CN115224909A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力转换装置，能够提高ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间并降低主开关的断开损失。电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，该闭环电路包含耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的第一串联电路、耦合电感器的三级绕组和第二整流元件的第二串联电路、将第一串联电路和第二串联电路连接的辅助电容器，次级绕组和三级绕组是分体的，是第一串联电路和第二串联电路与辅助电容器并联连接的结构、或三级绕组与次级绕组整合的结构。

Description

电力转换装置
技术领域
本公开涉及电力转换装置。
背景技术
已知有ZVS(Zero Voltage Switching)电路。
ZVS电路通过软开关方式，在开关元件的施加电压成为0V的状态下切换开关元件的接通/断开。
在专利文献1中记载有具备ZVS辅助电路的升压转换器及降压转换器(参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11－127575号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献所记载的ZVS辅助电路中，谐振电流的复位期间长，因此，有时主开关(例如，专利文献1所记载的开关101、102)的断开损失增加。
本公开是考虑到这种情况而研发的，其课题在于，提供一种电力转换装置，能够提高ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间，并降低主开关的断开损失。
另外，本公开是考虑到到这种情况而研发的，其课题在于，提供一种电力转换装置，能够提高准ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短准ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间，并降低主开关的断开损失。
另外，本公开是考虑到到这种情况而研发的，其目的在于，提供具备ZVS辅助电路的电力转换装置，其中，具备有效的控制电路。
另外，本公开是考虑到到这种情况而研发的，其目的在于，提供具备准ZVS辅助电路的电力转换装置，其中，具备有效的控制电路。
用于解决问题的技术方案
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的第一串联电路、所述耦合电感器的三级绕组和第二整流元件的第二串联电路、将所述第一串联电路和所述第二串联电路连接的辅助电容器，所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第一串联电路和所述第二串联电路与所述辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含第一整流元件和第一辅助电容器的第一串联电路、第二辅助电容器和第二整流元件的第二串联电路、包含所述耦合电感器的次级绕组和辅助开关元件且将所述第一串联电路和所述第二串联电路并联连接的第三串联电路、配置于所述第一整流元件的阳极和所述第二整流元件的阴极之间的第三整流元件。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含第一整流元件和第一辅助电容器的第一串联电路、第二辅助电容器和第二整流元件的第二串联电路、第三整流元件和第三辅助电容器和第四整流元件的第三串联电路、包含所述耦合电感器的次级绕组和辅助开关元件且将所述第一串联电路和所述第二串联电路和所述第三串联电路并联连接的第四串联电路、配置于所述第一整流元件的阳极和所述第四整流元件的阴极之间的第五整流元件、配置于所述第二整流元件的阴极和所述第三整流元件的阳极之间的第六整流元件。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含：所述耦合电感器的次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关的第一串联电路；所述耦合电感器的三级绕组和第二整流元件的第二串联电路；将所述第一串联电路和所述第二串联电路连接的第一辅助电容器，所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第一串联电路和所述第二串联电路与所述第一辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构，而且，所述闭环电路包含：第三整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关、所述次级绕组的第三串联电路；所述三级绕组和第四整流元件的第四串联电路；将所述第三串联电路和所述第四串联电路连接且与所述第一辅助电容器连接的第二辅助电容器，所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第三串联电路和所述第四串联电路与所述第二辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路；控制部，其使用辅助绕阻的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路，所述转换器是升降压转换器、反激转换器、或、降压型转换器中的任一种，经由整流二极管从所述次级绕组的电压得到恒压源。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；基于第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路，所述第一闭环电路包含所述耦合电感器的正侧次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关，所述第二闭环电路包含所述耦合电感器的负侧次级绕组、第二整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关；控制部，其使用辅助绕阻的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、与所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关并联连接的第一整流元件、与所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关并联连接的第二整流元件；控制部，其使用辅助绕阻的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；基于第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路，所述第一闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关，所述第二闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、第二整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关。
本公开的一方式提供一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路，其中，具有两个升压电路，该升压电路包含适用于与单相交流输入连接的双升压PFC的所述主开关元件和所述主整流元件，所述谐振辅助电路与所述两个升压电路对应，在所述谐振辅助电路中共用所述辅助开关元件。
发明效果
根据本公开的电力转换装置，能够提高ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间，并降低主开关的断开损失。
另外，根据本公开的电力转换装置，能够提高准ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短准ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间，并降低主开关的断开损失。
另外，根据本公开的电力转换装置，可提供具备ZVS辅助电路的电力转换装置，该电力转换装置具备有效的控制电路。
另外，根据本公开的电力转换装置，可提供具备准ZVS辅助电路的电力转换装置，该电力转换装置具备有效的控制电路。
附图说明
图1是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图2是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图3是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图4是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图5是表示实施方式的泄漏电感器或追加电感器的图。
图6是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的波形例子的图。
图7是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图8是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图9是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图10是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图11是表示实施方式的ZVS辅助电路的变形例的电路结构的一例的图。
图12是表示实施方式的ZVS辅助电路的变形例的电路结构的一例的图。
图13是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置的电路结构的一例的图。
图14是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图15是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图16是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图17是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的波形例子的图。
图18是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图19是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图20是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图21(A)、(B)、(C)是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图22是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图23是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图24是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图25是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的波形例子的图。
图26是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图27是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图28是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的等效电路的一例的图。
图29是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的波形例子的图。
图30是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图31(A)、(B)是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图32是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图33是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图34是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图35是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图36是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图37是表示实施方式的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置的结构例的图。
图38是表示实施方式的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置的结构例的图。
图39是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图40是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图41是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图42是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置的电路结构的一例的图。
图43是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的多相电力转换装置的电路结构的一例的图。
图44是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
图45是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的电路结构的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
以下的实施方式中，开关元件在接通状态时设为导通的状态，开关元件在断开状态时设为打开的状态。
(具备ZVS辅助电路的电力转换装置的基本结构例)
参照图1～图5说明具备ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的电力转换装置的基本结构例。
在图1～图5中表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图1的例子的电力转换装置〉
图1是表示实施方式的具备ZVS辅助电路A1的电力转换装置1的电路结构的一例的图。
图1的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1具备主电路和ZVS辅助电路A1。
