CN111316551A - 电动车用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动车用电源装置的谐振型逆变器具有第一谐振电容器以及切断流过谐振电路的电流的开关元件,并且从直流电力生成第一交流电力。变压器被包含在所述谐振电路的一部分中,第一绕组被供给由所述谐振型逆变器生成的第一交流电力,从第二绕组向负载供给将所述第一交流电力转换之后的第二交流电力。控制部以使至少在所述第一绕组或者所述第二绕组中所述开关元件被切换时流过的电流小于等于规定值的方式,使所述谐振电路的谐振频率和所述开关元件的切换频率之差处在规定的范围内,从而使所述谐振型逆变器软切换。

Description

电动车用电源装置
技术领域
本发明的实施方式涉及电动车用电源装置。
本申请基于2017年11月1日提交的日本专利申请2017-212151号要求优先权,该日本专利申请的内容被引用于本申请中。
背景技术
存在一种具备谐振型逆变器的电动车用电源装置。谐振型逆变器的谐振电路的谐振频率的值主要依赖于电容器的容量和变压器等的电感来确定。在使切断流过谐振型逆变器的谐振电路的电流的半导体开关元件软切换的情况下,实际的谐振电路的谐振频率被设定为,比周期性地切断半导体开关元件的频率(切换频率)高。当实际的谐振电路的谐振频率比切换频率低时,半导体开关元件在超过规定值的电流流过的状态下切断电流,因此在电流流过的期间通过切换动作状态的硬切换来进行动作。当从电动车用电源装置向负载供给的电量中存在变动时,谐振频率的值变动,因此存在电动车用电源装置中的电力损耗意外地增大的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-139264号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动车用电源装置,其能够抑制由于向负载供给的电量的变动产生的电力损耗的增大。
用于解决技术问题的技术手段
实施方式的电动车用电源装置具有谐振型逆变器、变压器、影响抑制部以及控制部。谐振型逆变器具有谐振电路中包含的第一谐振电容器、以及切断流过所述谐振电路的电流的开关元件,谐振型逆变器从电源被供给直流电力,并且通过所述谐振电路的谐振和所述开关元件的周期性的切换从所述直流电力生成第一交流电力。变压器至少具备彼此电绝缘并磁耦合的第一绕组和第二绕组,变压器被包含在所述谐振电路的一部分中,所述第一绕组被供应由所述谐振型逆变器3生成的第一交流电力,所述变压器从所述第二绕组向负载供给将所述第一交流电力转换之后的第二交流电力。控制部以使至少在所述第一绕组或者所述第二绕组中所述开关元件被切换时流过的电流小于等于规定值的方式,使所述谐振电路的谐振频率与所述开关元件的切换频率之差处在规定的范围内从而使所述谐振型逆变器软切换。
附图说明
图1A是示出第一实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。
图1B是示出第一实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
图1C是用于说明第一实施方式的切换频率的调整处理的图。
图1D是用于说明第一实施方式的切换频率的调整处理的图。
图2是示出第二实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。
图3A是示出第三实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。
图3B是示出第三实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
图3C是用于说明第三实施方式的切换频率的调整处理的图。
图4A是示出第四实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。
图4B是第四实施方式的变形例的电容器的结构图。
图5A是示出第五实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。
图5B是第五实施方式的变形例的电阻的结构图。
图6A是示出第六实施方式的电抗器的图。
图6B是示出第六实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,对实施方式的电动车用电源装置进行说明。此外,在以下的说明中,对具有相同或者类似的功能的结构赋予相同的附图标记。而且,有时候省略这些结构的重复的说明。
实施方式所示的电动车用电源装置1是电动车用电源装置的一例。本申请中所述的“软切换”是指,在用于电力的转换的开关元件中,在切换时在流过开关元件的电流小于等于预先确定的微小值(规定值)的状态下转换(切换)导通状态和切断状态的开关元件的驱动方法。如果是“软切换”,例如,切换时流过开关元件的电流约为0A(安培)。通过软切换驱动开关元件,由此能够抑制开关元件中的损耗的产生。相对于此,将在切换时在流过开关元件的电流超过规定值的状态下进行切换的开关元件的驱动方法称为“硬切换”。本申请中所述的“连接”包括电连接。
(第一实施方式)
图1A是示出第一实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。电动车用电源装置1被串联连接到从架线(馈电线)F(未图示)供给电力的集电装置CC、与通过线路R(未图示)接地的车轮W(未图示)之间的电流路径。在图1A中用接地极的符号表示线路R和成为与车轮W侧的电位大致相同电位的极。
电动车用电源装置1例如具备电力转换电路2、谐振型逆变器3、变压器4、整流器5(整流电路)、控制部6以及电流检测器7(第一电流检测器)。
附图标记Z表示负载。
电力转换电路2被连接在集电装置CC的后级,并且将由集电装置CC接收到的电力转换为规定的电压的直流电力。将直流作为输入的谐振型逆变器3连接在电力转换电路2的后级。例如,电力转换电路2可以作为交直流电力转换器将从集电装置CC接收到的交流电力转换为直流电力,或者也可以作为直流电压转换器将从集电装置CC接收到的第一直流电力转换为第二直流电力。在以下的说明中,以集电装置CC接收第一直流电力的情况为例进行说明。
谐振型逆变器3将作为电力转换电路2的输出的第二直流电力转换为第一交流电力并输出。例如,第一交流电力的频率与将在后面进行说明的开关元件32a和开关元件32b的切换频率一致。构成变压器4的组的一次侧端子连接到构成谐振型逆变器3的组的输出端子。
