CN113904556A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电力转换装置。在该电力转换装置中，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，在使第一桥电路的第一桥臂断开的状态下，使第一桥电路的第二上臂和第二下臂以接通时间不重合的方式交替地接通，来使第一桥电路的谐振电容器中贮存的电力增大。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置，特别涉及一种具备第一桥电路和第二桥电路的电力转换装置。
背景技术
以往，已知一种具备第一桥电路和第二桥电路的电力转换装置。例如在日本特开2013-230067号公报中公开了这种电力转换装置。
在上述日本特开2013-230067号公报中，公开了一种电力转换装置，该电力转换装置具备第一桥电路和第二桥电路，该第一桥电路具有谐振电容器，该第二桥电路经由变压器来与第一桥电路连接，具有谐振电容器。在该日本特开2013-230067号公报的电力转换装置中，在第二桥电路设置有切换电路，该切换电路用于在从第二桥电路向第一桥电路供给电力的情况下切换为使用第二桥电路的谐振电容器以进行升压动作。
然而，在上述日本特开2013-230067号公报的电力转换装置中，在第一桥电路和第二桥电路这两方设置谐振电容器，并且在第二桥电路设置有切换电路，该切换电路用于在从第二桥电路向第一桥电路供给电力的情况下切换为使用第二桥电路的谐振电容器以进行升压动作。因此，需要在第二桥电路设置谐振电容器和切换电路，因此存在电路结构复杂化的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的1个目的在于提供一种在抑制电路结构的复杂化的同时能够在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压和降压动作的电力转换装置。
为了实现上述目的，本发明的一个方面的电力转换装置具备：第一桥电路，其包括具有第一上臂和第一下臂的第一桥臂、具有第二上臂和第二下臂的第二桥臂、以及设置于第一桥臂与第二桥臂之间的谐振电容器；第二桥电路，其经由变压器连接于第一桥电路；以及控制部，其对第一桥电路和第二桥电路的开关动作进行控制，其中，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，在使第一桥电路的第一桥臂断开的状态下，使第一桥电路的第二上臂和第二下臂以接通时间不重合的方式交替地接通，来使第一桥电路的谐振电容器中贮存的电力增大。
在本发明的一个方面的电力转换装置中，如上所述，设置进行以下控制的控制部：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，在使第一桥电路的第一桥臂断开的状态下，使第一桥电路的第二上臂和第二下臂以接通时间不重合的方式交替地接通，来使第一桥电路的谐振电容器中贮存的电力增大。由此，能够通过控制第一桥电路的开关动作，来在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作，因此不需要在第二桥电路设置谐振电容器和用于切换为使用谐振电容器的切换电路。其结果，在抑制电路结构的复杂化的同时能够在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作。
在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，对第一桥电路的第二上臂的接通时间和第二下臂的接通时间进行控制。如果这样构成，则能够通过使第一桥电路的第二上臂的接通时间和第二下臂的接通时间增大来使第一桥电路的谐振电容器中贮存的电力增大。由此，能够通过对第一桥电路的第二上臂的接通时间和第二下臂的接通时间进行控制，来容易地控制从第一桥电路输出的升压电压的值。
在该情况下，优选的是，控制部构成为：基于第一桥电路的输出电压与目标电压之间的误差，来调整第一桥电路的第二上臂的接通时间和第二下臂的接通时间。如果这样构成，则能够通过对第一桥电路的第二上臂的接通时间和第二下臂的接通时间进行调整，来容易地使第一桥电路的输出电压接近目标电压，以使第一桥电路的输出电压变为目标电压。
在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路的第二上臂和第二下臂以断开时间相互重合的方式断开，来将电力贮存到与第一桥电路的第一桥臂及第二桥臂并联地设置的平滑电容器。如果这样构成，则能够抑制电力过量地贮存到第一桥电路的谐振电容器，能够容易地使从第一桥电路输出的升压电压成为期望的值。
在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，第二桥电路包括具有第三上臂和第三下臂的第三桥臂以及具有第四上臂和第四下臂的第四桥臂，控制部构成为进行以下控制：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路的第三上臂和第三下臂彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路的第四上臂和第四下臂彼此相反地交替地接通断开，并且，使第一桥电路的第二上臂与第三上臂的接通同步地接通，使第二下臂与第三下臂的接通同步地接通。如果这样构成，则能够使方向互不相同的电流交替地向变压器流通，因此与仅使一个方向的电流向变压器流通的情况不同，能够连续地在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作。