主电路具备：由MOS型FET(Field Effect Transistor)构成的主开关元件11(Qmain)、主二极管12(Dm)、作为输出电容器的电容器13(Co)、以及耦合电感器的初级绕阻31(Np)。
另外，在图1中表示有直流的电源21(Vi)。在此，电源21例如也可以是通过整流电路(例如，二极管桥等)将商用的交流电源转换成直流的电源。
此外，一般而言，在耦合电感器中，成为构成要素的2个以上的绕阻相互磁耦合。作为该绕阻，例如，具有初级绕阻及次级绕阻，另外，也有时具有三级绕阻、辅助绕阻等。
为了便于说明，在电力转换装置1中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T1、第二输出端子T2进行说明。在图1的例子中，第一输出端子T1为接地(GND)侧，第二输出端子T2为正(+)侧。
在此，主电路中，将电源21及开关元件11中的每一个连接于耦合电感器的初级绕阻31的两端中的每一端。开关元件11和二极管12串联地连接。开关元件11和二极管12的串联电路与电容器13并联。
ZVS辅助电路A1具备：耦合电感器的初级绕阻31(Np)、次级绕阻32(Ns)、三级绕阻33(Nt)、二极管34(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件35(Qsub)、二极管36(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器37(Cs)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻31(Np)不包含于ZVS辅助电路A1中。
将第一输出端子T1、电容器13的一端、开关元件11的源极、以及电源21的一端(在图1的例子中，一端子)连接。
将第二输出端子T2、电容器13的另一端、以及二极管12的阴极连接。
将电源21的另一端(在图1的例子中，+端子)和ZVS辅助电路A1的初级绕阻31的一端连接。
将初级绕阻31的另一端、开关元件11的漏极、以及二极管12的阳极连接。
将第一输出端子T1、电容器37的一端、三级绕阻33的一端、以及开关元件35的源极连接。
将开关元件35的漏极和二极管34的阴极连接。
将二极管34的阳极和次级绕阻32的一端连接。
将次级绕阻32的另一端、电容器37的另一端、以及二极管36的阴极连接。
将三级绕阻33的另一端和二极管36的阳极连接。
〈图2的例子的电力转换装置〉
图2是表示实施方式的具备ZVS辅助电路A2的电力转换装置2的电路结构的一例的图。
在图2的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置2具备主电路和ZVS辅助电路A2。
主电路与图1的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图2中表示有与图1所示的电源一样的电源21(Vi)。
ZVS辅助电路A2具备与图1的例子的ZVS辅助电路A1一样的电路元件，使用相同的符号图示该电路元件。
与图1的例子的ZVS辅助电路A1相比，ZVS辅助电路A2在电容器37的一端、三级绕阻33的一端、及开关元件35的源极不与第一输出端子T1连接的方面上不同。
在此，ZVS辅助电路A2的负(－)电位通常设为与主开关元件11相同的接地电位，也可以设为任意的电位。
在图2的例子中，电容器37的一端、三级绕阻33的一端、及开关元件35的源极也可以与任意电位的端子连接。
〈图3的例子的电力转换装置〉
图3是表示实施方式的具备ZVS辅助电路A3的电力转换装置3的电路结构的一例的图。
在图3的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置3具备主电路和ZVS辅助电路A3。
主电路与图1的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图3中示出与图1所示的电源一样的电源21(Vi)。
在ZVS辅助电路A3中，使用相同的符号图示与图1的例子的ZVS辅助电路A1一样的电路元件。
与图1的例子的ZVS辅助电路A1相比，ZVS辅助电路A3代替具备图1所示的三级绕阻33和二极管36，而具备将它们的连接顺序颠倒的三级绕阻41(Nt)和二极管42(Ds2)。
将二极管42的阳极与第一输出端子T1连接。
将二极管42的阴极和三级绕阻41的一端连接。
将三级绕阻41的另一端和次级绕阻32的另一端及电容器37的另一端连接。
〈图4的例子的电力转换装置〉
图4是表示实施方式的具备ZVS辅助电路A4的电力转换装置4的电路结构的一例的图。
在图4的例子中省略控制电路的图示。
电力转换装置4具备主电路和ZVS辅助电路A4。
主电路与图1的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图4中示出与图1所示的电源一样的电源21(Vi)。
在ZVS辅助电路A4中，使用相同的符号图示与图1的例子的ZVS辅助电路A1一样的电路元件。
与图1的例子的ZVS辅助电路A1相比，ZVS辅助电路A4代替具备图1所示的次级绕阻32、三级绕阻33、二极管36，而具备绕阻51(Nc＝Ns－Nt)、三级绕阻52(Nt)、二极管53(Ds2)。
将绕阻51的一端和二极管34的阳极连接。
将绕阻51的另一端和三级绕阻52的一端连接。
将三级绕阻52的另一端和电容器37的另一端连接。
将二极管53的阴极和第一输出端子T1连接。
将二极管53的另一端、绕阻51的另一端、以及三级绕阻52的一端连接。
利用绕阻51和三级绕阻52构成次级绕阻(Ns)。
在此，在本实施方式中，为了便于说明，带抽头的绕组由两个绕阻(图4的例子中，绕阻51和三级绕阻52)构成进行说明，但这两个绕阻也可以作为带抽头的一个绕阻进行说明。
图5是表示实施方式的泄漏电感器或追加电感器的图。
追加电感器用于例如需要调整的情况。
在图5中示出图1所示的ZVS辅助电路A1中的一部分电路(与次级绕阻32及三级绕阻33相关的电路)。
例如，存在于次级绕阻32和二极管34之间的电感器71相当于次级绕阻32的泄漏电感器(Lks)。或者，也可以将作为追加电感器(Ladd)的电感器71设置于次级绕阻32和二极管34之间(插入部位)。
例如，存在于三级绕阻33和二极管36之间的电感器72相当于三级绕阻33的泄漏电感器(Lkt)。或者，也可以将作为追加电感器(Ladd)的电感器72设置于三级绕阻33和二极管36之间(插入部位)。
在本实施方式中，ZVS辅助电路A1(ZVS辅助电路A2～A4也一样)使泄漏电感器或对其追加的电感器(追加电感器)和谐振容量成分(Cr)产生谐振动作，该泄漏电感器是抽头电感器的次级绕阻32和三级绕阻33的一方或双方中的电感器，该谐振容量成分(Cr)与主开关(图1～图4的例子中，开关元件11)和主整流元件(图1～图4的例子中，二极管12)并联。
在此，与开关并联的谐振容量成分(Cr)相当于开关的寄生电容成分和与开关并联地连接的电容器的容量的合计。
〈电力转换装置的动作例〉
参照图6说明在图1所示的电力转换装置1中进行的动作的例子。
此外，在图2～图4所示的电力转换装置2～4中进行的动作的例子也一样。
图6是表示实施方式的具备ZVS辅助电路A1的电力转换装置1中的波形例子的图。
在本实施方式中，通过由控制部进行的控制，开关元件35(Qsub)接通后，开关元件11(Qmain)接通。另外，通过该控制，在开关元件35(Qsub)断开或与此同时，开关元件11(Qmain)断开。
在图6所示的图表中，横轴表示时间(t)，纵轴表示各个波形的电平。
在图6(A)中示出表示开关元件35(Qsub)的栅极(Gate)的接通(ON)和断开(OFF)的波形2011。
在图6(B)中示出表示开关元件11(Qmain)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形2012。
在图6(C)中示出在开关元件35(Qsub)流通的电流的波形2013。
另外，在图6(C)中，关于模式5示出向二极管36流通的电流(IDs2)。
在图6(D)中示出换算了次级绕阻32(Ns)侧的初级绕阻31(Np)侧的等效电路中的向励磁电感器Lm流通的电流的波形2014。
另外，在图6(D)中示出在开关元件11(Qmain)流通的电流的波形2015。
另外，在图6(D)中，关于模式2及模式3示出输入电流Iin的波形。
在图6(E)中示出换算了次级绕阻32(Ns)侧的初级绕阻31(Np)侧的等效电路中的对励磁电感器Lm施加的电压的波形2016。
在图6(F)中示出对开关元件35(Qsub)施加的电压的波形2017。
在图6(G)中示出对开关元件11(Qmain)施加的电压的波形2018。
在图6中示出作为动作模式的模式(Mode)的转变。
在电力转换装置1中，随着时间的流逝，从模式1的状态到模式7的状态依次转变，在模式7的状态后再次恢复成模式1的状态。
在此，表示图6所示的模式1～模式7的概略。
此外，在此，假定理想器件，输入电压Vi在开关周期Tsw的期间设为一定。
(模式1)
模式1的期间是电感器励磁电流ILm导通二极管12(Dm)的转换器的断开占空期间。
(模式2)
在模式2的期间，开关元件35(Qsub)接通。而且，在开关元件35(Qsub)流通的电流以规定的电流斜率增加，输入电流Iin减少。
(模式3)
在模式3的期间，在二极管12(Dm)流通的电流成为0[A]，二极管12(Dm)断开。此时，得到基于规定的电流斜率的软恢复动作，能够降低二极管12(Dm)的恢复损耗。
在此，作为ZVS接通条件，假定施加于开关元件11(Qmain)的电压的最小值为0以下的情况时，得到(式1)的ZVS条件。
(式1)中，对普通的升压电路的电流临界模式(CRM)的ZVS条件即(Vo＞Vi/2)追加可调整的Nt/Ns。通过设计满足(式1)的Ns和Nt的匝数比，可在全部输入电压的范围内实现ZVS。假定升压比下限的Vo＝Vi时，求得作为匝数比上限的Nt/Ns≦1/2。
(模式4)
在模式4的期间，通过谐振动作施加于开关元件11(Qmain)的电压成为0[V]时，开关元件11(Qmain)的体二极管导通。通过在该二极管导通期间tm4＿Neg.之间接通开关元件11(Qmain)，成为ZVS接通。
在此，对泄漏电感器(Lks)施加规定电压，在开关元件35(Qsub)流通的电流以规定的电流斜率减少。输入电流Iin以规定的电流斜率增加至励磁电流ILm。
(模式5)
在模式5的期间，输入电流Iin达到励磁电流ILm，并向转换器的接通占空期间转移。在辅助二极管(Ds1)流通的电流成为0[A]，通过基于规定的电流斜率的软恢复动作而断开。
此外，辅助电容器(Cs)的电压由于模式2～模式4中的辅助电流而减少，因此，从三级绕阻流通经由泄漏电感器(Lkt)和二极管(Ds2)的充电电流。该充电电流经由变压器与输入电流Iin重叠并在开关元件11(Qmain)流通。
(模式6)
在模式6的期间，当辅助电容器(Cs)的充电完成时，仅励磁电流ILm导通开关元件11(Qmain)。
此外，当在模式4～模式6之间断开开关元件35(Qsub)时，不会产生开关元件35(Qsub)的断开损失。
(模式7)
在模式7的期间，断开开关元件11(Qmain)。此时，通过二极管12和开关元件11(Qmain)的各个并联电容器，成为ZVS断开。
在此，当励磁电感器(Lm)充分大且电流源近似时，施加于开关元件11(Qmain)的电压上升并到达输出电压Vo，再次转移至模式1。
此外，开关元件35(Qsub)已经断开，但通过电压施加，流通寄生电容充电电流ICoss。
如上，在本实施方式的电力转换装置1～4中，能够提高ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短ZVS辅助电路A1～A4中的谐振电流的复位期间，并降低主开关(Qmain)的断开损失。
在本实施方式的电力转换装置1～4中，通过降低辅助电容器(Cs)的偏置电压，能够缩短ZVS辅助电路A1～A4中的谐振电流的复位期间并降低主开关(Qmain)的断开损失。
在本实施方式的电力转换装置1～4中，能够以ZVS辅助电路的电压不依赖于主电路的电压的方式构成，能够抑制器件高成本化等。
在本实施方式的电力转换装置1～4中，通过抽头电感器实现的少的零件数量，实现低dI/dt实现的软恢复效果和谐振动作实现的ZVS及Valley开关，可进行损失降低和低噪声化。另外，在本实施方式的电力转换装置1～4中，能够通过匝数比任意设计ZVS辅助电路A1～A4的电压，能够提高器件选定的自由度。
在本实施方式的电力转换装置1～4中，能够通过使用了耦合电感器的少的零件数量实现ZVS，且根据耦合电感器的匝数比选定期望的元件耐压。因此，能够期待恢复特性优异、寄生电容充电的振铃少的功率半导体的选定。另外，在本实施方式的电力转换装置1～4中，通过辅助电容器(Cs)能够在较宽的输入输出电压比下进行ZVS动作。
此外，子开关元件(Qsub)成为ZCS(Zero Current Switching)接通，因此，寄生电容电荷由于开关的接通电阻而放电消耗，但通过进行低电压化，也能够期待寄生电容损失的降低。
在此，在本实施方式的电力转换装置1～4中，示出了使用FET作为开关元件的情况，但也可以使用其它的开关元件。
另外，在本实施方式的电力转换装置1～4中，示出了使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管12(Dm)。
本实施方式的ZVS辅助电路可适用于例如以将耦合电感器的初级绕阻(Np)平滑、升压或降压为目的而连接的升压转换器、降压转换器、升降压转换器、或反激转换器。
在此，在图1～图4的例子中示出了使用直流的电源21的情况，但作为其它的结构例，该电源也可以是包含脉动电流的全波整流电压或半波整流电压，也可适用于普通的功率因数改善电路(PFC)。
(具备ZVS辅助电路的电力转换装置的应用结构例)
参照图7～图10说明具备ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的电力转换装置的应用结构例。
〈图7的例子的电力转换装置〉
图7是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置101的电路结构的一例的图。
在图7的例子中省略控制电路的图示。
电力转换装置101具备主电路、ZVS辅助电路、二极管118。
主电路与图1的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻111(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图7中示出与图1所示的电源一样的电源21(Vi)。
另外，在图7中示出与第一输出端子T1连接的接地端子G1。
图7的例子的ZVS辅助电路具备与图4的例子的ZVS辅助电路A4一样的电路元件。
具体而言，图7的例子的ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻111(Np)、绕阻112(Nc)、三级绕阻113(Nt)、二极管114(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件115(Qsub)、二极管116(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器117(Cs)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻111(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻112和三级绕阻113构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