变压器4至少具备彼此电绝缘并磁耦合的一次绕组41(第一绕组)和二次绕组42(第二绕组)。变压器4被包含在谐振电路中,与一次绕组41连接的一次侧端子被供给由谐振型逆变器3生成的第一交流电力。变压器4按照一次绕组41与二次绕组42的匝数比对从谐振型逆变器3输出的第一交流电压进行转换,并且从连接到二次绕组42的二次侧端子供给转换后的第二交流电力。整流器5连接到构成变压器4的组的二次侧端子。
整流器5对变压器4输出的第二交流电力进行全波整流。例如,整流器5具备构成上臂的二极管51a、52a以及构成下臂的二极管51b、52b,二极管51a和二极管51b串联连接,二极管52a和二极管52b分别串联连接。负载Z连接到整流器5的后级,整流器5整流之后的电力被供应给负载Z。此外,也可以连接从整流器5的输出中去除高频成分(噪声)并输出至负载Z的滤波器(未图示)。进一步,在负载是交流负载的情况下,也可以在整流器5的输出部与负载的输入部之间连接电力转换电路(未图示)。
控制部6例如具备存储部61、CPU(central processing unit:中央处理器)62、驱动部63以及电流值获取部64。存储部61、CPU62、驱动部63以及电流值获取部64经由BUS来连接。存储部61包括半导体存储器。CPU62包括按照软件程序来执行期望的处理的处理器。驱动部63按照CPU62的控制来生成谐振型逆变器3的控制信号。电流值获取部64获取电流检测器7的检测结果。例如,控制部6的CPU62基于由电流值获取部64获取的电流检测器7的检测结果,通过驱动部63来控制谐振型逆变器3。以下,有时候将CPU62、驱动部63以及电流值获取部64执行的处理汇总,简单地作为控制部6的处理进行说明。在这种情况下,取代上述内容,例如,以控制部6基于电流检测器7的检测结果控制谐振型逆变器3来进行说明。控制部6除了上述之外,还控制该电动车用电源装置1整体。
在此,对实施方式的谐振型逆变器3的一例进行说明。谐振型逆变器3例如具备电容器31a、31b、开关元件32a、32b、谐振电抗器33、控制频率调整部35以及驱动电路36。
电容器31a、31b彼此串联连接,形成滤波电容器。串联连接的电容器31a、31b的组的第一端连接到电力转换电路2的输出端子的第一极,第二端连接到电力转换电路2的输出端子的第二极。例如,电容器31a、31b可以是容量相同并且特性一致的电容器。
开关元件32a与开关元件32b彼此串联连接。开关元件32a连接到电力转换电路2的输出端子的第一极,并且形成所谓的上臂。开关元件32b连接到电力转换电路2的输出端子的第二极,并且形成所谓的下臂。例如,开关元件32a和开关元件32b为能够应用于自激励型控制的、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)、IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor:注入增强栅晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等。例如,开关元件32a和开关元件32b在由控制频率调整部35生成的时刻对导通状态和切断状态进行切换。
控制频率调整部35接收来自控制部6的驱动部63的控制信号,调整向驱动电路36供给的控制脉冲的频率,并向驱动电路36供给频率被调整后的控制脉冲。例如,控制频率调整部35具备未图示的发送器以及能够变更分频比的分频器。控制频率调整部35通过来自控制部6的控制来调整分频比,生成预先确定的频率的控制脉冲。该频率成为从预先确定的多个频率的候补中选择出的频率。控制频率调整部35将上述的频率设为控制开关元件32a和开关元件32b的切换频率。
驱动电路36向开关元件32a和开关元件32b供给与从控制频率调整部35供给的控制脉冲相对应的栅极信号。开关元件32a和开关元件32b基于从驱动电路36供给的栅极信号来切换导通状态和切断状态。
如上述那样,控制频率调整部35能够通过对切换频率进行切换,来调整谐振电路的谐振频率与开关元件32a和开关元件32b的切换频率之差。在以下的说明中,控制频率调整部35能够选择频率较低的频率fL、以及比频率fL高的频率fH作为切换频率。控制频率调整部35是影响抑制部的一例。
谐振电抗器33连接在开关元件32a和开关元件32b的连接点、与变压器4的一次侧端子的第一端之间。变压器4的一次侧端子的第二端被连接到电容器31a、31b的连接点(中点)。此外,在变压器4的电感足以满足所需的电感的情况下,也可以省略谐振电抗器33。
控制部6通过电流检测器7来检测流过变压器4的电流。图1A所示的电流检测器7检测流过变压器4的一次绕组的电流。例如,当来自变压器4的电力的供给(输出)停止时,存在该电力的供给停止的影响对变压器4的一次侧产生影响的情况。控制部6根据流过变压器4的一次绕组的电流的检测电流值来控制开关元件32a、32b的栅极电压,从而抑制该影响。
例如,实施方式的控制部6基于流过变压器4的一次绕组的电流的检测电流值,调整谐振型逆变器3的切换频率。对于其详细将在后面进行说明。
此外,图1A所示的谐振型逆变器3是半桥型的电压型逆变器的一例。此外,谐振型逆变器3不限于图1A中记载的装置,例如,也可以是全桥型的电压型逆变器、电流型逆变器。
参照图1B至图1D,对实施方式的切换频率的调整处理进行说明。图1B是示出实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
电流检测器7检测变压器4的一次绕组的电流。控制部6的CPU62通过电流值获取部64获取由电流检测器7检测出的电流值并将其作为时间序列数据记录在存储部61中(步骤S11)。控制部6的CPU62判定获取的电流值是否超过阈值ITH(步骤S12)。例如,以谐振型逆变器3的额定电流值等为基准确定阈值ITH。阈值ITH的值设为谐振型逆变器3的额定电流以下且超过平常的负载电流的变动幅度的值。
在该电流值超过阈值ITH的情况下,控制部6将切换频率的值调整为比调整前的值低(步骤S13)。例如,控制部6向控制频率调整部35发送指定频率fL作为切换频率的控制信号,并调整控制频率调整部35生成的切换频率。该情况下的切换频率的值也可以是预先确定的值。另外,也可以设定切换频率的下限值,并在预先确定的步骤中逐渐地调整切换频率的值,直至达到下限值。由此,使附图所示的一系列的处理结束。
在该电流值小于等于阈值ITH的情况下,控制部6将切换频率的值调整为比调整前的值高(步骤S14)。例如,控制部6向控制频率调整部35发送指定频率fH作为切换频率的控制信号,调整控制频率调整部35生成的切换频率。该情况下的切换频率的值可以是在使开关元件32a、32b的切换成为软切换的频率范围内预先确定的值。另外,也可以预先设定使开关元件32a、32b的切换成为软切换的切换频率的上限值,控制部6在直至上述的上限值为止的范围内调整切换频率的值。另外,也可以是,控制部6以使切换频率的值接近上述的上限值的方式,在预先确定的步骤中逐渐地调整切换频率的值。使附图所示的一系列的处理结束。