在该情况下，优选的是，控制部构成为进行以下控制：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路的第三上臂和第三下臂以各自的占空比为0.5的方式彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路的第四上臂和第四下臂各自的占空比为0.5，并且，使第四上臂与第三下臂的接通同步地接通，使第四下臂与第三上臂的接通同步地接通。如果这样构成，则能够使以互不相同的方向对变压器通电的时间相等，因此能够平衡良好地向变压器流通电流，从而稳定且连续地进行升压动作。
在上述第二桥电路包括第三桥臂和第四桥臂的结构的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行降压动作的情况下，使第二桥电路的第三上臂和第四上臂以接通时间相互重合的方式接通，使第二桥电路的第三下臂和第四下臂以接通时间相互重合的方式接通，来使第一桥电路的谐振电容器中贮存的电力减小，由此进行降压。如果这样构成，则无论在升压动作中还是在降压动作中都对第一桥电路的开关动作和第二桥电路的开关动作进行控制，因此能够通过控制开关动作的时机来无缝地进行升压动作和降压动作。
在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：在从第二桥电路向第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路的第二上臂的接通时间与第二下臂的接通时间相同，来进行对第二上臂和第二下臂的开关动作的控制。如果这样构成，则能够使通过接通第二上臂而贮存在谐振电容器中的电力与通过接通第二下臂而贮存在谐振电容器中的电力大致相等，因此能够使用第二上臂和第二下臂来稳定地进行升压动作。
附图说明
图1是示出一个实施方式的电力转换装置的结构的图。
图2是示出一个实施方式的电力转换装置的控制部的结构的框图。
图3是示出一个实施方式的电力转换装置的控制量λ与第二上臂及第二下臂的占空比之间的关系的图。
图4是示出一个实施方式的电力转换装置的控制量λ与第四上臂相对于第三上臂的相位角的偏差之间的关系的图。
图5是示出一个实施方式的电力转换装置的控制量λ与电压转换率M之间的关系的图。
图6是用于说明一个实施方式的电力转换装置的降压时的动作的时序图。
图7是示出一个实施方式的电力转换装置的状态I时的电流路径的电路图。
图8是示出一个实施方式的电力转换装置的状态II时的电流路径的电路图。
图9是示出一个实施方式的电力转换装置的状态III时的电流路径的电路图。
图10是示出一个实施方式的电力转换装置的状态IV时的电流路径的电路图。
图11是示出一个实施方式的电力转换装置的状态V时的电流路径的电路图。
图12是示出一个实施方式的电力转换装置的状态VI时的电流路径的电路图。
图13是用于说明一个实施方式的电力转换装置的升压时的动作的时序图。
图14是示出一个实施方式的电力转换装置的状态VII时的电流路径的电路图。
图15是示出一个实施方式的电力转换装置的状态VIII时的电流路径的电路图。
图16是示出一个实施方式的电力转换装置的状态IX时的电流路径的电路图。
图17是示出一个实施方式的电力转换装置的状态X时的电流路径的电路图。
图18是示出一个实施方式的电力转换装置的状态XI时的电流路径的电路图。
图19是示出一个实施方式的电力转换装置的状态XII时的电流路径的电路图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明使本发明具体化的实施方式。
参照图1～图5来说明一个实施方式的电力转换装置100的结构。
如图1所示，电力转换装置100构成为对被供给的直流电力的电压进行转换来输出直流电力。电力转换装置100例如搭载于电动汽车。搭载有电力转换装置100的电动汽车通过利用蓄电池中充入的电力驱动马达来行驶。另外，电动汽车构成为能够经由连接器来与外部电源连接，通过电力转换装置100进行电力转换来从外部电源向蓄电池充电。另外，电动汽车构成为能够将蓄电池的电力供给到车内的电气装备。另外，电动汽车构成为能够将蓄电池的电力通过电力转换装置100进行电力转换，来向连接于外部的住宅等供给商用电力(100V/200V的交流电力)。
如图1所示，电力转换装置100具备第一桥电路1、第二桥电路2、变压器3以及控制部4。第一桥电路1包括具有第一上臂11和第一下臂12的第一桥臂1a以及具有第二上臂13和第二下臂14的第二桥臂1b。另外，第一桥电路1包括与第一桥臂1a及第二桥臂1b并联地设置的平滑电容器15。另外，第一桥电路1包括设置于第一桥臂1a与第二桥臂1b之间的谐振电容器16。
第二桥电路2包括具有第三上臂21和第三下臂22的第三桥臂2a以及具有第四上臂23和第四下臂24的第四桥臂2b。另外，第二桥电路2包括与第三桥臂2a及第四桥臂2b并联地设置的平滑电容器25。第二桥电路2经由变压器3来与第一桥电路1连接。
第一桥电路1的各臂(第一上臂11、第一下臂12、第二上臂13以及第二下臂14)和第二桥电路2的各臂(第三上臂21、第三下臂22、第四上臂23以及第四下臂24)包括开关元件。开关元件构成为基于来自控制部4的栅极信号来进行开关动作(在接通与断开之间切换)。开关元件在接通的情况下能够以一个方向和另一个方向这两方通电，在断开的情况下能够仅以一个方向(图1的从下向上的方向)通电。
电力转换装置100是能够进行以下动作的双向电力转换装置：向第一桥电路1输入电力，将电力进行转换，从第二桥电路2输出电力；以及向第二桥电路2输入电力，将电力进行转换，从第一桥电路1输出电力。具体地说，电力转换装置100在蓄电池充电时，第一桥电路1经由能够进行双向动作的逆变器来与外部电源连接，第二桥电路2与蓄电池连接。也就是说，电力转换装置100构成为：在蓄电池充电时，将供给到第一桥电路1的直流电力进行转换后从第二桥电路2输出。电力转换装置100在蓄电池放电时，第一桥电路1经由能够进行双向动作的逆变器来与外部的设备连接，第二桥电路2与蓄电池连接。也就是说，电力转换装置100构成为：在蓄电池放电时，将从蓄电池供给到第二桥电路2的直流电力进行转换后从第一桥电路1输出。