在此，图7的例子的ZVS辅助电路具有与图4的例子的ZVS辅助电路A4一样的电路结构。此外，在图7的例子中，与图4的例子相比，在附图中左右相反(初级绕阻111的极性を左右相反)地表示ZVS辅助电路的电路结构。
与图4所示的电力转换装置4相比，电力转换装置101还具备二极管118。
二极管118的阳极与二极管116的阴极连接。
在图7的例子的电力转换装置101中，在二极管116的阴极中能够得到电压源(Vcc)。
该电压源(Vcc)也可以在任意用途中使用，例如也可以用于开关元件11或开关元件115的栅极电压的控制。
在此，在图7所示的电力转换装置101中，满足ZVS条件的匝数比(turn ratio)以(式1)表示。在(式1)中，Nt表示三级绕阻113的匝数，Ns表示次级绕阻的匝数，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T1和第二输出端子T2之间的电压)，Vi表示电源21的电压。
【式1】
Figure BDA0003570336930000161
此外，电力转换装置101的ZVS辅助电路的动作原理与图1～图4所示的ZVS辅助电路A1～A4一样。
〈图8的例子的电力转换装置〉
图8是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置102的电路结构的一例的图。
电力转换装置102由反向(降压型)转换器构成。
在图8的例子中省略控制电路的图示。
电力转换装置102具备主电路、ZVS辅助电路、二极管158。
主电路具备：作为输出电容器的电容器131(Co)、由MOS型FET构成的主开关元件132(Qmain)、主二极管133(Dm)、以及耦合电感器的初级绕阻151(Np)。
另外，在图8中示出直流的电源121(Vi)。在此，电源121与图7所示的电源21一样。
为了便于说明，在电力转换装置102中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T11、第二输出端子T12进行说明。在图8的例子中，第一输出端子T11为接地(GND)侧，第二输出端子T12为正(+)侧。
在图8中示出与第一输出端子T11连接的接地端子G1。
在此，在主电路中，电源121和开关元件132的串联电路、二极管133、电容器131与耦合电感器的初级绕阻151的一端并联地连接。
将第一输出端子T11、电容器131的一端、二极管156的阳极、以及电源121的一端(图8的例子中，一端子)连接。
将电源121的另一端(图8的例子中，+端子)和开关元件132的漏极连接。
将第二输出端子T12和电容器131的另一端连接。
将二极管133的阴极及开关元件132的源极经由ZVS辅助电路的初级绕阻111与第二输出端子T12连接。
ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻151(Np)、绕阻152(Nc)、三级绕阻153(Nt)、二极管154(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件155(Qsub)、二极管156(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器157(Cs)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻151(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻152和三级绕阻153构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
图8的例子的ZVS辅助电路的电路结构与图7所示的ZVS辅助电路一样。
图8的例子的ZVS辅助电路配置于主电路的电容器131和二极管133之间。
电力转换装置102还具备二极管158。
二极管158的阳极与二极管156的阴极连接。
在图8的例子的电力转换装置102中，在二极管156的阴极能够得到电压源(Vcc)。
该电压源(Vcc)也可以在任意用途中使用，也可以用于例如开关元件132或开关元件155的栅极电压的控制。
在此，在图8所示的电力转换装置102中，满足ZVS条件的匝数比(turn ratio)以(式2)表示。在(式2)中，Nt表示三级绕阻153的匝数，Ns表示次级绕阻的匝数，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T11和第二输出端子T12之间的电压)，Vi表示电源121的电压。
【式2】
Figure BDA0003570336930000181
此外，电力转换装置102中的ZVS辅助电路的动作原理与图1～图4所示的ZVS辅助电路A1～A4一样。
〈图9的例子的电力转换装置〉
图9是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置103的电路结构的一例的图。
电力转换装置103由反向升压(升降压型)转换器构成。
在图9的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置103具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路具备作为输出电容器的电容器181(Co)、主二极管182(Dm)、由MOS型FET构成的主开关元件183(Qmain)、耦合电感器的初级绕阻211(Np)。
另外，在图9中示出直流的电源171(Vi)。在此，电源171与图7所示的电源21一样。
为了便于说明，在电力转换装置103中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T21、第二输出端子T22进行说明。在图9的例子中，第一输出端子T21为接地(GND)侧，第二输出端子T22为正(+)侧。
在此，主电路中，电源171和开关元件183的串联电路、二极管182和电容器181的连接电路与耦合电感器的初级绕阻211并联地连接。
将第一输出端子T21、电容器181的一端、以及电源171的一端(图9的例子中，一端子)连接。
将电源171的另一端(图9的例子中，+端子)和开关元件183的漏极连接。
将第二输出端子T22、电容器181的另一端、以及二极管182的阳极连接。
将二极管182的阴极和开关元件183的源极连接。
ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻211(Np)、绕阻212(Nc)、三级绕阻213(Nt)、二极管214(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件215(Qsub)、二极管216(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器217(Cs)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻211(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻212和三级绕阻213构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
初级绕阻211的一端与第一输出端子T21连接。
初级绕阻211的另一端与二极管182的阴极及开关元件183的源极连接。
另外，除初级绕阻211的配置之外，图9的例子的ZVS辅助电路的电路结构与图7所示的ZVS辅助电路一样。
图9的例子的ZVS辅助电路配置于主电路的电容器181和初级绕阻211之间。
在此，在图9所示的电力转换装置103中，满足ZVS条件的匝数比(turn ratio)以(式3)表示。在(式3)中，Nt表示三级绕阻213的匝数，Ns表示次级绕阻的匝数，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T21和第二输出端子T22之间的电压)，Vi表示电源171的电压。
【式3】
Figure BDA0003570336930000201
此外，电力转换装置103中的ZVS辅助电路的动作原理与图1～图4所示的ZVS辅助电路A1～A4一样。
另外，在本实施方式的电力转换装置103中，示出使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管182(Dm)。
〈图10的例子的电力转换装置〉
图10是表示实施方式的ZVS辅助电路的应用例的电力转换装置104的电路结构的一例的图。
电力转换装置104由反激转换器构成。
在图10的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置104具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路具备：作为输出电容器的电容器241(Co)、主二极管242(Dm)、构成开关变压器的两个绕阻(称为绕阻243、及初级绕阻244(Np)进行说明。)、以及由MOS型FET构成的主开关元件245(Qmain)。
绕阻243和初级绕阻244的匝数比成为1对n。
另外，在图10中示出直流的电源251(Vi)。在此，电源251与图7所示的电源21一样。
为了便于说明，在电力转换装置104中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T31、第二输出端子T32进行说明。在图10的例子中，第一输出端子T31为接地(GND)侧，第二输出端子T32为正(+)侧。
在此，在主电路中，将电源251及开关元件245中的每一个连接于耦合电感器的初级绕阻244的两端中的每一端。与初级绕阻244成对的绕阻243和二极管242的串联电路、与电容器241并联地连接。
将第一输出端子T31、电容器241的一端、以及绕阻243的一端连接。
将绕阻243的另一端和二极管242的阳极连接。
将第二输出端子T32、电容器241的另一端、以及二极管242的阴极连接。
将电源251的一端(图10的例子中，一端子)和开关元件245的源极连接。
将开关元件183的漏极和初级绕阻244的一端连接。
将初级绕阻244的另一端和电源251的另一端(图10的例子中，+端子)连接。
ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻244(Np)、绕阻261(Nc)、三级绕阻262(Nt)、二极管263(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件264(Qsub)、二极管265(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器266(Cs)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻244(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻261和三级绕阻262构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
除初级绕阻244的配置之外，图10的例子的ZVS辅助电路的电路结构与图4所示的ZVS辅助电路A4一样。
图10的例子的ZVS辅助电路配置于主电路的开关元件245和电源251之间。
在此，在图10所示的电力转换装置104中，满足ZVS条件的匝数比(turn ratio)以(式4)表示。在(式4)中，Nt表示三级绕阻262的匝数，Ns表示次级绕阻的匝数，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T31和第二输出端子T32之间的电压)，Vi表示电源251的电压，n表示由绕阻243和初级绕阻244构成的变压器的匝数比。
【式4】
Figure BDA0003570336930000211
此外，电力转换装置104中的ZVS辅助电路的动作原理与图1～图4所示的ZVS辅助电路A1～A4一样。
另外，在本实施方式的电力转换装置104中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管242(Dm)。
在此，在图7～图10的例子中，示出使用直流的电源21、121、171、251的情况，作为其它的结构例，该电源也可以是包含脉动电流的全波整流电压或半波整流电压，也可适用于普通的功率因数改善电路(PFC)。
(ZVS辅助电路的变形例)
参照图11～图12说明ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的变形例。
〈图11的例子的ZVS辅助电路〉
图11是表示实施方式的ZVS辅助电路301的变形例的电路结构的一例的图。
ZVS辅助电路301是图2所示的ZVS辅助电路A2中次级绕阻的匝数(Ns)和三级绕阻的匝数(Nt)的匝数比为2对1(Ns：Nt＝2：1)的情况的变形例。
在图11的例子中，对耦合电感器的初级绕阻(Np)省略图示。
ZVS辅助电路301具备：次级绕阻311(Ns)、由MOS型FET构成的子开关元件312(Qsub)、作为辅助电容器的电容器313(Cs)、二极管314(Ds1’)、二极管315(Ds2’)、作为辅助电容器的电容器316(Cs)、以及二极管317(Ds1’)。
将开关元件312的源极、二极管314的阳极、以及电容器316的一端连接。
将开关元件312的漏极和次级绕阻311的一端连接。
将二极管314的阴极、电容器313的一端、以及二极管315的阳极连接。
将电容器316的另一端、二极管315的阴极、以及二极管317的阳极连接。
将次级绕阻311的另一端、电容器313的另一端、以及二极管317的阴极连接。
〈图12的例子的ZVS辅助电路〉
图12是表示实施方式的ZVS辅助电路302的变形例的电路结构的一例的图。
ZVS辅助电路302是图2所示的ZVS辅助电路A2中次级绕阻的匝数(Ns)和三级绕阻的匝数(Nt)的匝数比为3对1(Ns：Nt＝3：1)的情况的变形例。
在图12的例子中，对耦合电感器的初级绕阻(Np)省略图示。
ZVS辅助电路302具备次级绕阻331(Ns)、由MOS型FET构成的子开关元件332(Qsub)、作为辅助电容器的电容器333(Cs)、二极管334(Ds1’)、二极管335(Ds2’)、作为辅助电容器的电容器336(Cs)、二极管337(Ds2’)、二极管338(Ds1’)、二极管339(Ds1’)、作为辅助电容器的电容器340(Cs)、二极管341(Ds1’)。
将开关元件332的源极、二极管334的阳极、电容器336的一端、以及二极管339的阳极连接。
将开关元件332的漏极和次级绕阻331的一端连接。
将二极管334的阴极、电容器333的一端、以及二极管335的阳极连接。
将二极管339的阴极、电容器340的一端、以及二极管337的阳极连接。
将二极管335的阴极、电容器340的另一端、以及二极管341的阳极连接。
将二极管337的阴极、电容器336的另一端、以及二极管338的阳极连接。
将次级绕阻331的另一端、二极管338的阴极、电容器333的另一端、以及二极管341的阴极连接。
此外，在图11的例子中表示(Ns：Nt＝2：1)的情况，在图12的例子中表示(Ns：Nt＝3：1)的情况，但(Ns：Nt＝q：1)且q为4以上的情况也同样可以是变形电路的结构。
如图11及图12的例子，通过非线形电容器能够简化辅助绕阻及端子数(针数)。非线形电容器的串联数m越大，零件数量越不利，但能够减少抽头电感器的针数。在该情况下，成为Nt/Ns＝1/m。