图1C是用于说明实施方式的切换频率的调整处理的图。在图1C所示的时序图中示出了由电流检测器7检测出的电流值和切换频率的变化的一例。ITH是在电流值的判定中使用的阈值。例如,控制部6能够选择频率fH和频率fL中的某个作为切换频率(fs)。
附图所示的初始阶段处于由电流检测器7检测出的电流值比阈值ITH低的状态,并且开关元件32a、32b的切换成为软切换。在这种情况下,控制部6选择频率fH作为切换频率。此外,控制部6以规定的周期识别谐振型逆变器3的状态。附图所示的时刻t1和时刻t2是由上述的规定的周期规定的时刻。时刻t1至时刻t2为止的时间(规定的周期)与开关元件32a、32b的切换周期(基于频率fH和频率fL规定的周期)相比充分长。
假设到达时刻t1之前,由电流检测器7检测出的电流值变得比阈值ITH高。到达时刻t1时,控制部6识别出由电流检测器7检测出的电流值大于阈值ITH,并选择频率fL作为切换频率。例如,控制部6基于识别为谐振型逆变器3的切换时的电流值超过阈值ITH的结果,判定为开关元件32a、32b的切换为硬切换,自动地将谐振型逆变器3的切换频率的值设为频率fL。由此,开关元件32a、32b的切换从硬切换转移到软切换。控制部6直至作为下一检测时刻的时刻t2为止维持切换频率的值并继续频率fL
例如,假设到达时刻t2之前,由电流检测器7检测的电流值变得比阈值ITH小。当到达时刻t2时,控制部6识别出由电流检测器7检测出的电流值小于阈值ITH,并选择频率fH作为切换频率。
控制部6直至下一个检测时刻为止维持切换频率的值并继续频率fH
此外,在降低切换频率的值时由控制部6选择的频率可以是如上述那样预先确定的值,或者,也可以是以从当前的频率逐次降低规定量的方式预先确定频率的差分值并基于当前的频率与上述的差分值计算出的值。
图1D是用于说明实施方式的切换频率的调整处理的图。在图1D的(a)至(c)中绘制了条件互不相同的三个时序图。例如,在图1D的(a)的时序图中,示出了在控制部6选择频率fH作为切换频率的状态下开关元件32a、32b的切换达成软切换的状况的一例。在该情况下的控制周期为T1
在图1D的(a)的时序图的最上层与第二层中分别示出了开关元件32a、32b的栅极信号(32a、32b)。此外,省略该图中的栅极信号之间的保护时间的标记。开关元件32a、32b在栅极信号的信号电平为H电平时处于导通状态,在栅极信号的信号电平为L电平时处于切断状态。在图1D的(a)的时序图的第三层至第五层中,示出了将流过开关元件32a、32b的电流的波形(I32a、I32b)和流过谐振电抗器33的电流的波形(I33)模式化得到的波形。电容器31a、31b被相等地充电,各自的端子电压变得大致相等。此外,流过谐振电抗器33的电流的波形(I33)与流过变压器4的一次绕组的电流(I33)等价。流过谐振电抗器33的电流的波形(I33)是负载电流的波形的一例。
从时刻t10至时刻t12为止,以使开关元件32a为导通状态,开关元件32b为切断状态的方式,通过控制部6来控制它们各自。该期间中的电流I32a在开关元件32a成为导通状态直至谐振电路的谐振周期的一半为止的期间流过,但是超过该期间时开关元件32a被反向偏置从而电流的流通停止(时刻t11)。时刻t11至时刻t12为止是电流不流通的期间。从时刻t10至时刻t12为止,开关元件32b为切断状态,因此第五层所示的电流I33的波形成为与电流I32a的波形相同的形状。
从时刻t12至时刻t14为止,以使开关元件32b成为导通状态,开关元件32a成为切断状态的方式,通过控制部6来控制它们各自。时刻t12至时刻t14为止的各信号的波形与时刻t10至时刻t12为止的电流波形相比极性不同,但是与上述的时刻t10至时刻t12为止的各信号的波形同样地被生成。此外,电流I32b被电流检测器7检测为具有负极性的信号。
如上述那样,在开关元件32a成为切断状态的时刻t11、与开关元件32b成为切断状态的时刻t13的时间点,电流I32a和电流I32b大致为0。在时刻t14至时刻t15为止的期间中,被控制成导通状态的开关元件32a流通电流I32a。时刻t16以后也同样地重复。该图1D的(a)中示出的波形是开关元件32a、32b的切换达成软切换的情况下的波形。
在图1D的(b)的时序图中示出了与控制部6选择频率fL作为切换频率的状态相关的一例。该情况下,也与上述图1D的(a)的情况同样地,示出了开关元件32a、32b的切换达成软切换的状况的一例。时刻t20、t21、t22、t23、t24以及t25表示按照记载的顺序经过的时刻,与上述的时刻t10、t11、t12、t13、t14以及t15分别相对应。图1D的(b)所示的情况的控制周期成为比T1长的T2。如果谐振电路的谐振条件与上述图1D的(a)的情况相同,则电流流通的期间的长度成为与图1D的(a)的情况相同的长度,电流不流通的期间的长度比图1D的(a)的情况长。
相对于此,在图1D的(c)的时序图中,谐振电路的谐振条件与上述图1D的(a)的情况不同,其示出了电流流通的期间比图1D的(a)的情况长的状况的一例。在该图1D的(c)的情况下,也与上述图1D的(a)的情况同样地,示例控制部6选择频率fH作为切换频率的状态。但是,图示的波形示出了开关元件32a、32b的切换未达成软切换的状况的一例。时刻t30、t32、t34以及t36表示按照记载的顺序经过的时刻,分别与上述时的时刻t10、t12、t14以及t16相对应。时刻t31、t33以及t35表示比时刻t32、t34以及时刻t36靠后的时刻。图1D的(c)所示的情况的控制周期成为与T1相同的T3
与上述图1D的(a)的情况同样地,从时刻t30至时刻t32为止,以使开关元件32a成为导通状态,开关元件32b成为切断状态的方式,通过控制部6控制它们各自。在图1D的(c)的电流I32a的波形中着眼于时刻t32的时间点。在该事例的情况下,即使在时刻t32开关元件32a转移到切断状态,从时刻t32至时刻t31为止,通过谐振电路的作用,与电流I32a相同方向的电流也流过谐振电抗33。通过该电动势,谐振电抗33的开关元件32a、32b侧的电位升高。
另一方面,从时刻t32至时刻t34为止,开关元件32b成为导通状态,但是,由于上述的电动势,存在开关元件32b中流过过大的电流的情况。例如,存在时刻t32至时刻t31为止的电流变得比没有电动势的状态下原本由谐振电路产生的波形的电流值多的情况。以后也发生同样的情形,因此电流I33与达成软切换的情况相比,瞬时值(绝对值)、有效值、平均值均变大。此外,根据条件,存在峰值也与达成软切换的情况相比变大的情况。
