频率)四倍一样高的频率的振动或噪声产生。当第一和第二三角波81,85的每一个的频率(载波频率)为10kHz时，所产生的电磁声的频率为40kHz，并且是高于人类可听范围的上限的频率，因此，人类会感受为噪声。以这种方式，当在PWM1和PWM2的占空比D1、D2的每一个小于或等于50％的情况下，用于产生PWM2的第二三角波85的相位与用于产生PWM1的第一三角波81的相位的相位差Δφ1设定到180度时，由电压转换器10产生的电磁声的频率与第一和第二三角波81,85的频率(载波频率)四倍一样高，以及使所产生的电磁声的频率在人类可听范围外，因此，可以降低由电压转换器10产生的噪声。即，通过相对于PWM1的相位，改变PWM2的相位，获得与加倍载波频率的情形类似的降噪的有益效果。
在上述描述中，假定用于产生PWM2的第二三角波85与第一三角波81的相位差设定为180度进行描述。然而，只要相位差不使PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互重叠，可以使第一三角波81的相位和第二三角波的相位相互移动，使得相位差不同于180度。例如，如图7的(d)所示，可以设定第二三角波85'，使得使用于产生PWM2的第二三角波的相位从用于产生PWM1的第一三角波81的相位移动相位差Δφ'(150度)，即，5个时间区间。由此，如图7的(e)和(f)所示，使PWM2和/PWM2的相位分别从PWM1和/PWM1的相位移动150度(5个时间区间)。此时，用于接通或断开S1(31)和S2(32)的切换元件控制信号SS1和SS2与在如图7的(g)和(h)中的虚线所示的第二三角波85的情形相同，用于接通或断开在第二三角波85的情况下在时刻t2和时刻t10从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态的S3(33)的切换元件控制信号SS3，在时刻t1和时刻t9从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，在一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)，在时刻t1、t4、t8和t9四次产生振动，如在第二三角波85的情形下，产生具有与第一和第二三角波81,85'的每一个的频率(载波频率)四倍一样高的频率的振动或噪声。因此，同样在该情况下，如在第二三角波85的情形下，通过使由电压转换器10产生的电磁声的频率在人类可听范围外降低噪声。
在参考图7的(a)至(j)所述的上述操作中，假定PWM1的第一占空比D1和PWM2的第二占空比D2分别为(4/12)<50％进行描述。然而，只要PWM1的第一高电平时段(四个区间)和PWM2的第二高电平时段(4个区间)的总时段(8个区间)短于占空比时段(12个区间)，可以调整PWM1和PWM2的相位，使得PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠。换句话说，当按百分比的PWM1的第一占空比D1的数值和按百分比的PWM2的第二占空比D2的数值的总数值小于作为按百分比的占空比时段的数值的100，可以调整PWM1和PWM2的相位，使得PWM1的第一高电平时段的相位和PWM2的第二高电平时段的相位相互不重叠。
例如，如图10的(a)所示，当使设定第一占空比D1的直线91的高度(阈值)高于图7的(a)中的直线82时(使阈值增加)，使占空比时段设定到从时刻t0至时刻t12的12个区间，PWM1的第一高电平时段包括从时刻t5至时刻t7的两个区间，以及PWM1的第一低电平时段包括从时刻t0至时刻t5以及时刻t7至时刻t12的10个区间，第一占空比D1＝2/(2+10)＝(2/12)<50％，使设定第二占空比D2的直线92的高度(阈值)低于图7的(d)的直线84(使阈值减小)，PWM2的第二高电平时段包括从时刻t0至时刻t4以及从时刻t8至时刻t12的8个区间，以及PWM2的第二低电平时段包括从时刻t4至时刻t8的4个区间，以及第二占空比D2＝8/(4+8)＝(8/12)>50％，PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段的总时段为两个区间和8个区间的总和，等于10个区间，并且短于占空比时段的12个区间。