在此，在图11～图12的例子中表示了将ZVS辅助电路的变形例应用于升压转换器的情况，但ZVS辅助电路的变形例也可以适用于反向转换器、反向升压转换器、或反激转换器。
此外，能够与图11及图12的例子一样，在(Ns：Nt＝q：1)的情况下，构成组合了1个以上的整流元件(Ds1’)、1个以上的整流元件(Ds2’)、q个辅助电容器(Cs)、开关元件(Qsub)、以及次级绕阻(Ns)的电路，在整流元件(Ds1’)和整流元件(Ds2’)中的任一方接通且另一方断开时，成为将q个辅助电容器(Cs)串联地连接的等效电路，在该另一方接通且该一方断开时，成为将q个辅助电容器(Cs)并联地连接的等效电路。
在图11的例子的电路中，具有耦合电感器的次级绕阻(Ns)、辅助电容器(Cs)、经由整流元件(Ds2’)的阳极的阴极、辅助电容器(Cs)、以及辅助开关元件(Qsub)连接的闭环电路，还具有辅助电容器(Cs)、次级绕阻(Ns)、辅助开关元件(Qsub)、以及整流元件(Ds1’)连接的闭环电路。
在图12的例子的电路中，包含具有与图11的例子一样的连接规则的辅助电容器(Cs)、整流元件(Ds1’)、以及整流元件(Ds2’)，例如具有由整流元件(Ds1’)、辅助电容器(Cs)、以及整流元件(Ds1’)构成的级联连接电路。
(具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置的结构例)
参照图13说明具备ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的多相电力转换装置的结构例。
在图13中示出电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图13的例子的ZVS辅助电路〉
图13是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置401的电路结构的一例的图。
在图13的例子中，表示两相电力转换装置401的结构例。
在图13的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置401具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路具备：第一相中的由MOS型FET构成的主开关元件411(Qmain)及主二极管412(Dm)、第二相中的由MOS型FET构成的主开关元件413(Qmain)及主二极管414(Dm)、作为输出电容器的电容器415(Co)、与第一相对应的耦合电感器的初级绕阻431(Np)、以及与第二相对应的耦合电感器(Np)的初级绕阻432(Np)。
在图13中示出电源423。
为了便于说明，在电力转换装置401中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T51、第二输出端子T52进行说明。在图13的例子中，第一输出端子T51为接地(GND)侧，第二输出端子T52为正(+)侧。
ZVS辅助电路具备与第一相对应的耦合电感器的初级绕阻431(Np)、与第二相对应的耦合电感器的初级绕阻432(Np)。
另外，ZVS辅助电路作为与第一相的初级绕阻431对应的电路部，具备：绕阻441(Nt)、三级绕阻442、二极管445(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件446(Qsub)、二极管447(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器448(Cs)。
利用绕阻441和三级绕阻442构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
另外，ZVS辅助电路作为与第二相的初级绕阻432对应的电路部，具备：绕阻451(Nt)、三级绕阻452、二极管453(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件454(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻431(Np)及耦合电感器的初级绕阻432(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻451和三级绕阻452构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
此外，在此，为了统一说明具备二极管461的情况，分成绕阻451(Nt)和三级绕阻452进行说明，但在不具备二极管461的情况下，绕阻451(Nt)及三级绕阻452作为没有抽头的一个绕阻说明。
将第一输出端子T51、电容器415的一端、开关元件411的源极、开关元件413的源极、以及电源423的一端(在图1的例子中，一端子)连接。
将第二输出端子T52、电容器415的另一端、二极管412的阴极、以及二极管414的阴极连接。
将电源423的另一端(在图1的例子中，+端子)和ZVS辅助电路的初级绕阻431的一端及初级绕阻432的一端连接。
将初级绕阻431的另一端、开关元件411的漏极、以及二极管412的阳极连接。
将初级绕阻432的另一端、开关元件413的漏极、以及二极管414的阳极连接。
在此，ZVS辅助电路的第一相的电路部具有与图4的例子的ZVS辅助电路A4一样的电路结构。
另外，ZVS辅助电路的第二相的电路部共用第一相的电容器448。
另外，在ZVS辅助电路的第二相的电路部中，可以具备二极管461，或也可以不具备二极管461。在具备二极管461的情况下，二极管461的阳极与第一输出端子T51连接，二极管461的阴极与绕阻451和三级绕阻452之间的点连接。
此外，在图13的例子中，示出两相的电力转换装置401的结构例，但也可在3相以上的电力转换装置中具备与各相对应的ZVS辅助电路的电路部。
另外，在图13的例子中，表示了在ZVS辅助电路中的第一相的电路部和第二相的电路部共用一部分电路元件(在图13的例子中，电容器448)的结构例，也可以按各个相分别具备ZVS辅助电路的电路部。
在此，在图13的例子中，表示了将ZVS辅助电路应用于多相的升压转换器的情况，但ZVS辅助电路也可以适用于多相的反向转换器、多相的反向升压转换器、或多相的反激转换器。
在此，在图13的例子中，表示了使用直流的电源423情况，但作为其它的结构例，该电源也可以是包含脉动电流的全波整流电压或半波整流电压，也可适用于普通的功率因数改善电路(PFC)。
另外，在本实施方式的电力转换装置401中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管412(Dm)及主二极管414(Dm)。
(具备ZVS辅助电路的、由交流转换器的电力转换装置的结构例)
参照图14～图16说明具备ZVS辅助电路的、由交流转换器的电力转换装置的结构例。
在图14～图16中表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图14的例子的电力转换装置〉
图14是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置501的电路结构的一例的图。
在图14的例子中，省略控制电路的图示。
此外，图14的例子为对图腾柱PFC的应用电路例。在图14的例子中，在ZVS辅助电路中，通过电流极性控制上下臂的辅助动作的有无。
电力转换装置501具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路具备：由MOS型FET构成的主开关元件511(Qmain)及开关元件512(Qmain)、输入电压的半波整流元件即半波整流二极管513(BD+)及半波整流二极管514(BD－)、作为输出电容器的电容器515(Co)、以及耦合电感器的初级绕阻541(Np)。
另外，在图14中示出交流的电源523(Vi)。在此，电源523例如也可以是商用的交流电源。
在此，就作为两个主开关元件(Qmain)的开关元件511及开关元件512而言，在交流的电源523为正的期间，开关元件512成为承担初级绕阻541的励磁电流的续流动作的主整流元件(QSR+)，另外，在交流的电源523为负的期间，开关元件511成为承担初级绕阻541的励磁电流的续流动作的主整流元件(QSR－)。
这样，根据输入电压的正负，作为两个主开关元件(Qmain)的开关元件511及开关元件512的任一方成为主整流元件(QSR)。
为了便于说明，在电力转换装置501中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T61、第二输出端子T62进行说明。在图14的例子中，第一输出端子T61为接地(GND)侧，第二输出端子T62为正(+)侧。
ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻541(Np)、绕阻542(Nc)、三级绕阻543(Nt)、二极管544(Ds1+)、由MOS型FET构成的开关元件545(Qsub+)、二极管546(Ds2+)、以及作为辅助电容器的电容器547(Cs+)。
另外，ZVS辅助电路具备：二极管548(Ds1－)、由MOS型FET构成的开关元件549(Qsub－)、二极管550(Ds2－)、以及作为辅助电容器的电容器551(Cs－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻541(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻542和三级绕阻543构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
将第一输出端子T61、电容器515的一端、半波整流二极管513的阳极、开关元件511的源极、开关元件545的源极、二极管546的阳极、以及电容器547的一端连接。
将第二输出端子T62、电容器515的另一端、半波整流二极管514的阴极、以及开关元件512的漏极连接。
将电源523的一端(在图1的例子中，一端子)、半波整流二极管513的阴极、以及半波整流二极管514的阳极连接。
将电源523的另一端(在图1的例子中，+端子)和初级绕阻541的一端连接。
将初级绕阻541的另一端、开关元件511的漏极、以及开关元件512的源极连接。
将开关元件545的漏极和二极管544的阴极连接。
将绕阻542的一端、二极管544的阳极、以及开关元件549的源极连接。
将绕阻542的另一端、三级绕阻543的一端、二极管546的阴极、以及二极管550的阳极连接。
将三级绕阻543的另一端、电容器547的另一端、以及电容器551的一端连接。
将开关元件549的漏极和二极管548的阴极连接。
将电容器551的另一端、二极管550的阴极、以及二极管548的阳极连接。
在图14的例子中示出方向P1。
在图14的例子中，将方向P1设为极性为+的方向。
〈图15的例子的电力转换装置〉
图15是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置502的电路结构的一例的图。
此外，图15的例子是对图腾柱PFC的应用电路例。
在图15的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置502具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路与图14的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，初级绕阻541及方向P1也与图14的例子一样，使用相同的符号进行图示。
另外，在图15中示出与图14所示的电源一样的电源523。
ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻541(Np)、绕阻572(Nc)及三级绕阻573(Nt)、绕阻574及三级绕阻575、二极管576(Ds1+)、由MOS型FET构成的开关元件577(Qsub+)、晶闸管578(SCR+)、以及作为辅助电容器的电容器579(Cs)。
另外，ZVS辅助电路具备二极管580(Ds1－)、由MOS型FET构成的开关元件581(Qsub－)、以及晶闸管582(SCR－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻541(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻572和三级绕阻573构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
利用绕阻574和三级绕阻575构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
电容器579在三级绕阻573和三级绕阻575中共用。
在此，与图4所示的ZVS辅助电路A4相比，由初级绕阻541、绕阻572(Nc)及三级绕阻573、二极管576、开关元件577、晶闸管578、以及电容器579构成的电路部除了具备晶闸管578来代替图4所示的二极管53的方面之外，其余相同。此外，在图15的例子中，与图4的例子相比，在附图中左右颠倒(使绕阻572及三级绕阻573的极性左右颠倒)地表示该电路部的电路结构。
另外，与图4所示的ZVS辅助电路A4相比，由初级绕阻541、绕阻574(Nc)及三级绕阻575、二极管580、开关元件581、晶闸管582、以及电容器579构成的电路部除了具备晶闸管582来代替图4所示的二极管53的方面之外，其余相同。
在图15的例子的电力转换装置502中，仅利用低侧驱动器实现，根据电流的极性控制晶闸管578及晶闸管582的驱动。
〈图16的例子的电力转换装置〉
图16是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置503的电路结构的一例的图。
此外，图16的例子是对图腾柱PFC的应用电路例。
在图16的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置503具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路与图14的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，初级绕阻541及方向P1也与图14的例子一样，使用相同的符号进行图示。
另外，在图16中示出与图14所示的电源一样的电源523。
与图15的例子的ZVS辅助电路相比，ZVS辅助电路除了具备二极管592、593来代替图15所示的晶闸管578、582的方面和具备作为开关元件的FET591的方面之外，其余相同，使用相同的符号进行图示。
FET591具备于第一输出端子T61和电容器579之间。
FET591的源极与第一输出端子T61连接。FET591的漏极与电容器579的一端连接。
FET591成为开关元件577(Qsub+)和开关元件581(Qsub－)的或驱动开关。
参照图17统一说明图16所示的电力转换装置502及图17所示的电力转换装置503中进行的动作的例子。
图17是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的、由交流转换器的电力转换装置502、503的波形例子的图。
在电力转换装置502中，通过由控制部进行的控制，切换开关元件577(Qsub+)的接通/断开、开关元件581(Qsub－)的接通/断开、晶闸管578(SCR+)的接通/断开、以及晶闸管582(SCR－)的接通/断开。