上述的波形是示出了一例的波形,但是在谐振电路处于图1D的(c)所示的状态的情况下,控制部6通过如图1D中的(b)所示那样将控制周期延长至T2,能够设为达成软切换的状态。
根据实施方式,在从电动车用电源装置1流向负载Z的负载电流的值变动的范围内,如果不采取抑制由所述负载电流的值的变动产生的影响的期望的措施,则包含与电力的转换损耗无意地增大相关联的规定范围。另外,当在电动车用电源装置1中使用的电容器、谐振电抗器、变压器的特性的个体差异超过期望范围时,还存在实际的谐振频率的值偏离设计值,谐振型逆变器3中的转换损耗增大的情况。实施方式的电动车用电源装置1的控制部6以使谐振型逆变器3的开关元件32a、32b被切换时流过开关元件32a、32b的电流小于等于规定值的方式,使谐振电路的谐振频率与切换频率之差出在规定范围内,从而使谐振型逆变器3的开关元件32a、32b软切换。由此,通过以使开关元件32a、32b进行切换的方式调整切换频率,来维持使开关元件32a、32b的切换进行软切换的状态。由此,谐振型逆变器3能够减少开关元件32a、32b的切换损耗。假设谐振型逆变器3的谐振频率的值偏离设计值,上述的谐振频率的值和使开关元件32a、32b进行切换的切换频率的值不再满足构成谐振型逆变器的条件时,开关元件32a、32b成为硬切换。在这样的条件下应用谐振型逆变器3,从而能够以与上述同样的方法引导成使开关元件32a、32b软切换的状态,能够减少开关元件32a、32b的切换损耗。
另外,控制部6通过使切换频率的值最优化,能够实现谐振型逆变器3的冷却系统的简化,能够实现其小型化、轻量化。也可以由控制频率调整部35实施上述的控制部6的切换频率的值的最优化处理。此外,可以在开关元件32a、32b不发生硬切换的电流值的范围内预先确定用于判定流过上述的变压器4的电流值的阈值。
这样,控制部6具有谐振型逆变器3的切换频率的值的可变功能,由此,在谐振型逆变器3的谐振频率的值和使开关元件32a、32b进行切换的切换频率的值不协调而开关元件32a、32b的切换成为硬切换的情况下,也能够通过改变开关元件32a、32b的切换频率的值,来使开关元件32a、32b的切换转移到软切换。
此外,实施方式的负载Z也可以具备与负载Z并联电连接的蓄电部。在这种情况下,当由于充电使得蓄电部的电位比整流器5输出的电位高时,从整流器5向负载Z的电力供给停止。这样,除了通过机械的开关等来断开负载Z的情况之外,还存在从整流器5向负载Z的电力供给停止的情况。根据本实施方式,在如上述那样的负载Z在结构中包括蓄电部的情况下,也能够抑制电力的供给停止的影响。
(第一实施方式的第一变形例)
第一实施方式的谐振型逆变器3将谐振型逆变器的切换频率固定地或者半固定地调整到预先确定的切换频率。取而代之,在第一变形例中,说明对谐振型逆变器的切换频率进行调整以使其最优化的事例。
在谐振型逆变器的情况下,通过将电流波形设为更接近正弦波的波形,能够进一步提高效率。因此,控制部6搜寻使开关元件32a、32b的切换成为软切换的谐振频率的上限值,使流过变压器4的一次侧的电流的波形为更接近正弦波的波形并将其输出。
例如,电动车用电源装置1具备检测流过变压器4的一次绕组41的电流的电流检测器7。控制部6基于由电流检测器7检测出的电流值,从使换元件32a、32b周期性地切换的控制所允许的切换频率的范围内,检索使谐振型逆变器3的切换成为软切换的切换频率。进一步,控制部6选择更高的切换频率。
根据上述的第一变形例,除了实现与第一实施方式同样的效果之外,通过由控制部6探索比使谐振型逆变器的开关元件32a、32b的切换成为软切换的频率高的切换频率,能够使切换频率最优化,能够使输出电压的波形接近正弦波。例如,对与谐振电路的谐振频率相对应的半周期累加用于防止硬切换的死区时间得到的期间与切换频率的半周期一致的情况,为能够实现的最高的切换频率。
(第一实施方式的第二变形例)
实施方式的谐振型逆变器3是半桥型的电压型逆变器的一例。谐振型逆变器3不限于图1A中记载的逆变器,取而代之,例如,也可以是全桥型的电压型逆变器、电流型逆变器。此外,在电流型逆变器的情况下,取代如上述那样测定电流,控制部6测定电压,并且能够基于该电压同样地进行控制。
(第二实施方式)
参照附图,对第二实施方式详细地说明。图2是示出第二实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。本实施方式与上述的图1A所示的第一实施方式的不同之处在于,变压器4的输出系统存在多个系统。以下,以此为中心详细地说明。
例如,电动车用电源装置1A具备电力转换电路2、谐振型逆变器3、变压器4A、整流器5-1(整流电路)、整流器5-2(整流电路)、控制部6A、电流检测器7、电流检测器8-1(第二电流检测器)以及电流检测器8-2(第三电流检测器)。
变压器4A至少具备彼此电绝缘并磁耦合的一次绕组41、二次绕组42(第二绕组)以及三次绕组43(第三绕组)。变压器4A按照一次绕组41以及二次绕组42的匝数比对从谐振型逆变器3输出的交流电压进行转换,并从与二次绕组42连接的二次侧端子供给转换后的第二交流电力。整流器5-1连接到变压器4A的二次侧端子。
变压器4A按照一次绕组41与三次绕组43之匝数比对从谐振型逆变器3输出的交流电压进行转换,并从与三次绕组43连接的三次侧端子供给转换后的第三交流电力。整流器5-2连接到变压器4A的三次侧端子。
整流器5-1和整流器5-2与上述的整流器5同样地进行变压器4A输出的交流电力的全波整流。
在图2所示的整流器5-1的后级设置有电流检测器8-1和负载Z-1。第二交流电力(输出1)被供给到负载Z-1。电流检测器8-1检测从整流器5-1流向负载Z-1的负载电流(第二负载电流)。同样地,在整流器5-2的后级设置有电流检测器8-2和负载Z-2。第三交流电力(输出2)被供给到负载Z-2。电流检测器8-2检测从整流器5-2流向负载Z-2的负载电流(第三负载电流)。
此外,也可以在整流器5-1的后级连接有从整流器5-1的输出中去除高频成分(噪声)并输出至负载Z-1的滤波器(未图示)等。另外,也可以在整流器5-2的后级连接有从整流器5-2的输出中去除高频成分(噪声)并输出至负载Z-2的滤波器(未图示)等。