变压器3将第一桥电路1与第二桥电路2绝缘地连接。另外，变压器3对第一桥电路1的电压和第二桥电路2的电压进行转换。变压器3包括第一桥电路1侧的初级绕组和第二桥电路2侧的次级绕组。初级绕组的匝数：次级绕组的匝数为n：1。
控制部4对第一桥电路1和第二桥电路2的开关动作进行控制。也就是说，控制部4构成为通过栅极信号来控制各臂(第一上臂11、第一下臂12、第二上臂13、第二下臂14、第三上臂21、第三下臂22、第四上臂23以及第四下臂24)的接通断开。
控制部4例如由对信号进行处理的微型控制器构成。具体地说，控制部4包括设置有运算处理部和存储器的集成电路。
如图2所示，作为控制性的结构，控制部4包括减法运算部41、误差放大部42、限制器43、限制器44以及脉冲生成部45。控制部4构成为基于输出电压和电压指令值(目标电压)来输出栅极信号，从而控制第一桥电路1和第二桥电路2的开关动作。
控制部4的减法运算部41从电压指令值减掉电压测定值(输出电压值)来将误差输入到误差放大部42。在向第一桥电路1输入电力并从第二桥电路2输出电力的情况下，电压测定值使用第二桥电路2侧的电压值。另外，在向第二桥电路2输入电力并从第一桥电路1输出电力的情况下，电压测定值使用第一桥电路1侧的电压值。
误差放大部42将从减法运算部41输入的误差放大来进行处理，计算0以上且1以下的范围的控制量λ。另外，误差放大部42将计算出的控制量λ输出到限制器43及44。
在控制量λ为0以上且小于0.25的情况下，如图3所示，限制器43向脉冲生成部45输出以使第二上臂13和第二下臂14的占空比为0的方式进行控制的信号。另外，在控制量λ为0以上且小于0.25的情况下，如图4所示，限制器43向脉冲生成部45输出以使第四上臂23相对于第三上臂21的相位角的偏差处于0度至180度的范围的方式进行控制的信号。
在控制量λ为0.25以上且0.5以下的情况下，如图3所示，限制器44向脉冲生成部45输出以使第二上臂13和第二下臂14的占空比处于0至0.25的范围的方式进行控制的信号。另外，在控制量λ为0.25以上且0.5以下的情况下，如图4所示，限制器43向脉冲生成部45输出以使第四上臂23相对于第三上臂21的相位角的偏差为180度的方式进行控制的信号。
脉冲生成部45基于从限制器43及44输出的信号，来生成向第一上臂11、第一下臂12、第二上臂13、第二下臂14、第三上臂21、第三下臂22、第四上臂23以及第四下臂24各自的栅极G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7及G8发送的栅极信号。
如图5所示，在控制量λ为0以上且小于0.25的情况下，电压转换率M小于1，为降压动作。另外，在控制量λ大于0.25且小于0.5的情况下，电压转换率M变为大于1，为升压动作。此外，通过M＝(绕组的匝数之比n)×(输出电压)/(输入电压)的式子来表示电压转换率M。
在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力的情况下，控制部4以如下方式进行控制：使设置有谐振电容器16的整流侧的第一桥电路1进行倍压整流动作，并且使剩余能量再生到电力供给侧(第二桥电路2侧)来进行升压动作，从而形成规定的电压值。另外，在无法再生剩余能量的电压转换率的范围内，控制部4以如下方式进行控制：使没有设置谐振电容器的电力供给侧的第二桥电路2进行移相动作。
由此，即使在将从电压的变动比较大的蓄电池输出的电力输出到外部的情况下，也能够在大的范围内进行升压，因此能够将输出电压控制为恒定。其结果，即使在来自蓄电池的输入电压超出设想地发生变动的情况下，也能够输出稳定的电压的直流电力，因此能够提高装置的可靠性。
控制部4构成为以使输出的电压恒定的方式控制输入的电力来转换电力。也就是说，通过一边监视所输出的电力的电压值一边进行反馈控制，以使输出电力的电压恒定的方式进行控制。
在此，在本实施方式中，控制部4构成为进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，在使第一桥电路1的第一桥臂1a断开的状态下，使第一桥电路1的第二上臂13和第二下臂14以接通时间不重合的方式交替地接通，来使第一桥电路1的谐振电容器16中贮存的电力增大。
另外，控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，对第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间进行控制。
另外，控制部4构成为：基于第一桥电路1的输出电压与目标电压之间的误差，来调整第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间。
另外，控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路1的第二上臂13和第二下臂14以断开时间相互重合的方式断开，来将电力贮存到与第一桥电路1的第一桥臂1a及第二桥臂1b并联地设置的平滑电容器15。
另外，控制部4构成为进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第三下臂22彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路2的第四上臂23和第四下臂24彼此相反地交替地接通断开，并且，使第一桥电路1的第二上臂13与第三上臂21的接通同步地接通，使第二下臂14与第三下臂22的接通同步地接通。