在这种情况下，如参考图7的(a)至(j)所示，当使用与第一三角波81的相位差为180度的第二三角波85时，如由图10的(h)至(j)中的黑三角标记所示，在第一和第二三角波81,85的每一个的一个周期(360度的相位角)或一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)期间，在时刻t5和时刻t7，S2(32)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，在时刻t4、时刻t5、时刻t7和时刻t8，S3(33)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，并且在时刻t4和时刻t8，S4(34)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态。因此，在操作中，在电压转换器10中，在一个占空比时段(从时刻t0至时刻t12)期间，在时刻t4、时刻t5、时刻t7和时刻t8四次产生振动，结果产生具有与第一和第二三角波81,85的每一个的频率(载波频率)的四倍一样高的频率的振动或噪声。以这种方式，当PWM1的占空比D1或PWM2的占空比D2的任何一个高于或等于50％时，但当PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段的总时段短于占空比时段时，通过相对于PWM1的相位调整PWM2的相位，使得PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠，可以通过使电压转换器10的电磁声的频率在人类可听范围外来降低噪声。在上述描述中，假定将PWM1和PWM2之间的相位差设定为180度进行了描述。然而，相位差不限于180度，只要调整相位，使得PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠。
混合用于第一和第二脉宽调制控制信号的重叠控制和不重叠控制
在上述描述中，假定设定PWM1和PWM2的相位，使得PWM1的第一高电平时段的相位和PWM2的第二高电平时段的相位相互不重叠进行描述。然而，如图11的(a)至(j)所示，可以通过混合第一控制和第二控制，执行相位控制。在第一控制中，控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一脉宽调制控制信号(PWM1)的第一高电平时段和第二脉宽调制控制信号(PWM2)的第二高电平时段的相位相互重叠或相互部分重叠。在第二控制中，控制脉宽调制控制信号的相位，使得PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠。在下述描述中，将描述根据调度，通过相对于PWM1的相位，改变PWM2的相位，使第一控制和第二控制相互混合的情形。将简单描述与参考图7的(a)至图10的(j)所述的类似操作。
图11的(a)中所示的第一三角波81和直线82(阈值)与图6的(a)类似，并且图11的(b)和(c)中所示的PWM1和/PWM1与参考图6的(b)和(c)中所述的PWM1和/PWM1类似。如图11的(d)所示，用于产生PWM2的第二三角波是其与第一三角波81的相位差从时刻t0至时刻t2为0的第二三角波83，并且在此期间，PWM1、/PWM1、PWM2、/PWM2和SS1至SS4具有与图6的(a)至(j)类似的信号波。
在时刻t2，控制器60将第二三角波的相位从初始第二三角波83或第一三角波81的相位切换到按Δφ2(120度)移动的第二三角波86。由此，第二三角波86从图11的(d)中的时刻t2开始。在时刻t4，第二三角波86变为谷，然后在时刻t10变为峰，在时刻t16变为谷，以及继续到时刻t17。如图11的(d)所示，第二三角波86和定义PWM2的第二占空比D2的直线84(阈值)在时刻t8和时刻t12相互交叉，并且从时刻t8至时刻t12，第二三角波86的值高于直线84的值。由此，从时刻t8至时刻t12，PWM2处于高电平，以及在其他区间期间，PWM2处于低电平。从时刻t8至时刻t12，/PWM2处于低电平，以及在其他区间期间处于高电平。以这种方式，PWM1和PWM2在时刻t8相互重叠，在其他区间期间，PWM1和PWM2相互不重叠，/PWM1和/PWM2在时刻t8相互重叠，在其他区间期间，/PWM1和/PWM2相互不重叠(第一控制)。