控制部6A相当于上述的控制部6。控制部6A具备电流值获取部64A,以取代上述的控制部6的电流值获取部64。电流值获取部64A相当于上述的电流值获取部64。电流值获取部64A分别获取电流检测器7、电流检测器8-1以及电流检测器8-2的检测结果。例如,控制部6的CPU62基于由电流值获取部64获取的电流检测器7、电流检测器8-1以及电流检测器8-2的检测结果,通过驱动部63来控制谐振型逆变器3。例如,控制部6A基于电流检测器7、电流检测器8-1以及电流检测器8-2的检测结果,来计算负载电流。控制部6A至少在负载电流超过规定值的情况下,使切换频率较低。
参照上述的图1B,对实施方式的切换频率的调整处理进行说明。
在实施方式的情况下,具备电流检测器7、8-1、8-2三个电流检测器。电流检测器7、8-1、8-2在各自的位置检测流过变压器4A的绕组的电流。控制部6A获取由上述的三个电流检测器检测出的电流值并作为时间序列数据记录在存储部61中(步骤S11)。
控制部6A例如判定获取的电流值中的任意的电流值是否超过阈值(步骤S12)。
在电流值超过阈值的情况下,控制部6A以使切换频率较低的方式进行调整(步骤S13),并使附图所示的一系列的处理结束。
在全部的电流值分别小于等于阈值的情况下,控制部6A以使切换频率较高的方式进行调整(步骤S14),并使附图所示的一系列的处理结束。
通过反复进行上述的处理,控制部6A在变压器4A具有多个二次侧的系统的情况下,也能够应用实施方式的方法。不仅是图2所示的二次绕组和三次绕组的情况,在具备四次绕组等更多的绕组的情况下也能够应用。此外,电流值的调整也可以应用第一实施方式的方法。
如实施方式那样,当在变压器4A中多个二次侧系统上分别连接有负载Z-1、Z-2时,例如,存在由于在任意的系统的负载Z-1、Z-2的电力消耗中产生变动导致电力的供给停止的情况。在对变压器4A的合成电感进行一次侧换算的基础上,如果存在上述那样电力的供给停止的系统,则该系统的绕组所具有的电感表观上无效。其结果是,与该系统的输出为有效状态相比,基于变压器4A的一次侧换算得到的合成电感变大。此时,由于谐振电路的谐振频率变低,因此谐振型逆变器3有可能从软切换转移到硬切换。例如,通过上述的处理,控制部6A使用各系统中具备的电流检测器8-1、8-2,对任意的系统的电流小于固定值的情况进行判断,使谐振型逆变器的切换频率变化,从而能够防止硬切换。
根据实施方式,实现与第一实施方式同样的效果,除此之外,电动车用电源装置1A的控制部6A在由各电流检测器检测出的负载电流中的任意者在切换时小于等于规定值的情况下,以使谐振电路的谐振频率与切换频率之差处在规定的范围内的方式,调整谐振电路的谐振频率和切换频率中的至少一个。由此,电动车用电源装置1A在任意的系统的输出停止并且谐振型逆变器的谐振频率与切换频率不协调而成为硬切换的情况下,也与第一实施方式同样地,能够通过调整切换频率来维持软切换并防止切换损耗的增大。
控制部6A通过调整谐振电路的谐振频率的值和切换频率的值中的至少一个,来使基于开关元件32a、32b的切换而流通的上述的第二负载电流和第三负载电流的值小于等于规定值,从而能够维持开关元件32a、32b的软切换。
(第三实施方式)
参照附图,对第三实施方式详细地说明。图3A是表示第三实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。本实施方式与上述的图2所示的第二实施方式的不同之处在于电容器的结构。以下,以此为中心详细地说明。
电动车用电源装置1B例如具备电力转换电路2、谐振型逆变器3B、变压器4A、整流器5-1、整流器5-2、控制部6B、电流检测器7、电流检测器8-1以及电流检测器8-2。
谐振型逆变器3B例如具备电容器31a、31b、31c、31d、开关元件32a、32b、谐振电抗器33以及接触器34a、34b(第一接触器)。
电容器31a、31b(第一谐振电容器)彼此串联连接。串联连接的电容器31a、31b的组的第一端连接到电力转换电路2的输出端子的第一极,电容器31a、31b的组的第二端连接到电力转换电路2的输出端子的第二极。
电容器31c、31d(第二谐振电容器)彼此串联连接。串联连接的电容器31c、31b的组的第一端连接到电力转换电路2的输出端子的第一极,电容器31c、31b的组的第二端连接到电力转换电路2的输出端子的第二极。电容器31c、31d的连接点(中点)连接到电容器31a、31b的连接点(中点)和变压器4A的一次侧端子的第二端。电容器31c、31d的组与电容器31a、31b的组组合,形成滤波电容器。在以下的说明中,有时将电容器31a、31b、31c、31d统一称为电容器31。
进一步,在串联连接的电容器31c、31d的组中设置有与电容器31c建立对应关系的接触器34a、以及与电容器31d建立对应关系的接触器34b。接触器34a与电容器31c串联连接,配置在电力转换电路2的输出端子的第一极与中点之间。接触器34b与电容器31d串联连接,配置在电力转换电路2的输出端子的第二极与中点之间。接触器34a、34b只要是半导体的开关元件等能够使电路断开和闭合的装置即可。
当接触器34a、34b闭合时,电容器31c、31d与电容器31a、31b并联电连接,电容器31的容量与仅是电容器31a、31b的组的情况相比增加。通过分别将电容器31c并联连接到电容器31a,将电容器31d并联连接到电容器31b,能够使谐振频率的值降低与电容器31的容量增加的量相应的量。例如,通过使电容器31c、31d的容量相对于电容器31a、31b的容量减少,能够将电容器31c、31d用于谐振频率的微调整。或者,也可以使各电容器31的容量相同。
控制部6B相当于上述的控制部6、6A。控制部6B例如具备存储部61、CPU62、驱动部63、电流值获取部64A以及开关驱动部65。存储部61、CPU62、驱动部63、电流值获取部64A以及开关驱动部65通过BUS连接。开关驱动部65向接触器34a、34b发送控制信号,切换接触器34a、34b的接点的开放状态和闭合状态。例如,以下有时候将CPU62、驱动部63、电流值获取部64以及开关驱动部65执行的处理汇总,简单地作为控制部6B的处理进行说明。控制部6B至少在负载电流超过规定值的情况下,使接触器34a、34b开放,从而解除电容器31c、31d的并联连接。
参照图3B,对实施方式的切换频率的调整处理进行说明。图3B是示出实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
控制部6B获取由电流检测器7检测出的电流值并作为时间序列数据记录在存储部61中(步骤S31)。控制部6B判断获取的电流值是否超过阈值(步骤S32)。
在该电流值超过阈值的情况下,控制部6B使接触器34a、34b(开关)开放(步骤S33),使附图所示的一系列的处理结束。
在该电流值小于等于阈值的情况下,控制部6B使接触器34a、34b(开关)闭合(步骤S34),并且使附图所示的一系列的处理结束。