在电力转换装置503中，通过由控制部进行的控制，切换开关元件577(Qsub+)的接通/断开、开关元件581(Qsub－)的接通/断开、以及FET591的接通/断开。
在图17所示的图表中，横轴表示时间(t)，纵轴表示各个波形的电平。
在图17(A)中示出表示FET591的接通(ON)和断开(OFF)的波形2111。
在图17(B)中示出表示晶闸管582(SCR－)的接通(ON)和断开(OFF)的波形2112。
在图17(C)中示出表示晶闸管578(SCR+)的接通(ON)和断开(OFF)的波形2113。
在图17(D)中示出表示开关元件581(Qsub－)的接通(ON)和断开(OFF)的波形2114。
在图17(E)中示出表示开关元件577(Qsub+)的接通(ON)和断开(OFF)的波形2115。
在图17(F)中示出表示电源523的电压(Vi)的波形2116、及表示来自电源523的电流(Iin)的波形2117。
此外，在图14～图16的例子中，也可以将主电路的半波整流二极管513及半波整流二极管514中的每一个置换成MOS型FET等开关元件，在该情况下，实现双向转换器。
在此，在图14～图17的例子中，表示了将ZVS辅助电路应用于升压转换器的情况，但ZVS辅助电路也可以适用于反向转换器、反向升压转换器、或反激转换器。
此外，在图腾柱PFC中，在半波整流二极管(图14～图16的例子中，相当于半波整流二极管513、514)由于逆电流而断开，成为本谐振动作的障碍的情况下，与半波整流二极管(图14～图16的例子中，相当于半波整流二极管513、514)并联地连接容量成分，由此，能够防止对谐振动作的干涉。或者，通过以向半波整流二极管(图14～图16的例子中，相当于半波整流二极管513、514)流通逆电流的方式，将图14～图16的例子中的半波整流二极管513、514置换成FET等开关元件，也能够防止对谐振动作的干涉。
(ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例)
参照图18～图20说明ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的控制部(驱动电路)的结构例。
在图18～图20中表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图18的例子的ZVS辅助电路的控制部〉
图18是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
在图18中示出具有与图4所示的电力转换装置4一样的结构，并且具备控制部的电力转换装置601。在图18的例子中，对于与图4所示的电路部一样的电路部，使用相同的符号表示。
在图18中示出电源23。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
控制部具备：辅助绕阻611、运算器612、比较器613、AND614、AND615、接通延迟电路616、以及OR617。
AND614收入使能(Enable)信号和PWM(Pulse Width Modulation)信号，将它们的逻辑结果输出至开关元件35(Qsub)的栅极。
一般而言，接通延迟电路仅使上升沿延迟，断开延迟电路仅使下降沿延迟。
在此，在本实施方式中，控制IC(省略图示)输出使能信号及PWM信号。
使能信号是控制ZVS辅助的有无的信号。例如，可使用使能信号，根据条件停止ZVS辅助动作，并附加无效电流损失降低功能和防止对开关元件35(Qsub)的浪涌电压的功能。
辅助绕阻611的一端与第一输出端子T1连接，辅助绕阻611的另一端与比较器613的+输入端连接。
此外，也可以在辅助绕阻611和比较器613的+输入端之间设置从辅助绕阻611向比较器613的方向成为顺方向的二极管621，或也可以不设置。
运算器612与电容器37的另一端连接，将施加于电容器37的两端的电压设为K倍，并输出至比较器613的－输入端。
比较器613将与+输入端及－输入端的输入对应的值输出至AND615。
具体而言，比较器613在+输入端的输入大于－输入端的输入的情况下输出1值，在+输入端的输入小于－输入端的输入的情况下，输出0值。
AND615输出PWM信号及来自比较器613的输出，将它们的逻辑结果输出至OR617。
接通延迟电路616使PWM信号延迟地输出至OR617。
OR617输入来自AND615的输出及来自接通延迟电路616的输出，将它们的逻辑结果输出至开关元件11(Qmain)的栅极。
在此，由运算器612相乘的值(本例中，K倍)利用例如泄漏电感器(及具备追加电感器的情况下，追加电感器)求得，利用该值和施加于电容器37的两端的电压求得比较器613的阈值(－输入端的值)。
作为具体例，就仅由泄漏电感器(Lk)构成抽头电感器时的理论值而言，K＝1/2成为基本。但是，在泄漏电感比在初级绕阻和次级绕阻中不平衡的情况下，对应该情况而调整K。
在仅通过抽头电感器的泄漏电感器(Lk)进行谐振辅助的情况下，通过电容器37(Cs)的电压的1/2与三级绕阻52(Nt)或辅助绕阻611(Nt’)的电压的比较，能够确定开关元件11(Qmain)的接通的定时。
另外，在具有追加电感器(Ladd)的情况下，需要调整K，成为K＝1/2±α。α未调整值。
在使用追加电感器(Ladd)的情况下，改变比较的电容器37(Cs)的电压的系数K。
此外，将辅助绕阻611(Nt’)的匝数设为Nt/K，与电容器37(Cs)的电压比较，也实现相同的动作。
〈图19的例子的ZVS辅助电路的控制部〉
图19是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
在图19中示出具有与图4所示的电力转换装置4一样的结构，并且具备控制部的电力转换装置602。在图19的例子中，与图4所示的电路部一样的电路部使用相同的符号表示。
在图19中示出电源23。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
控制部具备：二极管651、电容器652、运算器642、比较器643、AND644、AND645、接通延迟电路646、以及OR647。
在此，图19所示的控制部的结构与图18所示的控制部的结构相比，比较器643的输入侧的结构不同，其它方面一样。
将二极管651的阳极、比较器643的－输入端、以及二极管53的阴极连接。
此外，也可以在二极管53的阴极和比较器643的－输入端之间设置从二极管53向比较器643的方向成为顺方向的二极管661，或也可以不设置。
将运算器642的一个输入端和电容器37(Cs)的另一端连接。
将运算器642的另一个输入端和二极管651的阴极连接。
将电容器652的一端和接地端子G1连接。
将电容器652的另一端和二极管651的阴极连接。
将运算器642的输出端和比较器643的+输入端连接。
在图19的例子中，是未使用三级绕阻(Nt)或辅助绕阻(Nt’)的例子。
运算器642的函数f(n)使用电容器37(Cs)的电压(从此处得到的输入电压Vi)和从二极管53(Ds2)的电压得到的输出电压(Vo)的n倍的电压，得到输出值。
比较器643比较运算器642的输出和二极管53(Ds2)的电压，生成用于控制开关元件11(Qmain)的信号。
〈图20的例子的ZVS辅助电路的控制部〉
图20是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
在图20中示出具有与图2所示的电力转换装置2一样的结构，并且具备控制部的电力转换装置603。在图20的例子中，与图2所示的电路部一样的电路部使用相同的符号表示。
在图20中示出电源23。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
控制部具备：运算器682、比较器683、AND684、AND685、接通延迟电路686、以及OR687。
在此，图20所示的控制部的结构与图18所示的控制部的结构相比，比较器683的输入侧的结构不同，其它方面一样。
将二极管36(Ds2)的阳极和比较器683的+输入端连接。
此外，也可以在二极管36(Ds2)的阳极和比较器683的+输入端之间设置从二极管36(Ds2)的阳极向比较器683的方向成为顺方向的二极管691，或也可以不设置。
运算器682与电容器37的另一端及二极管36(Ds2)的阴极连接，将施加于电容器37的两端的电压设为K倍并输出至比较器683的－输入端。
在图20的例子中，是将三级绕阻33(Nt)设为其它绕阻且不使用辅助绕阻(Nt’)的例子。
此外，在图18～图20的例子中，也可以采用不具备接通延迟电路616、646、686的结构。
在图18～图20的例子中，在过渡动作中存在开关元件35(Qsub)未接通的情况，因此，在经过规定失效时间(tdead)后利用接通延迟电路616、646、686强制接通。
在此，在图18～图20的例子中，表示了将ZVS辅助电路应用于升压转换器的情况，但ZVS辅助电路也可以适用于反向转换器、反向升压转换器、或反激转换器。
在此，在图18～图20的例子中，表示了使用直流的电源23的情况，但作为其它的结构例，该电源也可以是包含脉动电流的全波整流电压或半波整流电压，也可适用于普通的功率因数改善电路(PFC)。
(具备准ZVS辅助电路的电力转换装置的基本结构例)
参照图21～图24说明具备准ZVS辅助电路(准ZVS谐振辅助电路)的电力转换装置的基本结构例。
〈图21的例子的电力转换装置〉
图21(A)是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1001的电路结构的一例的图。
在图21(A)中表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
在图21(A)的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1001具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图1的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻1131(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图21(A)中示出与图1所示的电源一样的电源21(Vi)。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1131(Np)、次级绕阻1132(Ns)、二极管1133(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件1134(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1131(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
将第一输出端子T1、次级绕阻1132的一端、以及开关元件1134的源极连接。
将次级绕阻1132的另一端和二极管1133的阳极连接。
将二极管1133的阴极和开关元件1134的漏极连接。
在此，与图1所示的ZVS辅助电路A1相比，图21(A)所示的准ZVS辅助电路的结构不具备三级绕阻33(Nt)、二极管36(Ds2)、以及电容器37(Cs)。
在此，在电力转换装置1001中，满足准ZVS条件的输入输出电压比以(式5)表示。在(式5)中，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T1和第二输出端子T2之间的电压)，Vi表示电源21的电压。
【式5】
Vo≥2Vi…(5)
在准ZVS辅助电路中，Vo及Vi也可适用于不满足ZVS条件的情况。
例如，在即使Nt/Ns≦0，也满足ZVS条件的情况下，可设为删除了辅助电容器(Cs)及二极管(Ds2)的结构(准ZVS辅助电路)。
在准ZVS辅助电路中，不是ZVS而成为Valley开关，在开关元件11(Qmain)接通时产生寄生电容损失，但得到软恢复效果和软开关效果，因此，为低损失。
图21(B)是图21(A)所示的准ZVS辅助电路的另一结构例。
图21(B)所示的准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1131a(Np)、次级绕阻1132a(Ns)、二极管1133a(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件1134a(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1131a(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
在图21(B)所示的准ZVS辅助电路中，与图21(A)的例子相比，电路元件的连接方式不同，二极管1133a(Ds1)的配置不同。
即使如图21(B)的例子那样改变二极管1133a(Ds1)的位置，也是与图21(A)的例子等效的。
图21(C)是图21(A)所示的准ZVS辅助电路的另一结构例。
图21(C)所示的准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1131b(Np)、次级绕阻1132b(Ns)、二极管1133b(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件1134b(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1131b(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
在图21(C)所示的准ZVS辅助电路中，与图21(A)的例子相比，电路元件的连接方式不同，二极管1133b(Ds1)的配置不同。在图21(C)的例子中，将开关元件1134b的漏极连接于次级绕阻1132b的一端，将二极管1133b的阴极连接于次级绕阻1132b的另一端，将开关元件1134b的源极及二极管1133b的阳极与第一输出端子T1连接。
即使如图21(C)的例子那样改变二极管1133b(Ds1)的位置，也是与图21(A)的例子等效的。
另外，在本实施方式的电力转换装置1001中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管12(Dm)。
〈图22的例子的电力转换装置〉
图22是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1002的电路结构的一例的图。
在图22中表示电力转换装置由反向(降压型)转换器构成的情况。
图22的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1002具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图8的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻1151(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图22中示出与图8所示的电源一样的电源121(Vi)。