另外，控制部4构成为进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第三下臂22以各自的占空比为0.5的方式彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路2的第四上臂23和第四下臂24各自的占空比为0.5，并且，使第四上臂23与第三下臂22的接通同步地接通，使第四下臂24与第三上臂21的接通同步地接通。
另外，控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行降压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第四上臂23以接通时间相互重合的方式接通，使第二桥电路2的第三下臂22和第四下臂24以接通时间相互重合的方式接通，来使第一桥电路1的谐振电容器16中贮存的电力减小，由此进行降压。
另外，控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路1的第二上臂13的接通时间与第二下臂14的接通时间相同，来进行对第二上臂13和第二下臂14的开关动作的控制。
另外，控制部4以如下方式进行控制：在从第一桥电路1向第二桥电路2传递电力的情况下，通过脉冲频率调制控制和移相控制，来将输入电压升高和降低后输出。
(降压动作)
参照图6～图12来说明在电力转换装置100中在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行降压动作的情况。
如图6所示，在降压动作中，第一桥电路1的第一上臂11、第一下臂12、第二上臂13以及第二下臂14全部被设为断开。也就是说，栅极G1、G2、G3及G4始终被设为断开。另外，第三上臂21和第三下臂22以0.5的占空比交替地被接通断开。也就是说，在相位角为0度至180度时，栅极G5被设为接通，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G5被设为断开。另外，在相位角为0度至180度时，栅极G6被设为断开，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G6被设为接通。
另外，第四上臂23和第四下臂24以0.5的占空比交替地被接通断开。另外，第四上臂23被以相对于第三上臂21延迟偏移量θ的方式接通断开。另外，第四下臂24被以相对于第三下臂22延迟偏移量θ的方式接通断开。也就是说，在相位角为θ至180度+θ时，栅极G7被设为接通，在相位角为180度+θ至360度+θ(＝θ度)时，栅极G7被设为断开。另外，在相位角为θ至180度+θ时，栅极G8被设为断开，在相位角为180度+θ至360度+θ(＝θ度)时，栅极G8被设为接通。
此外，通过使偏移量θ减少，第三上臂21的接通与第四上臂23的接通(第三下臂22的接通与第四下臂24的接通)重合的时间变长。如果接通重合的时间变长，则施加于变压器3的电压为0的时间变长，因此输出电压变小。
如图7所示，在状态I时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、第一上臂11、平滑电容器15、第二下臂14以及谐振电容器16的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四下臂24、平滑电容器25以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is增加。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4减少。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr增加。
如图8所示，在状态II时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、第一上臂11、平滑电容器15、第二下臂14以及谐振电容器16的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四上臂23以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is减少。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4增加。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3为0。
如图9所示，在状态III时，在第一桥电路1中，电流不流动。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四上臂23以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is恒定。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4为0。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr恒定。
如图10所示，在状态IV时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、谐振电容器16、第二上臂13、平滑电容器15以及第一下臂12的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22、平滑电容器25以及第四上臂23的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is减少。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4为0。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3减少。另外，谐振电容器16的电压Vcr减少。