例如,通过反复进行上述的处理,控制部6B改变谐振型逆变器的谐振频率,由此能够防止硬切换。
如上述那样,在谐振型逆变器3B的切换时的电流值超过一定值的情况下,控制部6B判断为是硬切换,自动地降低谐振型逆变器的切换频率。由此,从硬切换转移到软切换。
此外,在本实施方式的情况下,也能够进行如下述那样的控制。在本实施方式的情况下,也与第二实施方式同样地,谐振型逆变器3B有可能从软切换转移到硬切换。
图3C是用于说明实施方式的切换频率的调整处理的图。在图3C所示的时序图中示出了由电流检测器7检测出的电流值、切断器的状态以及谐振电路的谐振频率的变化的一例。
附图所示的初始阶段处于由电流检测器7检测出的电流值比阈值ITH低的状态,并且开关元件32a、32b的切换为软切换。在这种情况下,控制部6B选择频率f1作为谐振频率。此外,控制部6以规定的周期识别谐振型逆变器3的状态。附图所示的时刻t1和时刻t2是由上述的规定的周期规定的时刻。时刻t1至时刻t2为止的时间(规定的周期)与开关元件32a、32b的切换周期(基于谐振频率f1和谐振频率f2规定的周期)相比充分长。谐振频率f1与谐振频率f2相比,频率低。
假设到达时刻t1之前,由电流检测器7检测出的电流值转移到比阈值ITH高的状态。到达时刻t1时,控制部6识别出由电流检测器7检测出的电流值转移到比阈值ITH高的状态。控制部6选择谐振频率f2作为切换频率。例如,控制部6B使用各系统中具备的电流检测器7、8-1、8-2,对任意的系统的电流值超过阈值ITH进行识别。在该电流值分别超过预先确定的该阈值ITH的情况下,控制部6B判定为开关元件32a、32b的切换为硬切换,并基于该判定的结果将接触器34a、34b控制为开放状态。控制部6B通过自动地将谐振型逆变器3的切换频率的值设为频率f1,能够提高谐振型逆变器的谐振电路的谐振频率,能够防止硬切换状态继续(时刻t2)。时刻t2以后的处理参照上述的说明。
根据实施方式,包括解除谐振型逆变器3的电容器31c、31d(第二并联谐振电容器)相对于电容器31a、31b(第一并联谐振电容器)的并联连接的接触器34a、34b。控制部6B在负载电流超过规定值的情况下,控制接触器34a、34b。由此,除实现与第一实施方式同样的效果之外,即使在变压器4A的二次侧的系统的任意的系统的电力供给停止并且谐振型逆变器3B的谐振频率与切换频率的协调性被破坏而成为硬切换的条件下,也能够通过使电容器31的容量变化来调整谐振电路的谐振频率。由此,能够维持软切换,能够防止切换损耗的增大。
此外,接触器34a、34b的配置不限于上述的事例。例如,也可以在谐振型逆变器3的电容器31a、31b与电容器31c、31d中的一者或者两者中设置解除各自的并联连接的接触器34a、34b等。但是,在两者都设置接触器的情况下,控制部6B以使电容器31a、31b的组和电容器31c、31d的组中的至少任意组连接到变压器4A的一次侧的方式进行控制。由此,例如,能够通过使电容器31a、31b的组的容量和电容器31c、31d的组的容量为不同的值,来使谐振频率的切换级数至少为3级。
(第四实施方式)
参照附图,对第四实施方式详细地说明。图4A是示出第四实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。本实施方式与图2所示的第二实施方式的不同之处在于,在变压器4A的输出侧具备电容器。以下,对此详细地说明。
电动车用电源装置1C例如具备电力转换电路2、谐振型逆变器3、变压器4A、整流器5-1、整流器5-2、控制部6C、电流检测器7、电容器9-1(并联电容器)以及电容器9-2(并联电容器)。
电容器9-1与变压器4A的二次绕组42并联连接。电容器9-1成为变压器4的二次绕组42的并联电路。电容器9-2与变压器4A的三次绕组43并联连接。电容器9-2成为变压器4的三次绕组42的并联电路。
如上所述,相对于第二实施方式,电动车用电源装置1C在变压器4A的输出侧附加设置有电容器9-1、9-2。电容器9-1、9-2为影响抑制部的一例。
控制部6C相当于上述的控制部6。控制部6C例如具备存储部61、CPU62、驱动部63、电流值获取部64以及开关驱动部66。存储部61、CPU62、驱动部63、电流值获取部64以及开关驱动部66通过BUS连接。例如,以下有时候将CPU62、驱动部63、电流值获取部64以及开关驱动部66执行的处理汇总,简单地作为控制部6B的处理进行说明。对于开关驱动部66,将在后面进行说明。此外,实施方式的控制部6C不是必须具备用于调整谐振型逆变器3的切换频率的功能。
如上述那样,通过在变压器4A的输出侧设置电容器9-1、9-2,在变压器4A的多个二次侧系统中的任意的系统的电力供给停止的情况下,使该系统中设置的电容器9-1、9-2中流过交流电流,由此使变压器4A的绕组所具有的电感有效,因此谐振型逆变器3的谐振频率不发生变化。
根据实施方式,负载Z-1经由整流器5-1连接到变压器4A的二次绕组42,负载Z-2经由整流器5-2连接到三次绕组43。电动车用电源装置1C进一步具备:电容器9-1,电容器9-1是与变压器4A的二次绕组42并联连接的并联电路;以及电容器9-2,电容器9-2是与三次绕组43并联连接的并联电路。由此,即使发生向任意的系统的负载的电力供给停止的情况,通过在设置于该系统中的电容器9-1、9-2中流过交流电流,也能够维持软切换,能够防止由于变压器4A的各系统的负载消耗的电力发生变动产生的切换损耗的增大。另外,通过上述的结构,能够不需要通过控制部6C对输出停止进行检测。
此外,电容器9-1、9-2仅设置在发生电力的供给停止的状态的系统中就足以满足要求。
(第四实施方式的变形例)
实施方式的电容器9-1、9-2被固定地连接到变压器4A的二次侧。相对于此,变形例的电容器9-1、9-2被适当地连接到变压器4A的二次侧。
图4B是第四实施方式的变形例的电容器的结构图。图4B所示的电容器9-1例如具备电容器本体9a以及与电容器本体9a串联连接的接触器9b。接触器9b例如只要是半导体的开关元件等能够使电路断开和闭合的装置即可。
变形例中的控制部6C的开关驱动部66向分别设置在电容器9-1、9-2中的接触器9b发送控制信号,切换接触器9b的接点的开放状态和闭合状态。例如,与上述的图3B同样地,控制部6C在由电流检测器7检测出的电流值超过预先确定的值(阈值ITH)的情况下,使接触器9b开放。控制部6C在由电流检测器7检测出的电流值小于等于预先确定的值(阈值ITH)的情况下,使接触器9b闭合。
这样,控制部6C以如下方式进行控制:基于由电流检测器7检测出的电流值,在该电流值超过阈值的情况下识别为发生了硬切换,降低谐振频率。