另外，在图22示出接地端子G1。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1151(Np)、次级绕阻1152(Ns)、二极管1153(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件1154(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1151(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
将第一输出端子T11、次级绕阻1152的一端、以及开关元件1154的源极连接。
将次级绕阻1152的另一端和二极管1153的阳极连接。
将二极管1153的阴极和开关元件1154的漏极连接。
在此，与图8所示的ZVS辅助电路相比，图22所示的准ZVS辅助电路的结构不具备三级绕阻153(Nt)、二极管156(Ds2)、以及电容器157(Cs)。
在此，在电力转换装置1002中，满足准ZVS条件的输入输出电压比以(式6)表示。在(式6)中，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T11和第二输出端子T12之间的电压)，Vi表示电源121的电压。
【式6】
Vo≤2Vi…(6)
电力转换装置1002还可以具备二极管1155。
二极管1155的阳极与二极管1153的阳极连接。
在图22的例子的电力转换装置1002中，能够在二极管1155的阴极得到电压源(Vcc)。
该电压源(Vcc)也可以在任意用途中使用，例如，也可以用于开关元件132或开关元件1154的栅极电压的控制。
另外，在本实施方式的电力转换装置1002中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管133(Dm)。
〈图23的例子的电力转换装置〉
图23是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1003的电路结构的一例的图。
在图23中表示电力转换装置由反向升压(升降压)转换器构成的情况。
图23的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1003具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图9的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻1171(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图23中表示与图9所示的电源一样的电源171(Vi)。
另外，在图23中示出接地端子G1。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1171(Np)、次级绕阻1172(Ns)、二极管1173(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件1174(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1171(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
初级绕阻1171的配置与图9的例子一样。
将第一输出端子T21、次级绕阻1172的一端、以及开关元件1174的源极连接。
将次级绕阻1172的另一端和二极管1173的阳极连接。
将二极管1173的阴极和开关元件1174的漏极连接。
在此，与图9所示的ZVS辅助电路相比，图23所示的准ZVS辅助电路的结构不具备三级绕阻213(Nt)、二极管216(Ds2)、电容器217(Cs)。
在此，在电力转换装置1003中，满足准ZVS条件的输入输出电压比以(式7)表示。在(式7)中，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T21和第二输出端子T22之间的电压)，Vi表示电源171的电压。
【式7】
Vo≥Vi…(7)
电力转换装置1003还具备二极管1181。
二极管1181的阳极与二极管1173的阳极连接。
在图23的例子的电力转换装置1003中，能够在二极管1181的阴极得到电压源(Vcc)。
该电压源(Vcc)也可以在任意用途中使用，例如，也可以用于开关元件183或开关元件1174的栅极电压的控制。
另外，在本实施方式的电力转换装置1003中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管182(Dm)。
〈图24的例子的电力转换装置〉
图24是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1004的电路结构的一例的图。
在图24中表示电力转换装置由反激转换器构成的情况。
在图24的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1004具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图10的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图24中示出与图10所示的电源一样的电源251(Vi)。
另外，在图24中示出接地端子G1。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻244(Np)、次级绕阻1211(Ns)、二极管1212(Ds1)、以及由MOS型FET构成的开关元件1213(Qsub)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻244(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
将开关元件245(Qmain)的源极、电源251的一端、次级绕阻1211的一端、以及开关元件1213的源极连接。
将次级绕阻1211的另一端和二极管1212的阳极连接。
将二极管1212的阴极和开关元件1213的漏极连接。
在此，与图10所示的ZVS辅助电路相比，图24所示的准ZVS辅助电路的结构不具备三级绕阻262(Nt)、二极管265(Ds2)、以及电容器266(Cs)。
在此，在电力转换装置1004中，满足准ZVS条件的输入输出电压比以(式8)表示。在(式8)中，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T31和第二输出端子T32之间的电压)，Vi表示电源251的电压。
【式8】
Figure BDA0003570336930000411
电力转换装置1004还具备二极管1221。
二极管1221的阳极与二极管1212的阳极连接。
在图24的例子的电力转换装置1004中，能够在二极管1221的阴极得到电压源(Vcc)。
该电压源(Vcc)也可以在任意用途中使用，例如，也可以用于开关元件245或开关元件1213的栅极电压的控制。
另外，在本实施方式的电力转换装置1004中，表示使用二极管作为整流元件的情况，但也可以使用其它的整流元件。
例如，也可以使用MOS型FET等开关元件来代替主二极管242(Dm)。
在此，在图21～图24的例子中，表示了使用了直流的电源21、121、171、251的情况，但作为其它的结构例，该电源也可以是包含脉动电流的全波整流电压或半波整流电压，也可适用于普通的功率因数改善电路(PFC)。
〈电力转换装置的动作例〉
参照图25说明图21所示的电力转换装置1001中进行的动作的例子。
此外，图22～图24所示的电力转换装置1002～1004中进行的动作的例子也一样。
图25是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1001的波形例子的图。
在本实施方式中，通过由控制部进行的控制，在开关元件1134(Qsub)接通后，开关元件11(Qmain)接通。另外，通过该控制，在开关元件1134(Qsub)断开后或与此同时，开关元件11(Qmain)断开。
在图25所示的图表中，横轴表示时间(t)，纵轴表示各个波形的电平。
在图25(A)中示出表示开关元件1134(Qsub)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形3011。
在图25(B)中示出表示开关元件11(Qmain)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形3012。
在图25(C)中示出在开关元件1134(Qsub)流通的电流的波形3013。
在图25(D)中示出换算了次级绕阻1132(Ns)侧的初级绕阻1131(Np)侧的等效电路中的向励磁电感器Lm流通的电流的波形3014。
另外，在图25(D)中示出在开关元件11(Qmain)流通的电流的波形3015。
另外，在图25(D)中，关于模式2及模式3示出输入电流Iin的波形。
在图25(E)中示出换算了次级绕阻1132(Ns)侧的初级绕阻1131(Np)侧的等效电路中的施加于励磁电感器Lm的电压的波形3016。
在图25(F)中示出施加于开关元件1134(Qsub)的电压的波形3017。
在图25(G)中示出施加于开关元件11(Qmain)的电压的波形3018。
在电力转换装置1001中，随着时间的流逝，从模式1的状态到模式6的状态依次转变，在模式6的状态后再次恢复成模式1的状态。
如上，在本实施方式的电力转换装置1001～1004中，通过准ZVS辅助电路，在即使Nt/Ns≦0，也满足ZVS条件的情况下，能够进一步减少零件数量。
在本实施方式的电力转换装置1001～1004中，能够提高准ZVS辅助电路的器件选定的自由度，缩短准ZVS辅助电路中的谐振电流的复位期间，并降低主开关的断开损失。
此外，在准ZVS辅助电路中，成为不会产生模式5下的辅助电容器(Cs)的充电电流的动作。
本实施方式的准ZVS辅助电路可适用于例如以将耦合电感器的初级绕阻(Np)平滑、升压或降压为目的而连接的升压转换器、降压转换器、升降压转换器、或反激转换器。
(具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的结构例)
参照图26～图27说明具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的结构例。
在图26～图27中表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图26的例子的电力转换装置的准ZVS辅助电路〉
图26是表示实施方式的准ZVS辅助电路的电路结构的一例的图。
在图26的例子中，省略主电路及控制电路的图示。
在此，主电路与图14所示的主电路一样。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻541(Np)、次级绕阻1311(Ns+)及次级绕阻1312(Ns－)、二极管1313(Ds1+)、由MOS型FET构成的开关元件1314(Qsub+)、二极管1315(Ds1－)、以及由MOS型FET构成的开关元件1316(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻541(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，在图26的例子中，省略初级绕阻541(Np)的图示。
将次级绕阻1312的一端和二极管1315的阳极连接。
将二极管1315的阴极和开关元件1316的漏极连接。
将次级绕阻1312的另一端、次级绕阻1311的一端、开关元件1316的源极、开关元件1314的源极连接。
将次级绕阻1311的另一端和二极管1313的阳极连接。
将二极管1313的阴极和开关元件1314的漏极连接。
〈图27的例子的电力转换装置〉
图27是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1301的电路结构的一例的图。
在图27的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1301具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图14的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻1331(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图27中示出与图14所示的电源一样的电源523。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1331(Np)、次级绕阻1332(Ns)、由MOS型FET构成的开关元件1333(Qsub+)、以及由MOS型FET构成的开关元件1334(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1331(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，初级绕阻1331的配置与图14所示的初级绕阻541的配置一样。
将次级绕阻1332的一端和开关元件1334的漏极连接。
将次级绕阻1332的另一端和开关元件1333的漏极连接。
将开关元件1333的源极和开关元件1334的源极连接。
在图27的例子中，开关元件1333(Qsub+)由不具有逆阻止功能的MOSFET构成，能够看作存在与其开关部并联地连接的整流元件(Ds1－)。
同样，在图27的例子中，开关元件1334(Qsub－)由不具有逆阻止功能的MOSFET构成，能够看作存在与其开关部并联地连接的整流元件(Ds1+)。
此外，作为其它的结构例，作为整流元件(Ds1－)和整流元件(Ds1+)的一方或双方的构成零件，也可以使用其它的构成零件。
在此，作为准辅助电路中的开关元件(Qsub+、Qsub－)的源极的电位，也可以与任意部位的电位连接。
作为该电位，通常使用图27的例子中、第一输出端子T61的电位(图27中的点B1的电位)、开关元件511的漏极及开关元件512的源极的电位(图27中的点B2的电位)、或半波整流二极管513的阴极及半波整流二极管514的阳极的电位(图27中的点B3的电位)。
此外，图27中的点B1、点B2、点B3是为了便于说明而示出的点，不限定电力转换装置1301的电路结构。
在此，在图26～图27的例子中表示将准ZVS辅助电路应用于升压转换器的情况，但准ZVS辅助电路也可以适用于反向转换器、反向升压转换器、或反激转换器。
〈同步整流的电流吸入产生的准ZVS辅助电路的动作例〉
参照图28～图29说明图27的例子的准ZVS辅助电路的动作例。
在此，对图腾柱PFC那样的半桥结构中的、同步电流的电流吸入产生的ZVS辅助动作(SR－ZVS辅助动作)进行说明。
〈图28的例子的等效电路〉
图28是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置1301的电路结构的等效电路1401的一例的图。
等效电路1401是Vi＞0时的等效电路。
作为等效电路1401，示出第一输出端子T61、第二输出端子T62、以及电源523，并且示出由MOS型FET构成的开关元件1411(Qmain)、由MOS型FET构成的开关元件1412(QSR)、励磁电感器1421(Lm)、电感器1422(Lks)、由MOS型FET构成的开关元件1423(Qsub+)、以及由MOS型FET构成的开关元件1424(Qsub－)。
此外，在模式S下，也可以设置从第一输出端子T61向电源523的方向为顺方向的半波整流二极管1431，或也可以不设置。