在第二三角波86继续的从时刻t2至时刻t17，通过上述数学式(5)至(8)，计算用于分别接通或断开S1(31)至S4(34)的控制信号SS1至SS4，并且如图11的(g)至(j)所示。如图11所示，SS1是始终接通S1(31)的信号。如图11的(h)所示，SS2是从时刻t2至时刻t4，接通S2(32)，从时刻t4至时刻t8，断开S2(32)，从时刻t8至时刻t16，接通S2(32)，并且从时刻t16至时刻t17，断开S2(32)的信号。如图11的(i)所示，SS3是从时刻t2至时刻t4，断开S3(33)，从时刻t4至时刻t12接通S3(33)，从时刻t12至时刻t16断开S3(33)并且从时刻t16至时刻t17接通S3(33)的信号。此外，如图11的(j)所示，SS4是从时刻t2至时刻t8，接通S4(34)，从时刻t8至时刻t12断开S4(34)并且从时刻t12至时刻t17接通S4(34)的信号。
在时刻t17，控制器60切换到其第二三角波的相位进一步移动Δφ3(60度)的第二三角波87。第二三角波87在时刻t18变为谷，然后在时刻t24变为峰。第二三角波87与初始第二三角波83或第一三角波81的相位差为Δφ1(180度)。因此，如在参考图7的(a)至(j)所述的操作的情况下，PWM1和PWM2相互根本不重叠并且/PWM1和/PWM2相互根本不重叠(第二控制)。
从第二三角波87继续的时刻t17至时刻t24，通过上述数学式(5)至(8)计算用于接通或断开S1(31)至S4(34)的控制信号SS1至SS4。如图11的(g)所示，SS1是始终接通S1(31)的信号。如图11的(h)所示，SS2是从时刻t17至时刻t20断开S2(32)，并且从时刻t20至时刻t24接通S2(32)的信号。如图11的(i)所示，SS3从时刻t17至时刻t20接通S3(33)，从时刻t20至时刻t22断开S3(33)并且从时刻t22至时刻t24接通S3(33)。此外，如图11的(j)所示，SS4是从时刻t17至时刻t22接通S4(34)，并且从时刻t22至时刻t24断开S4(34)的信号。
因为从时刻t0至时刻t24，SS1至SS4是如上所述的信号，在从时刻t0至时刻t12的第一三角波81的初始时段期间，在时刻t4和时刻t8，S2(32)从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，S3(33)在时刻t4和时刻t12，从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，以及S4(34)在时刻t8和时刻t12，从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态。因此，如由图11的(h)和(j)中的黑三角标记所示，在电压转换器10中，在第一三角波81的初始时段(从时刻t0至时刻t12)期间，在时刻t4、时刻t8和时刻t12三次产生振动，并且产生具有与第一三角波81的频率(载波频率)三倍一样高的振动或电磁声。在从时刻t12至时刻t24的第一三角波81的下一时段期间，S2(32)在时刻t16和时刻t20，从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，S3(33)在时刻t16、时刻t20和时刻t22，从接通状态切换到断开状态或从断开状态切换到接通状态，并且S4(34)在时刻t22从接通状态切换到断开状态。因此，在电压转换器10中，在第一三角波81的下一时段(从时刻t12至时刻t24)期间，在时刻t16、时刻t20和时刻t22产生三次振动，并且具有与第一三角波81的频率(载波频率)三倍一样高的频率的振动或电磁声产生。
在时刻t24后，在第一三角波81的下一时段(从时刻t24至时刻t36)期间，第二三角波87仍然继续。因为第二三角波87的相位从第一三角波81移动180度，在从时刻t24至时刻t36，PWM1和PWM2相互根本不重叠并且/PWM1和/PWM2相互根本不重叠(第二控制)。从时刻t24至时刻t36，PWM2和/PWM2具有与在图7的(d)中，从时刻t0至时刻t12类似的波形，因此，在时刻t24后，第一三角波81的下一时段(从时刻t24至时刻t36)期间的SS1至SS4具有与由图7的(g)至(j)中的实线所示的波形类似的波形。因此，如参考图7的(g)至(j)所述，在电压转换器10中，在第一三角波81的下一时段(从时刻t24至时刻t36)期间，四次产生振动，并且产生具有与第一三角波81的频率(载波频率)四倍一样高的频率的振动或电磁声。
以这种方式，控制器60根据预定时间表，在第一三角波81的每一时段中，按0(在时刻t2前，第一控制)、120度(从时刻t2至时刻t17，第一控制)和180度(从时刻t17，第二控制)的顺序，改变第二三角波与第一三角波81的相位差或PWM2与PWM1的相位差。由此，PWM1和PWM2按(1)PWM1和PWM2相互重叠的状态(第一控制)，(2)PWM1和PWM2相互部分重叠的状态(第一控制)和(3)PWM1和PWM2相互根本不重叠的状态(第二控制)的顺序改变。