如图11所示，在状态V时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、谐振电容器16、第二上臂13、平滑电容器15以及第一下臂12的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22以及第四下臂24的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is增加。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4为0。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3增加。
如图12所示，在状态VI时，在第一桥电路1中，电流不流动。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22以及第四下臂24的电流电路。在该情况下，如图6所示，流过第二桥电路2的电流Is恒定。另外，流向第一上臂11的电流I1和流向第二下臂14的电流I4为0。另外，流向第一下臂12的电流I2和流向第二上臂13的电流I3为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr恒定。
(升压动作)
参照图13～图19来说明在电力转换装置100中在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况。
如图13所示，在升压动作中，第一桥电路1的第一上臂11和第一下臂12被设为断开。也就是说，栅极G1及G2始终被设为断开。另外，第三上臂21和第三下臂22以0.5的占空比交替地被接通断开。也就是说，在相位角为0度至180度时，栅极G5被设为接通，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G5被设为断开。另外，在相位角为0度至180度时，栅极G6被设为断开，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G6被设为接通。
另外，第四上臂23和第四下臂24以0.5的占空比交替地被接通断开。另外，第四上臂23被以相对于第三上臂21延迟180度的方式接通断开。另外，第四下臂24被以相对于第三下臂22延迟180度的方式接通断开。也就是说，在相位角为0度至180度时，栅极G7被设为断开，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G7被设为接通。另外，在相位角为0度至180度时，栅极G8被设为接通，在相位角为180度至360度(＝0度)时，栅极G8被设为断开。
另外，第一桥电路1的第二上臂13和第二下臂14的占空比被控制从而被接通断开。另外，第二上臂13和第二下臂14的占空比相等。另外，第二上臂13被与第三上臂21的上升沿或第三下臂22的下降沿同步地设为接通。另外，第二下臂14被与第四下臂24的上升沿或第四上臂23的下降沿同步地设为接通。也就是说，栅极G3在相位角为0度至A1的期间被设为接通。另外，栅极G4在相位角为180度至A1的期间被设为接通。
此外，通过调整第二上臂13和第二下臂14的占空比(A1的期间)，输出电压被控制。当使第二上臂13和第二下臂14的占空比(A1的期间)增加时，状态VII和状态XI的时间变长，谐振电容器16的电压Vcr的振幅增加。而且，在状态II和状态V时，变压器3中产生的电压与谐振电容器16的电压相加所得到的电压被施加于平滑电路，由此输出电压变大。
如图14所示，在状态VII时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、第一上臂11、第二上臂13以及谐振电容器16的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四下臂24、平滑电容器25以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is增加。另外，流向第一上臂11的电流I1减少。另外，流向第一下臂12的电流I2为0。另外，流向第二上臂13的电流I3增加。另外，流向第二下臂14的电流I4为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr增加。
如图15所示，在状态VIII时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、第一上臂11、平滑电容器15、第二下臂14以及谐振电容器16的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四下臂24、平滑电容器25以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is减少。另外，流向第一上臂11的电流I1增加。另外，流向第一下臂12的电流I2为0。另外，流向第二上臂13的电流I3为0。另外，流向第二下臂14的电流I4增加。另外，谐振电容器16的电压Vcr增加。
如图16所示，在状态IX时，在第一桥电路1中，电流不流动。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第四下臂24、平滑电容器25以及第三上臂21的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is增加。另外，流向第一上臂11的电流I1为0。另外，流向第一下臂12的电流I2为0。另外，流向第二上臂13的电流I3为0。另外，流向第二下臂14的电流I4为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr恒定。