另外，在图腾柱PFC中，在半波整流二极管1431由于逆电流而断开，成为本谐振动作的障碍的情况下，与半波整流二极管1431(图27的例子中，相当于半波整流二极管513、514)并联地连接容量成分，由此，能够防止对谐振动作的干涉。或者，通过以向半波整流二极管1431(图27的例子中，相当于半波整流二极管513、514)流通逆电流的方式，将图27的例子中的半波整流二极管513、514置换成FET等开关元件，也能够防止对谐振动作的干涉。
在图28中示出规定模式(为了便于说明，称为模式S。)下的电流的流动。
在图28的例子中，以如下方式控制：承担初级绕阻(Np)的励磁电流的续流动作的开关元件1412(QSR)与开关元件1411(Qmain)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作(同步整流动作)。
参照图29说明图28所示的电力转换装置1301(等效电路1401)中进行的动作的例子。
图29是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置1301(等效电路1401)中的波形例子的图。
在本实施方式中，通过由控制部进行的控制，在开关元件1423(Qsub+)接通后，开关元件1411(Qmain)接通。另外，通过该控制，开关元件1423(Qsub+)断开后或与此同时，开关元件1411(Qmain)断开。
在图29所示的图表中，横轴表示时间(t)，纵轴表示各个波形的电平。
在图29(A)中示出表示开关元件1423(Qsub+)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形3111。
在图29(B)中示出表示开关元件1411(Qmain)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形3112。
在图29(C)中示出表示开关元件1412(QSR)的栅极的接通(ON)和断开(OFF)的波形3113。
在图29(D)中示出表示在开关元件1423(Qsub+)流通的电流的波形3114。
在图29(E)中示出向励磁电感器1421(Lm)流通的电流的波形3115。
另外，在图29(E)中示出在开关元件1411(Qmain)流通的电流的波形3116。
另外，在图29(E)中，关于模式2、模式S及模式3，示出输入电流Iin的波形。
在图29(F)中示出施加于励磁电感器1421(Lm)的电压的波形3117。
在图29(G)中示出施加于开关元件1423(Qsub+)的电压的波形3118。
在图29(H)中示出施加于开关元件1411(Qmain)的电压的波形3119。
在电力转换装置1301(等效电路1401)中，随着时间的流逝，从模式1的状态到模式2的状态、模式S的状态、从模式3到模式6的状态依次转变，在模式6的状态后再次恢复成模式1的状态。
在图29的例子中，开关元件1423(Qsub+)接通后，开关元件1412(QSR)的电流成为任意的负电流值时，如果使开关元件1412(QSR)断开，则成为模式3。在模式3的状态下，经过施加于开关元件1411(Qmain)的电压(V Qmain)向零电压转变的转变时间tb后，开关元件1411(Qmain)的接通成为ZVS接通，向模式4转移。然后，在模式6下，如果开关元件1411(Qmain)断开，则经过对与开关并联的容量成分进行充放电的期间tc后，开关元件1412(QSR)成为续流动作，成为模式1。在模式1的状态下，如果使开关元件1412(QSR)接通，则可通过同步整流降低导通损失。
在电力转换装置1301(等效电路1401)中，可在包含Vi＞Vo/2的全部输入电压Vi的范围内进行ZVS动作。
在电力转换装置1301(等效电路1401)中，假设即使为Vi＞Vo/2，通过Valley开关也可得到软恢复动作。
如Vi＞Vo/2，输入电压(Vi)高时的PFC损失比输入电压(Vi)低时小。另外，如CRM－PFC，输入电压(Vi)高时，开关频率不会增加。
此外，在图27的例子中，也可以将主电路的半波整流二极管513及半波整流二极管514中的每一个置换成MOS型FET等开关元件，在该情况下，实现双向转换器。
在此，在图28～图29的例子中，表示将准ZVS辅助电路应用于升压转换器的情况，但准ZVS辅助电路也可以适用于反向转换器、反向升压转换器、或反激转换器。
〈图30的例子的电力转换装置〉
图30是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1501的电路结构的一例的图。
图30的例子是将准ZVS辅助电路应用于AC开关的无桥PFC时的例子。
在图30的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1501具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路具备：由MOS型FET构成的4个开关元件1511～1514、作为输出电容器的电容器1515(Co)、由MOS型FET构成的两个开关元件1516～1517、以及耦合电感器的初级绕阻1541(Np)。
另外，在图30中示出交流的电源1523。在此，电源1523例如也可以是商用的交流电源。
为了便于说明，在电力转换装置1501中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T101、第二输出端子T102进行说明。在图30的例子中，第一输出端子T101为接地(GND)侧，第二输出端子T102为正(+)侧。
将第一输出端子T101、开关元件1511的源极、开关元件1513的源极、以及电容器1515的一端连接。
将第二输出端子T102、开关元件1512的漏极、开关元件1514的漏极、以及电容器1515的另一端连接。
将开关元件1511的漏极、开关元件1512的源极、开关元件1516的漏极、以及电源1523的一端连接。
将电源1523的另一端和初级绕阻1541的一端连接。
将初级绕阻1541的另一端、开关元件1513的漏极、开关元件1514的源极、以及开关元件1517的漏极连接。
将开关元件1516的源极和开关元件1517的源极连接。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1541(Np)、次级绕阻1542(Ns)、由MOS型FET构成的开关元件1543(Qsub+)、以及由MOS型FET构成的开关元件1544(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1541(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，准ZVS辅助电路的结构与图27的例子一样。
此外，在图30的例子中，也与图27的例子一样，准ZVS辅助电路的开关元件(Qsub+，Qsub－)的电位也可以与任意电位连接。
一般而言，在图30的例子中，该电位使用电源电路的FET的源极电位的任一种。
〈图31的例子的电力转换装置〉
图31(A)是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1601的电路结构的一例的图。
图31(A)的例子是将准ZVS辅助电路应用于逆变器时的例子。
在图31(A)的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1601具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路具备由MOS型FET构成的4个开关元件1611～1614和耦合电感器的初级绕阻1641(Np)。
另外，在图31(A)中示出直流的电源1631、交流的电源1623。
将开关元件1613的漏极、开关元件1614的源极、以及初级绕阻1641的一端连接。
将初级绕阻1641的另一端和电源1623的一端连接。
将开关元件1611的漏极、开关元件1612的源极、以及电源1623的另一端连接。
将开关元件1613的源极、开关元件1611的源极、以及电源1631的一端连接。
将开关元件1614的漏极、开关元件1612的漏极、以及电源1631的另一端连接。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1641(Np)、次级绕阻1642(Ns)、由MOS型FET构成的开关元件1643(Qsub+)、以及由MOS型FET构成的开关元件1644(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1641(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，准ZVS辅助电路的结构与图27的例子一样。
在图31(A)的例子中，作为准ZVS辅助电路的开关元件(Qsub+，Qsub－)的电位，开关元件1643的源极及开关元件1644的源极与开关元件1613的源极及开关元件1611的源极(以及电源1631的一端)连接。
在此，电源1623也可以置换成图31(B)所示的负载电路部。
图31(B)所示的电路部是电阻1671和电容器1672的并联电路。
〈图32的例子的电力转换装置〉
图32是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置1701的电路结构的一例的图。
图32的例子是将准ZVS辅助电路应用于H桥升降压转换器时的例子。
在图31的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置1701具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路具备：由MOS型FET构成的4个开关元件1711～1714、作为输出电容器的电容器1715(Co)、以及耦合电感器的初级绕阻1741(Np)。
另外，在图31中示出直流的电源1731。
为了便于说明，在电力转换装置1701中，将连接负载(省略图示)的一侧的两个输出端子称为第一输出端子T121、第二输出端子T122进行说明。在图32的例子中，第一输出端子T121为接地(GND)侧，第二输出端子T122为正(+)侧。
将第一输出端子T121、开关元件1711的源极、开关元件1713的源极、电容器1715的一端、以及电源1731的一端连接。
将第二输出端子T122、开关元件1712的漏极、以及电容器1715的另一端连接。
将电源1731的另一端和开关元件1714的漏极连接。
将开关元件1713的漏极、开关元件1714的源极、以及初级绕阻1741的一端连接。
将初级绕阻1741的另一端、开关元件1711的漏极、以及开关元件1712的源极连接。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻1741(Np)、次级绕阻1742(Ns)、由MOS型FET构成的开关元件1743(Qsub+)、以及由MOS型FET构成的开关元件1744(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻1741(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，准ZVS辅助电路的结构与图27的例子一样。
在图32的例子中，作为准ZVS辅助电路的开关元件(Qsub+，Qsub－)的电位，开关元件1743的源极及开关元件1744的源极与开关元件1711的源极及开关元件1713的源极(以及第一输出端子T121及电源1731的一端)连接。
(准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例)
准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例与图18～图20所示的控制部(驱动电路)的结构例一样，但在准ZVS辅助电路中未使用辅助电容器(Cs)的方面不同。
在图18的例子中，不具备应用于准ZVS辅助电路、三级绕阻52、二极管53、以及电容器37，因此，认为运算器612的输入端成为短路。在该情况下，比较器613的－输入端的电位成为0[V]，基于比较器613的比较结果控制主开关元件(Qmain)的接通/断开的定时。
此外，比较器613的－输入端的电位也可以未必是0[V]，例如，也可以采用将对0[V]设置噪声余裕的偏置(OFFSET)电压施加于比较器613的－输入端的结构。
在此，偏置电压也可以考虑比较器613的输入电压范围设定，例如，也可以设定0[V]～1[V]程度的偏置电压。
以下，关于ZVS及准ZVS，还示出结构例。
〈图33的例子的ZVS辅助电路的控制部〉
图33是表示实施方式的ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图33的例子是概略地替换图18的例子中的AND和OR的顺序，使用带非同步清零端子的D型触发器作为AND的代替时的例子。
在图33的例子中，通过触发功能及锁存功能实现向主开关元件11(Qmain)的栅极的双脉冲防止。
在图33中示出具备与图18所示的电力转换装置601的控制部不同的结构的控制部的电力转换装置4001。在图33的例子中，与图18所示的电路部一样的电路部使用相同的符号表示。
另外，在图33中示出电源23。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
在此，在图33的例子中，示出了具备绕阻4051、三级绕阻4052、二极管4053、二极管4034、开关元件4035、以及电容器4037来代替图18的例子中的绕阻51、三级绕阻52、二极管53、二极管34、开关元件35、以及电容器37的结构，但它们是实际上一样的ZVS辅助电路。
控制部具备：辅助绕阻4111(Nt’＝NZCD)、运算器4112、比较器4113、接通延迟电路4116、OR4117、断开延迟电路4118、以及带非同步清零端子的D型触发器(D－FF)4119。
在此，在图33的例子中，作为与图18的例子中的辅助绕阻611对应的结构部，具备辅助绕阻4111。
辅助绕阻4111的一端与第一输出端子T1连接，辅助绕阻4111的另一端与比较器4113的+输入端连接。
此外，也可以在辅助绕阻4111和比较器4113的+输入端之间设置从辅助绕阻4111向比较器4113的方向成为顺方向的二极管(图33中省略图示)，或也可以不设置。
运算器4112与电容器4037和三级绕阻4052之间的点(与图18的例子中的电容器37的另一端对应的部位)连接，将施加于电容器4037的两端的电压设为K倍，并输出至比较器4113的－输入端。
比较器4113将与+输入端及－输入端的输入对应的值输出至OR4117。具体而言，比较器4113在+输入端的输入大于－输入端的输入的情况下输出1值，在+输入端的输入小于－输入端的输入的情况下输出0值。
在此，在本实施方式中，控制IC(省略图示)输出PWM信号。该PWM信号被输出至辅助的开关元件4035(Qsub)的栅极、接通延迟电路4116、断开延迟电路4118、D型触发器4119的D端子(输入端子)中的每一个。
接通延迟电路4116经由PWM信号，将接通延迟动作的结果输出至OR4117。
OR4117输入来自比较器4113的输出及来自接通延迟电路4116的输出，并将这些逻辑结果输出至D型触发器4119的仪表端子。
断开延迟电路4118输入PWM信号，将断开延迟动作的结果输出至D型触发器4119的非同步清零端子(负逻辑的R)。
D型触发器4119将基于D端子的输入、仪表端子的输入、非同步清零端子(负逻辑的R)的输入的结果从Q端子输出至主开关元件11(Qmain)的栅极。