当相位差为0时，执行参考图6的(a)至(j)所述的基本操作，并且在电压转换器10中，在第一三角波81的一个周期期间，两次产生振动。在第一三角波的初始时段期间，相位差改变到120度，如上所述，在第一三角波81的一个周期期间，三次产生振动。在相位差改变到180度的下一周期期间，在第一三角波81的一个周期期间，三次产生振动。在第一三角波81的下一周期期间，相位差保持在180度，在第一三角波81的一个周期期间，四次产生振动。因此，在第一三角波81的每一周期中，通过按0、120度、180度和180度的顺序，改变第二三角波与第一三角波81的相位差，由电压转换器10产生的电磁声的频率按与第一三角波81的频率的二倍、三倍、三倍和四倍的顺序改变。即，通过在PWM1的每一周期中，按0、120度、180度和180度改变PWM2与PWM1的相位差，由电压转换器10产生的电磁声的频率按与PWM1的频率的二倍、三倍、三倍和四倍的顺序改变。当第一三角波81的频率(载波频率)为10kHz时，由电压转换器10产生的电磁声的频率按20kHz、30kHz、30kHz和40kHz的顺序改变。由此，在宽范围中平均噪声的频带，并且可以降低在人类可听范围内的20kHz附近的电磁声的平均电平，使得可以抑制电压转换器10的噪声。与如参考图7的(a)至(j)所述的操作，将第二三角波85与第一三角波81的相位差设定到180度的情形相比，该操作能减少S2(32)至S4(34)的每一个的接通/断开操作的平均数，因此，与参考图7的(a)至(j)所述的操作相比，可以抑制开关损耗的增加和降低噪声，即，操作是使开关损耗增加和降噪平衡的操作。
在上述描述中，根据预定时间表，在第一三角波81的每一周期中，控制器60按0(第一控制)、120度(第一控制)、180度(第二控制)和180度(第二控制)的顺序，改变第二三角波与第一三角波81的相位差或PWM2与PWM1的相位差，并且按(1)PWM1和PWM2相互重叠的状态(第一控制)，(2)PWM1和PWM2相互部分重叠的状态(第一控制)和(3)PWM1和PWM2相互根本不重叠的状态(第二控制)的顺序改变PWM1和PWM2，由此抑制开关损耗的增加和降噪。然而，只要与当将第二三角波85与第一三角波81的相位差设定为180度时相比，减少S2(32)至S4(34)的每一个的接通/断开操作的平均数，用于在第一三角波81的每一周期中改变相位的时间表不限于上述例子。例如，可以交替地切换0(第一控制)和180度(第二控制)，即，可以如以0(第一控制)、180度(第二控制)、0(第一控制)和180度(第二控制)的顺序，交替地切换PWM1和PWM2相互重叠的状态(第一控制)和PWM1和PWM2相互根本不重叠的状态(第二控制)。或者，通过根据随机地结合0、120度和180度的时间表，改变第一三角波81的相位，可以随机地改变PWM1和PWM2的相位。即，可以通过随机地混合第一控制和第二控制，执行相位控制。在第一控制中，控制脉宽调制控制信号的相位，使得第一脉宽调制控制信号(PWM1)的第一高电平时段和第二脉宽调制控制信号(PWM2)的第二高电平时段相互重叠或部分相互重叠。在第二控制中，控制脉宽调制控制信号的相位，使得PWM1的第一高电平时段和PWM2的第二高电平时段相互不重叠。由此，在宽范围中平均噪声的频带，可以降低落在人类可听范围内的20kHz附近的电磁声的平均电平，使得可以抑制电压转换器10的噪声。
在PWM1的低电平时段期间，将PWM2从低电平改变为高电平，然后，使PWM2返回到低电平
接着，将参考图12的(a)至(j)，描述在PWM1处于低电平的时段期间(在/PWM1处于高电平的时段期间)，将PWM2从低电平改变为高电平，然后使PWM2返回到低电平(使/PWM2从高电平改变为低电平，然后，使/PWM2返回到高电平)的操作。将简单地描述与参考图6的(a)至(j)所述的操作类似的操作。
图12的(a)所示的第一三角波81和直线82(阈值)与图6的(a)类似，以及图12的(b)和(c)中所示的PWM1和/PWM1与参考图6的(b)和(c)所述的PWM1和/PWM1类似。如图12的(d)所示，从时刻t4至时刻t8以及从时刻t16至时刻t20，产生PWM2的第二三角波89与图6的(d)中，从时刻t4至时刻t8以及从时刻t16至时刻t20的第二三角波83类似。因此，在此期间的PWM1、/PWM1、PWM2、/PWM2以及SS1至SS4具有与图6的(a)至(j)类似的信号波。由图12中的符号t'2、t'9、t'14、t'21表示第二三角波89的谷位置的时刻。