根据上述的变形例,除了实现与第四实施方式同样的效果之外,不需要预先将电容器9-1等始终连接到变压器4A,控制部6C在检测出发生了硬切换的情况下进行连接。此外,由于电容器9-1等成为变压器4A的负载,因此连接时发生由电容器9-1等产生的损耗。如果是变形例,则不需要预先将电容器9-1等始终连接到变压器4A,与预先始终连接的情况相比,能够减少转换损耗。控制部6C的开关驱动部66、电容器9-1、9-2是影响抑制部的一例。
(第五实施方式)
参照附图,对第五实施方式详细地说明。图5A是示出第五实施方式的电动车用电源装置的整体结构的图。本实施方式与第四实施方式的不同之处在于,取代第四实施方式的电容器9-1等而具备电阻器10-1等。以下,对此详细地说明。
电动车用电源装置1D例如具备电力转换电路2、谐振型逆变器3、变压器4A、整流器5-1、整流器5-2、控制部6D、电流检测器7、电阻器10-1(并联电阻)以及电阻器10-2(并联电阻)。
电阻器10-1、10-2是电气电阻器。
与第四实施方式相对比,第四实施方式的情况下在变压器4A的二次侧设置有电容器9-1、9-2,但是取而代之,本实施方式的电动车用电源装置1D设置有电阻器10-1、10-2。除此之外与第四实施方式相同。
此外,与第二实施方式相比,本实施方式的电动车用电源装置1D在变压器4A的输出侧附加设置有电阻器10-1、10-2。电阻器10-1、10-2是影响抑制部的一例。
此外,控制部6D相当于上述的控制部6C。控制部6D取代上述的控制部6C的开关驱动部66而具备开关驱动部67。开关驱动部67相当于上述的开关驱动部66。对于开关驱动部67,将在后面进行说明。此外,实施方式的控制部6D不是必须具备用于调整谐振型逆变器3的切换频率的功能。
如上述那样,通过在变压器4A的输出侧设置电阻器10-1、10-2,即使发生变压器4A的多个二次侧系统中的任意的系统的电力供给停止的情况,通过使该系统中设置的电阻器10-1、10-2中流过交流电流,使变压器4A的绕组所具有的电感有效,因此谐振型逆变器3的谐振频率不发生变化。
根据实施方式,变压器4A的二次绕组42上连接有整流器5-1以及经由整流器5-1连接有负载,三次绕组43上连接有整流器5-2以及经由整流器5-2连接有负载。电动车用电源装置1D进一步具备:电阻器10-1,电阻器10-1是与变压器4A的二次绕组42并联连接的并联电路;以及电阻器10-2,电阻器10-2是与三次绕组43并联连接的并联电路。由此,在向任意的系统的负载的电力供给输出停止的情况下,也能够维持软切换,能够防止由变压器4A的各系统的负载的电力变动产生的切换损耗的增大。另外,如上述那样,能够不需要通过控制部6D对输出停止进行检测。
此外,电阻器10-1、10-2仅设置在发生电力的供给停止的状态的系统中就足以满足要求。
(第五实施方式的变形例)
实施方式的电阻器10-1、10-2被固定地连接到变压器4A的二次侧。相对于此,变形例的电阻器10-1、10-2被适当地连接到变压器4A的二次侧。
图5B是第四实施方式的变形例的电阻器的结构图。图5B所示的电阻器10-1具备电阻器本体10a以及与电阻器本体10a串联连接的接触器10b。接触器10b例如只要是半导体的开关元件等能够使电路断开和闭合的装置即可。
变形例中的控制部6D的开关驱动部67向分别设置在电阻器10-1、10-2中的接触器10b发送控制信号,切换接触器10b的接点的开放状态和闭合状态。例如,变形例中的控制部6D在由电流检测器7检测出的电流值超过预先确定的值(阈值)的情况下,使接触器10b开放。控制部6D在由电流检测器7检测出的电流值小于等于预先确定的值(阈值)的情况下,使接触器10b闭合。
这样,控制部6D以如下方式进行控制:基于由电流检测器7检测出的电流值,在该电流值超过阈值的情况下识别为发生了硬切换,降低谐振频率。
根据上述的变形例,除了实现与第五实施方式同样的效果之外,不需要预先将电阻器10-1等始终连接到变压器4A,控制部6D在检测出发生了硬切换的情况下进行连接。此外,由于电阻器10-1等成为变压器4A的负载,因此连接时发生由电阻器10-1等产生的损耗。如果是变形例,则不需要预先将电阻器10-1等始终连接到变压器4A,与预先始终连接的情况相比,能够减少转换损耗。控制部6C的开关驱动部67、电阻器10-1、10-2是影响抑制部的一例。
(第六实施方式)
参照附图,对第六实施方式详细地说明。图6A是示出第六实施方式的电抗器的图。本实施方式与上述的图2所示的第二实施方式的不同之处在于电抗器的结构。以下,以此为中心详细地说明。
实施方式的电动车用电源装置1E例如具备电力转换电路2、谐振型逆变器3、变压器4A、整流器5-1、整流器5-2、控制部6E、电流检测器7、电流检测器8-1以及电流检测器8-2。
谐振型逆变器3例如具备电容器31a、31b、开关元件32a、32b以及谐振电抗器33。
实施方式的谐振电抗器33如图6A所示,谐振电抗器33例如具备电抗器33a、电抗器33b以及接触器33c(第二接触器)。
电抗器33-1和电抗器33-2串联电连接,并且进行组合而作为谐振电抗器33发挥功能。
接触器33c被设置成在闭合的状态下使电抗器33a短路。
控制部6E相当于上述的控制部6C。控制部6E取代上述的控制部6C的开关驱动部66而具备开关驱动部68。开关驱动部68相当于上述的开关驱动部66。此外,实施方式的控制部6C不是必须具备用于调整谐振型逆变器3的切换频率的功能。
控制部6E的开关驱动部68向设置在电抗器33a中的接触器33c发送控制信号,切换接触器3c的接点的开放状态和闭合状态。控制部6E至少在通过开关元件32a、32b的切换而流通的负载电流在开关元件32a、32b被切换时小于等于规定值的情况下,使接触器33c开放从而解除电抗器33a的短路。控制部6至少在上述的负载电流超过规定值的情况下,使接触器33c闭合从而使电抗器33a短路。例如,也可以是,控制部6E至少在负载电流在被切换时超过规定值的情况下,使接触器33c闭合从而使电抗器33a短路。在这种情况下,控制部6能够从接触器33c的控制的条件中至少去除负载电流未被切换的期间。
参照图6B,对实施方式的切换频率的调整处理进行说明。图6B是示出实施方式的切换频率的调整处理的流程图。
控制部6E获取由电流检测器7检测出的电流值并作为时间序列数据记录在存储部61中(步骤S61)。控制部6E判定负载电流被切换时获取的电流值是否超过阈值(步骤S62)。
在该电流值超过阈值的情况下,控制部6E使接触器33c(开关)闭合(步骤S63),使附图所示的一系列的处理结束。