如图17所示，在状态X时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、谐振电容器16、第二下臂14以及第一下臂12的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22、平滑电容器25以及第四上臂23的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is减少。另外，流向第一上臂11的电流I1为0。另外，流向第一下臂12的电流I2减少。另外，流向第二上臂13的电流I3为0。另外，流向第二下臂14的电流I4增加。另外，谐振电容器16的电压Vcr减少。
如图18所示，在状态XI时，在第一桥电路1中，成为经过变压器3、谐振电容器16、第二上臂13、平滑电容器15以及第一下臂12的电流电路。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22、平滑电容器25以及第四上臂23的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is增加。另外，流向第一上臂11的电流I1为0。另外，流向第一下臂12的电流I2增加。另外，流向第二上臂13的电流I3增加。另外，流向第二下臂14的电流I4为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr减少。
如图19所示，在状态XII时，在第一桥电路1中，电流不流动。另外，在第二桥电路2中，成为经过变压器3、第三下臂22、平滑电容器25以及第四上臂23的电流电路。在该情况下，如图13所示，流过第二桥电路2的电流Is减少。另外，流向第一上臂11的电流I1为0。另外，流向第一下臂12的电流I2为0。另外，流向第二上臂13的电流I3为0。另外，流向第二下臂14的电流I4为0。另外，谐振电容器16的电压Vcr恒定。
(本实施方式的效果)
在本实施方式中，能够得到如以下那样的效果。
在本实施方式中，如上所述，设置控制部4，该控制部4进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，在使第一桥电路1的第一桥臂1a断开的状态下，使第一桥电路1的第二上臂13和第二下臂14以接通时间不重合的方式交替地接通，来使第一桥电路1的谐振电容器16中贮存的电力增大。由此，通过控制第一桥电路1的开关动作，能够在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作，因此不需要在第二桥电路2设置谐振电容器和用于切换为使用谐振电容器的切换电路。其结果，在抑制电路结构的复杂化的同时能够在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，对第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间进行控制。由此，能够通过使第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间增大来使第一桥电路1的谐振电容器16中贮存的电力增大。由此，能够通过对第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间进行控制来容易地控制从第一桥电路1输出的升压电压的值。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为：基于第一桥电路1的输出电压与目标电压之间的误差，来调整第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间。由此，能够通过对第一桥电路1的第二上臂13的接通时间和第二下臂14的接通时间进行调整来容易地使第一桥电路1的输出电压接近目标电压，从而使第一桥电路1的输出电压成为目标电压。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路1的第二上臂13和第二下臂14以断开时间相互重合的方式断开，来将电力贮存到与第一桥电路1的第一桥臂1a及第二桥臂1b并联地设置的平滑电容器15。由此，能够抑制电力过量地贮存到第一桥电路1的谐振电容器16，能够容易地使从第一桥电路1输出的升压电压成为期望的值。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第三下臂22彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路2的第四上臂23和第四下臂24彼此相反地交替地接通断开，并且，使第一桥电路1的第二上臂13与第三上臂21的接通同步地接通，使第二下臂14与第三下臂22的接通同步地接通。由此，能够使方向互不相同的电流交替地向变压器3流通，因此与仅使一个方向的电流向变压器3流通的情况不同，能够连续地在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部44构成为进行以下控制：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第三下臂22以各自的占空比为0.5的方式彼此相反地交替地接通断开，使第二桥电路2的第四上臂23和第四下臂24各自的占空比为0.5，并且，使第四上臂23与第三下臂22的接通同步地接通，使第四下臂24与第三上臂21的接通同步地接通。由此，能够使以互不相同的方向对变压器3通电的时间相等，因此能够平衡良好地向变压器3流通电流，从而稳定且连续地进行升压动作。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行降压动作的情况下，使第二桥电路2的第三上臂21和第四上臂23以接通时间相互重合的方式接通，使第二桥电路2的第三下臂22和第四下臂24以接通时间相互重合的方式接通，来使第一桥电路1的谐振电容器16中贮存的电力减小，由此进行降压。由此，无论在升压动作中还是在降压动作中都对第一桥电路1的开关动作和第二桥电路2的开关动作进行控制，因此能够通过控制开关动作的时机来无缝地进行升压动作和降压动作。