如图12的(d)所示，控制器60使第二三角波89的频率临时高于第一三角波81的频率，使得在PWM1处于低电平(/PWM1处于高电平)的从时刻t0至时刻t4的区间、从时刻t8至时刻t16的区间以及从时刻t20至时刻t24的区间的每一个期间，提供第二三角波89的值超出直线84(阈值)期间的时段和第二三角波89的值不超出直线84(阈值)期间的时段。由此，第二三角波89的值超出直线84(阈值)，PWM2从时刻t0至时刻t1、从时刻t11至时刻t13和从时刻t23至时刻t24处于高电平，并且第二三角波89的值变得低于直线84(阈值)，并且PWM2从时刻t0至时刻t4、从时刻t8至时刻t11、从时刻t13至时刻t16和从时刻t20至时刻t23处于低电平。即，PWM2从低电平改变到高电平，并且然后返回到低电平，同时PWM1处于低电平(从时刻t8至时刻t16)。
通过上述数学式(5)至(8)，计算在使用第二三角波89的情况下，用于分别接通或断开S1(31)至S4(34)的控制信号SS1至SS4，并且如图12的(g)至(j)所示。SS1和SS2是类似于参考图6的(g)和(h)所述的信号的信号。SS3是除参考图6的(i)所述的信号外，在时刻t1断开S3(33)并且在时刻t11接通S3(33)的信号。作为在图6的(j)中，始终接通S4(34)的信号的SS4，是从时刻t0至时刻t1断开S4(34)，从时刻t1至时刻t11接通S4(34)，并且从时刻t11至时刻t13断开S4(34)的信号。以这种方式，在操作中，除参考图6的(a)至(j)所述的操作外，在第一三角波81的一个周期(从时刻t0至时刻t12)期间，切换元件的接通/断开操作的次数增加2(时刻t1，时刻t11)，并且总共4次。因此，由电压转换器10产生的电磁声的频率是与第一三角波81的频率的四倍一样高的频率，如在参考图7的(a)至(d)所述的操作的情形。当第一三角波81的频率为10kHz时，可以使所产生的电磁声的频率为在人类可听范围外的40kHz，使得可以降低电压转换器10的噪声。
在操作中，S1(31)和S2(32)的每一个的开关操作的次数与参考图6的(a)至(j)所述的操作类似，使得可以降低电压转换器10的噪声，而不增加S1(31)和S2(32)的每一个的开关操作的次数。因此，例如，即使当S1(31)和S2(32)的温度升高，并且难以增加S1(31)和S2(32)的每一个的开关操作的数量，因此，可以有效地降噪。
如上所述，在使用通过使用两个脉宽调制控制信号(PWM1,PWM2)，对两个电池(B1(20)，B2(23))执行电压转换控制的电压转换器10的电源系统100中，通过控制PWM1和PWM2的相位，实施例的每一个能有效地降噪。

Claims (6)

1.一种电源系统，其特征在于，包括：
第一电池；
第二电池；
电压转换器，所述电压转换器包括多个切换元件，所述切换元件被配置为在所述第一电池和所述第二电池的一者或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换所述第一电池和所述第二电池到所述输出电力线的连接；以及
控制器，所述控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开所述多个切换元件，其中
所述输出电力线包括第一电力线和电位低于所述第一电力线的第二电力线，
所述多个切换元件包括按从所述第一电力线向所述第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件，
所述第一电池与所述第三和第四切换元件并联连接，
所述第二电池与所述第二和第三切换元件并联连接，并且
所述控制器被配置为当作为第一高电平时段和第二高电平时段的总时段的总高电平时段短于占空比时段时，控制脉宽调制控制信号的相位，使得所述第一高电平时段和所述第二高电平时段相互不重叠，所述第一高电平时段是用于控制在所述第一电池和所述输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号的高电平时段，所述第二高电平时段是用于控制在所述第二电池和所述输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号的高电平时段，所述占空比时段是所述脉宽调制控制信号的低电平时段和所述脉宽调制控制信号的高电平时段的对应一个的总时段。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于