在该电流值小于等于阈值的情况下,控制部6E使接触器33c(开关)开放(步骤S64),使附图所示的一系列的处理结束。
例如,通过反复进行上述的处理,控制部6E能够通过改变谐振型逆变器的谐振频率,来防止硬切换。
通过反复进行上述的处理,控制部6在谐振型逆变器3的切换时的电流值超过一定值的情况下,判断为是硬切换,自动地提高谐振电路的谐振频率。由此,从硬切换转移到软切换。
根据实施方式,除了实现与第一实施方式同样的效果之外,至少在负载Z-1、Z-2的电流在被切换时小于等于规定值的情况下,通过使接触器33c开放而至少解除谐振电抗器33的一部分的短路,能够防止变成硬切换。控制部6E的开关驱动部68、电抗器33a、接触器33c是影响抑制部的一例。
上述各实施方式的控制部6至6E可以通过软件功能部来实现其至少一部分,也可以通过LSI等硬件功能部来实现其全部。
根据上述的至少一个实施方式的电动车用电源装置,通过具备谐振型逆变器、变压器以及影响抑制部,能够抑制由于向负载供给的电力的变动产生的损耗的增大,所述谐振型逆变器具有谐振电路中包含的第一谐振电容器、以及切断流过所述谐振电路的电流的开关元件,所述谐振型逆变器从电源被供给直流电力,通过所述谐振电路的谐振和所述开关元件的周期性的切换从所述直流电力生成第一交流电力,所述变压器至少具备彼此电绝缘并磁耦合的第一绕组和第二绕组,所述变压器被包含在所述谐振电路的一部分中,所述第一绕组被供给由所述谐振型逆变器生成的第一交流电力,所述变压器从所述第二绕组向负载供给将所述第一交流电力转换之后的第二交流电力,所述影响抑制部以使至少在所述第一绕组或者所述第二绕组中所述开关元件被切换时流过的电流小于等于规定值的方式,使所述谐振电路的谐振频率与所述开关元件的切换频率之差处在规定的范围内从而使所述谐振型逆变器软切换。
在上述中说明的全部的实施方式是作为例子提出的,并非旨在限定发明的保护范围。因此,能够以其他的各种方式实施,在不偏离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。
例如,也可以设置对谐振电路的谐振频率与开关元件32a、32b的切换频率之差进行调整的影响抑制部。例如,控制频率调整部35、电容器9-1、9-2、电阻器10-1、10-2、电抗器33a、接触器33c等是影响抑制部的一例。也可以是,控制部6对这样的影响抑制部进行控制,来使谐振电路的谐振频率与开关元件32a、32b的切换频率之差处在通过开关元件32a、32b的切换而至少在第一绕组或者第二绕组中流过的电流小于等于规定值的规定范围内,从而使开关元件32a、32b软切换。
控制频率调整部35等的影响抑制部也可以是控制部6等的一部分。
附图标记的说明
1、1A、1B、1C、1D:电动车用电源装置
2:电力转换电路
3、3B:谐振型逆变器
31a、31b、31c、31d:电容器
32a、32b:开关元件
33:谐振电抗器
34a、34b:接触器(第一接触器)
35:控制频率调整部
36:驱动电路
4、4A:变压器
5、5-1、5-2:整流器(整流电路)
6、6A、6B、6C、6D:控制部
7:电流检测器(第一电流检测器)
8-1、8-2:电流检测器
9-1、9-2:电容器(并联电容器)
10-1、10-2:电阻器(并联电阻)
CC:集电装置

Claims (8)

1.一种电动车用电源装置,具备:
谐振型逆变器,具有谐振电路中包含的第一谐振电容器、以及切断流过所述谐振电路的电流的开关元件,所述谐振型逆变器从电源被供给直流电力,并且通过所述谐振电路的谐振和所述开关元件的周期性的切换从所述直流电力生成第一交流电力;
变压器,至少具备彼此电绝缘并磁耦合的第一绕组和第二绕组,所述变压器被包含在所述谐振电路的一部分中,所述第一绕组被供给由所述谐振型逆变器生成的第一交流电力,所述变压器从所述第二绕组向负载供给将所述第一交流电力转换之后的第二交流电力;以及
控制部,以使至少在所述第一绕组或者所述第二绕组中所述开关元件被切换时流过的电流小于等于规定值的方式,使所述谐振电路的谐振频率与所述开关元件的切换频率之差处在规定的范围内从而使所述谐振型逆变器软切换。
2.根据权利要求1所述的电动车用电源装置,其中,
具备检测流过所述变压器的电流的第一电流检测器,
所述控制部基于由所述第一电流检测器检测出的电流值,从用于使所述开关元件周期性地切换的切换控制频率的范围内,选择作为使所述谐振型逆变器的切换成为软切换的切换控制频率的、更高的切换控制频率。
3.根据权利要求1或2所述的电动车用电源装置,其中,
所述变压器至少具备彼此电绝缘并磁耦合的第一绕组、第二绕组以及第三绕组,
所述电动车用电源装置具备:
第二电流检测器,检测流过所述变压器的第二绕组的第二负载电流;以及
第三电流检测器,检测流过所述变压器的第三绕组的第三负载电流,
所述控制部在所述第二负载电流和所述第三负载电流中的一个在被切换时小于等于规定值的情况下,以使所述谐振电路的谐振频率与所述切换频率之差处在规定的范围内并且所述谐振型逆变器的切换成为软切换的方式,调整所述谐振电路的谐振频率和所述切换频率中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的电动车用电源装置,其中,
进一步具备:
第二谐振电容器,与所述谐振型逆变器的所述第一谐振电容器并联电连接;以及
第一接触器,解除所述第一谐振电容器与所述第二谐振电容器的并联连接,
所述控制部在所述第二负载电流和所述第三负载电流中的一个在被切换时小于等于规定值的情况下,以使所述谐振型逆变器的切换成为软切换的方式,控制所述第一接触器。
5.根据权利要求1所述的电动车用电源装置,其中,
所述变压器的第二绕组上连接有整流电路以及经由所述整流电路连接有所述负载,
所述电动车用电源装置进一步具备与所述变压器的第二绕组并联连接的并联电路。
6.根据权利要求5所述的电动车用电源装置,其中,
所述并联电路具备成为所述变压器的二次绕组的并联电路的并联电容器和并联电阻中的任意者。
7.根据权利要求5或6所述的电动车用电源装置,其中,
进一步具备解除所述并联电路的并联连接的第二接触器,
所述控制部至少在流过所述第二绕组的电流在被切换时小于等于规定值的情况下,使所述第一接触器闭合从而并联连接所述并联电路。
8.根据权利要求1所述的电动车用电源装置,其中,
进一步具备:
电抗器,与所述谐振型逆变器的输出和所述变压器的第一绕组串联电连接;以及
第三接触器,使所述电抗器短路,
所述控制部至少在流过所述第一绕组的电流在被切换时小于等于规定值的情况下,使所述第三接触器开放从而解除所述电抗器的短路。
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