另外，在本实施方式中，如上所述，将控制部4构成为：在从第二桥电路2向第一桥电路1传递电力时进行升压动作的情况下，使第一桥电路1的第二上臂13的接通时间与第二下臂14的接通时间相同，来进行对第二上臂13和第二下臂14的开关动作的控制。由此，能够使通过接通第二上臂13而贮存在谐振电容器16中的电力与通过接通第二下臂14而贮存在谐振电容器16中的电力大致相等，因此能够使用第二上臂13和第二下臂14来稳定地进行升压动作。
(变形例)
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围是由权利要求书表示的，而不是由上述实施方式的说明表示的，本发明的范围还能够包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述实施方式中，示出了电力转换装置搭载于电动汽车的例子，但是本发明不限于此。例如，电力转换装置也可以不搭载于电动汽车等移动体，而是固定地设置于室内或室外。
另外，在上述实施方式中，示出了电力转换装置搭载于电动汽车的例子，但是本发明不限于此。例如，电力转换装置也可以搭载于利用电和发动机而驱动的混合动力汽车、通过燃料电池来发电的燃料电池汽车。另外，车载用电力转换装置也可以搭载于电车。
另外，在上述实施方式中，示出了电力转换装置在第一桥电路中设置谐振电容器的结构的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以在第一桥电路中与谐振电容器串联地设置谐振电抗器。

Claims (8)

1.一种电力转换装置，具备：
第一桥电路，其包括具有第一上臂和第一下臂的第一桥臂、具有第二上臂和第二下臂的第二桥臂、以及设置于所述第一桥臂与所述第二桥臂之间的谐振电容器；
第二桥电路，其经由变压器连接于所述第一桥电路；以及
控制部，其对所述第一桥电路和所述第二桥电路的开关动作进行控制，
其中，所述控制部构成为：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，在使所述第一桥电路的所述第一桥臂断开的状态下，使所述第一桥电路的所述第二上臂和所述第二下臂以接通时间不重合的方式交替地接通，来使所述第一桥电路的所述谐振电容器中贮存的电力增大。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，对所述第一桥电路的所述第二上臂的接通时间和所述第二下臂的接通时间进行控制。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：基于所述第一桥电路的输出电压与目标电压之间的误差，来调整所述第一桥电路的所述第二上臂的接通时间和所述第二下臂的接通时间。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使所述第一桥电路的所述第二上臂和所述第二下臂以断开时间相互重合的方式断开，来将电力贮存到与所述第一桥电路的所述第一桥臂及所述第二桥臂并联地设置的平滑电容器。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述第二桥电路包括具有第三上臂和第三下臂的第三桥臂以及具有第四上臂和第四下臂的第四桥臂，
所述控制部构成为进行以下控制：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使所述第二桥电路的所述第三上臂和所述第三下臂彼此相反地交替地接通断开，使所述第二桥电路的所述第四上臂和所述第四下臂彼此相反地交替地接通断开，并且，使所述第一桥电路的所述第二上臂与所述第三上臂的接通同步地接通，使所述第二下臂与所述第三下臂的接通同步地接通。
6.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为进行以下控制：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使所述第二桥电路的所述第三上臂和所述第三下臂以各自的占空比为0.5的方式彼此相反地交替地接通断开，使所述第二桥电路的所述第四上臂和所述第四下臂各自的占空比为0.5，并且，使所述第四上臂与所述第三下臂的接通同步地接通，使所述第四下臂与所述第三上臂的接通同步地接通。
7.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行降压动作的情况下，使所述第二桥电路的第三上臂和所述第四上臂以接通时间相互重合的方式接通，使所述第二桥电路的第三下臂和所述第四下臂以接通时间相互重合的方式接通，来使所述第一桥电路的所述谐振电容器中贮存的电力减小，由此进行降压。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：在从所述第二桥电路向所述第一桥电路传递电力时进行升压动作的情况下，使所述第一桥电路的所述第二上臂的接通时间与所述第二下臂的接通时间相同，来进行对所述第二上臂和所述第二下臂的开关动作的控制。
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