所述控制器被配置为当所述脉宽调制控制信号的所述高电平时段的每一个低于所述占空比时段的50％时，控制所述脉宽调制控制信号的相位，使得每所述占空比时段的半时段，所述高电平时段交替出现一次。
3.一种电源系统，其特征在于，包括：
第一电池；
第二电池；
电压转换器，所述电压转换器包括多个切换元件，所述切换元件被配置为在所述第一电池和所述第二电池的一者或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换所述第一电池和所述第二电池到所述输出电力线的连接；以及
控制器，所述控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开所述多个切换元件，其中
所述输出电力线包括第一电力线和电位低于所述第一电力线的第二电力线，
所述多个切换元件包括按从所述第一电力线向所述第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件，
所述第一电池与所述第三和第四切换元件并联连接，
所述第二电池与所述第二和第三切换元件并联连接，并且
所述控制器被配置为当作为第一高电平时段和第二高电平时段的总时段的总高电平时段短于占空比时段时，通过混合第一控制和第二控制，执行相位控制，所述第一高电平时段是用于控制在所述第一电池和所述输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号的高电平时段，所述第二高电平时段是用于控制在所述第二电池和所述输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号的高电平时段，所述占空比时段是脉宽调制控制信号的低电平时段的每一个和所述脉宽调制控制信号的高电平时段的对应一个的总时段，所述第一控制是控制所述脉宽调制控制信号的相位，使得所述第一脉宽调制控制信号的所述第一高电平时段和所述第二脉宽调制控制信号的所述第二高电平时段相互重叠的控制，所述第二控制是控制所述脉宽调制控制信号的相位，使得所述第一脉宽调制控制信号的所述第一高电平时段和所述第二脉宽调制控制信号的所述第二高电平时段相互不重叠的控制。
4.一种电源系统，其特征在于，包括：
第一电池；
第二电池；
电压转换器，所述电压转换器包括多个切换元件，所述切换元件被配置为在所述第一电池和所述第二电池的一者或两者与输出电力线之间双向转换电压，并且在串联连接和并联连接之间切换所述第一电池和所述第二电池到所述输出电力线的连接；以及
控制器，所述控制器被配置为根据脉宽调制控制，接通或断开所述多个切换元件，其中
所述输出电力线包括第一电力线和电位低于所述第一电力线的第二电力线，
所述多个切换元件包括按从所述第一电力线向所述第二电力线的顺序相互串联设置的第一、第二、第三和第四切换元件，
所述第一电池与所述第三和第四切换元件并联连接，
所述第二电池与所述第二和第三切换元件并联连接，并且
所述控制器被配置为在用于控制在所述第一电池和所述输出电力线之间建立的第一电压转换电路的第一电压转换的第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，将用于控制在所述第二电池和所述输出电力线之间建立的第二电压转换电路的第二电压转换的第二脉宽调制控制信号从低电平改变为高电平，并且然后返回到低电平。
5.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于
所述控制器被配置为基于第一三角波和第一阈值，生成所述第一脉宽调制控制信号，基于第二三角波和第二阈值，生成所述第二脉宽调制控制信号，并且在所述第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，提高所述第二三角波的频率以超过所述第一三角波的频率。
6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于
所述控制器被配置为在所述第一脉宽调制控制信号处于低电平的时段期间，提高所述第二三角波的频率以超过所述第一三角波的频率，使得所述第二三角波的值超出所述第二阈值的时段和所述第二三角波的值不超出所述第二阈值的时段出现。
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