在图33的例子中，作为D型触发器4119的输入，输入从PFC的控制IC输出的PWM信号。
在图33的例子中，通过向D型触发器4119沿输入NZCD抽头(图33的例子中，辅助绕阻4111的抽头)的零电流检测ZCD比较仪(图33的例子中，比较器4113)的上升沿，使主开关元件11(Qmain)ZVS接通，且实现锁存功能。
但是，起动时，不管零电流检测ZCD，均需要强制接通主开关元件11(Qmain)，因此，通过向D型触发器4119的沿输入连接ZCD比较仪的输出和接通延迟电路4116的输出的OR信号，安装锁存功能及强制接通功能。另外，为了控制主开关元件11(Qmain)的断开定时，向D型触发器4119的非同步清零端子连接断开延迟电路4118，由此，使辅助的开关元件4035(Qsub)比主开关元件11(Qmain)先断开。由此，该电路结构中的调整要素成为接通延迟电路4116的PWM信号的延迟时间、断开延迟电路4118的PWM信号的延迟时间、及ZCD比较仪的3个要素。
〈图34的例子的准ZVS辅助电路的控制部〉
图34是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
在图34中示出具有与图21(A)所示的电力转换装置1001一样的结构，并且具备与图18的例子大致一样的控制部的电力转换装置4201。在图34的例子中，与图21(A)或图18所示的电路部一样的电路部使用相同的符号表示。
另外，在图34中示出电源21。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
在此，在图34的例子中，示出具备初级绕阻4231、次级绕阻4232、二极管4233、以及开关元件4234来代替图21(A)的例子中的初级绕阻1131、次级绕阻1132、二极管1133、以及开关元件1134的结构，但它们是实际上一样的准ZVS辅助电路。
控制部具备：辅助绕阻611、比较器613、AND614、AND615、接通延迟电路616、OR617、以及偏置电源4251。
此外，可以设置二极管621，或也可以不设置二极管621。
在本实施方式中，控制IC(省略图示)输出使能信号及PWM信号。
在此，图34的例子中的控制部的结构与图18的例子中的控制部的结构相比，向比较器613的－输入端的输入不同。
在图34的例子中，将偏置电源4251的电压输出至比较器613的－输入端。
偏置电源4251输出0[V]以上的偏置电压。
〈图35的例子的准ZVS辅助电路的控制部〉
图35是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图35的例子是概略地替换图34的例子中的AND和OR的顺序，并使用了带非同步清零端子的D型触发器作为AND的代替时的例子。
在图35的例子中，通过触发功能及锁存功能，实现向主开关元件11(Qmain)的栅极的双脉冲防止。
在图35中示出与图34所示的电力转换装置4201的控制部不同的结构即具备与图33的例子大致一样的控制部的电力转换装置4301。在图35的例子中，与图34或图33所示的电路部一样的电路部使用相同的符号表示。
另外，在图35中示出电源21。
此外，第一输出端子T1与接地端子G1连接。
在此，在图35的例子中，示出具备初级绕阻4331、次级绕阻4332、二极管4333、以及开关元件4334来代替图34的例子中的初级绕阻4231、次级绕阻4232、二极管4233、以及开关元件4234的结构，但它们是实际上一样的准ZVS辅助电路。
控制部具备：辅助绕阻4111、比较器4113、接通延迟电路4116、OR4117、断开延迟电路4118、带非同步清零端子的D型触发器(D－FF)4119、以及偏置电源4351。
此外，也可以在辅助绕阻4111和比较器4113的+输入端之间设置从辅助绕阻4111向比较器4113的方向成为顺方向的二极管(图35中省略图示)，或也可以不设置。
在本实施方式中，控制IC(省略图示)输出PWM信号。
在此，图35的例子中的控制部的结构与图33的例子中的控制部的结构相比，向比较器4113的－输入端的输入不同。
在图35的例子中，将偏置电源4351的电压输出至比较器4113的－输入端。
偏置电源4351输出0[V]以上的偏置电压。
〈图36的例子的准ZVS辅助电路的控制部〉
图36是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
在此，在图28中表示图27的例子中的Vi＞0(Vi的极性为正的期间)时的等效电路1401，说明动作例。
在图36中示出进行图28的例子的动作时的控制部的电路(控制电路)的例子。
对图36所示的电力转换装置4501进行说明。
电力转换装置4501具备：第一输出端子T211、第二输出端子T212、主开关元件4511(Qmain)、开关元件4512(QSR)、电容器4515、初级绕阻4531、次级绕阻4532、辅助的开关元件4533(Qsub)、以及二极管4534。
这些分别与图27的例子中的第一输出端子T61、第二输出端子T62、主开关元件511(QSR－)、开关元件512(QSR+)、电容器515、初级绕阻1331、次级绕阻1332、辅助的开关元件1333(Qsub+)、以及辅助的开关元件1334(Qsub－)对应。
另外，在图36中示出电源4523。
此外，第一输出端子T211与接地端子G1连接。
控制部具备：辅助绕阻4611(Nt’＝NZCD)、偏置电源4612、比较器4613、AND4614、接通延迟电路4615、OR4616、NOT4617、接通延迟电路(SR)4618、AND4619、PWM控制部4711、检测部4721、以及电路部4731。
AND4614输入使能(Enable)信号和PWM信号，将它们的逻辑结果输出至辅助的开关元件4533(Qsub)的栅极。
在此，在本实施方式中，控制IC输出使能信号及PWM信号。
在图36的例子中，示出构成该控制IC的PWM控制部4711。PWM控制部4711具有输出PWM信号的功能。例如也可以在PWM控制部4711具备输出使能信号的功能，或也可以与PWM控制部4711分体地具备输出使能信号的功能。
使能信号是控制ZVS辅助的有无的信号。例如，可使用使能信号，根据条件停止ZVS辅助动作，并附加无效电流损失降低功能和防止对开关元件4533(Qsub)的浪涌电压的功能。
辅助绕阻4611的一端与第一输出端子T211连接，辅助绕阻4611的另一端与比较器4613的+输入端连接。
此外，也可以在辅助绕阻4611和比较器4613的+输入端之间设置从辅助绕阻4611向比较器4613的方向成为顺方向的二极管(图36中省略图示)，或也可以不设置。
偏置电源4612向比较器4613的－输入端输出0[V]以上的偏置电压。
比较器4613向OR4616输出与+输入端及－输入端的输入对应的值。具体而言，比较器4613在+输入端的输入大于－输入端的输入的情况下输出1值，在+输入端的输入小于－输入端的输入的情况下输出0值。
PWM控制部4711向AND4614、接通延迟电路4615、AND4619中的每一个输出PWM信号。
在此，检测部4721检测向电源4523的第一输出端子T211的侧流通的电流(ILSENS)，并将该检测结果输出至PWM控制部4711。
PWM控制部4711基于该电流的检测结果输出PWM信号。
另外，PWM控制部4711经由电路部4731向开关元件4512(QSR)的栅极输出用于控制开关元件4512(QSR)的电压(栅极SR(Gate SR)的信号)。
该电压(栅极SR的信号)也从PWM控制部4711输出至NOT4617。
此外，电路部4731也可以是任意电路。
例如，电路部4731具有驱动GND电位不同的QSR栅极输入的功能。电路部4731也可以是绝缘栅极驱动器或带自举电路的栅极驱动器等任意的电路。
接通延迟电路4615使PWM信号延迟地输出至OR4616。
OR4616输入来自比较器4613的输出及来自接通延迟电路4615的输出，并将它们的逻辑结果输出至AND4619。
NOT4617使来自PWM控制部4711的电压反转(使正负反转)并输出至接通延迟电路(SR)4618。
接通延迟电路(SR)4618使从NOT4617输入的信号(例如，电压)延迟地输出至AND4619。
AND4619输入PWM信号、来自OR4616的输出、及来自接通延迟电路(SR)4618的输出，并将它们的逻辑结果输出至主开关元件4511(Qmain)的栅极。
在此，在图28及图29中说明了包含规定模式(模式S)的动作的例子。
在图36的例子的控制部中，能够控制向主开关元件4511(Qmain)的栅极电压(Qmain的信号)、向开关元件4512(QSR)的栅极电压(QSR的信号)，以使承担初级绕阻的励磁电流的续流动作的开关元件4512(QSR)与开关元件4511(Qmain)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作(同步整流动作)。
在图36的例子中，在图28的辅助动作中，通过NZCD检测比较仪(图28的例子中，比较器4613)实现主开关的ZVS接通定时。
在图36的例子中，为了设置防短路期间，作为输出向主开关元件4511(Qmain)的栅极电压(Qmain的信号)的AND4619，可适于3个输入的AND。作为3个输入，可使用PWM信号(栅极main的信号)、来自OR4616的输出(NZCD检测比较仪的信号)、来自接通延迟电路(SR)4618的输出信号(在反转的栅极SR的信号中设置了防短路期间(tdead＿SR)的信号)。
(图37～图39的说明)
〈图37的例子的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置〉
图37是表示实施方式的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置5001的结构例的图。
此外，使用图39对电力转换装置5001的控制部进行说明。
对图37所示的电力转换装置5001进行说明。
电力转换装置5001具备：第一输出端子T231、第二输出端子T232、主开关元件5111(Qmain+)、开关元件5112(Qmain－)、电容器5113、初级绕阻5131、次级绕阻5151及次级绕阻5152、二极管5153、子开关元件5154(Qsub+)、二极管5155、以及子开关元件5156(Qsub－)。
另外，在图37中示出电源5123。
此外，第一输出端子T231与接地端子G1连接。
在此，第一输出端子T231、第二输出端子T232、开关元件5111(Qmain+)、开关元件5112(Qmain－)、电容器5113、初级绕阻5131、以及电源5123的配置与图36的例子中的第一输出端子T211、第二输出端子T212、开关元件4511(Qmain)、开关元件4512(QSR)、电容器4515、初级绕阻4531、以及电源4523的配置一样。
另外，次级绕阻5151及次级绕阻5152、二极管5153、开关元件5154(Qsub+)、二极管5155、以及开关元件5156(Qsub－)的配置与图26的例子中的次级绕阻1311及次级绕阻1312、二极管1313、开关元件1314(Qsub+)、二极管1315、以及开关元件1316(Qsub－)的配置一样。
在图37的例子中，开关元件5154(Qsub+)的源极、开关元件5156(Qsub－)的源极、以及次级绕阻5151和次级绕阻5152的连接点与第一输出端子T231连接。
在图37中，作为控制部的结构部，示出辅助绕阻5211(Nt’＝NZCD)、二极管5212、二极管5213、检测部5221、以及电路部5231。
在此，二极管5212的阳极和二极管5213的阳极与第一输出端子T231连接。
在二极管5212的阴极和二极管5213的阴极之间设置有辅助绕阻5211。
在电力转换装置5001的控制部中，将二极管5212的阴极一侧的信号(例如，电压信号)作为P信号提取，将二极管5213的阴极一侧的信号(例如，电压信号)作为N信号提取。
检测部5221检测在与图36的例子中的检测部4721一样的部位流通的电流。
电路部5231与图36的例子中的电路部4731一样，设置于开关元件5112(Qmain－)的栅极一侧。
〈图38的例子的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置〉
图38是表示实施方式的包含准ZVS辅助电路的电力转换装置5301的结构例的图。
此外，使用图39对电力转换装置5301的控制部进行说明。
对图38所示的电力转换装置5301进行说明。
在此，电力转换装置5301的结构与图37的例子中的电力转换装置5001的结构相比，除了准ZVS的电路部分不同的方面之外，其余相同。因此，在图38中，对与图37所示的结构部一样的结构部标注相同的符号。
在图38的例子中，具备次级绕阻5332、子开关元件5333(Qsub+)、以及子开关元件5334(Qsub－)来代替图37的例子中的次级绕阻5151及次级绕阻5152、二极管5153、开关元件5154(Qsub+)、二极管5155、以及开关元件5156(Qsub－)的电路部分。
子开关元件5333(Qsub+)的源极和子开关元件5334(Qsub－)的源极与第一输出端子T231连接。
也可以在子开关元件5333(Qsub+)的漏极和子开关元件5334(Qsub－)的漏极之间设置次级绕阻5332。
〈图39的例子的准ZVS辅助电路的控制部〉
图39是表示实施方式的准ZVS辅助电路的控制部(驱动电路)的结构例的图。
图39的例子的控制部也可适用于图37所示的电力转换装置5001和图38所示的电力转换装置5301中的任一装置，在此，统一说明。
控制部具备辅助绕阻5211及两个二极管5212、5213、检测部5221、电路部5231、以及PWM控制部5711。
另外，控制部具备：偏置电源5512、比较器5513、AND5514、接通延迟电路5515、OR5516、NOT5517、以及接通延迟电路(SR)5518、AND5519。
另外，控制部具备：偏置电源5612、比较器5613、AND5614、接通延迟电路5615、OR5616、NOT5617、接通延迟电路(SR)5618、以及AND5619。
此外，接通延迟电路(SR)5518的延迟时间与接通延迟电路5515的延迟时间不同。
另外，接通延迟电路(SR)5618的延迟时间与接通延迟电路5615的延迟时间不同。
在此，在本实施方式中，控制IC输出使能信号及PWM信号。在图39的例子中，示出构成该控制IC的PWM控制部5711。PWM控制部5711具有输出PWM信号的功能。例如也可以在PWM控制部5711中具备输出使能信号的功能，或也可以与PWM控制部5711分体地具备输出使能信号的功能。
使能信号是控制ZVS辅助的有无的信号。例如，可使用使能信号，根据条件停止ZVS辅助动作，并附加无效电流损失降低功能、防止向辅助的开关元件(Qsub)的浪涌电压的功能。
在图39的例子中，可使用与子开关元件(Qsub+)对应的使能(ENA+)信号、与子开关元件(Qsub－)对应的使能(ENA－)信号。
PWM控制部5711将PWM信号分别输出至AND5514、接通延迟电路5515、AND5519、AND5614、接通延迟电路5615、AND5619。
在此，检测部5221检测向电源5123的第一输出端子T231的侧流通的电流(ILSENS)，将该检测结果输出至PWM控制部5711。
PWM控制部5711基于该电流的检测结果输出PWM信号。
AND5514输入与子开关元件(Qsub+)对应的使能(ENA+)信号和PWM信号，将它们的逻辑结果输出至子开关元件(Qsub+)的栅极。
该开关元件(Qsub+)在图37的例子中为开关元件5154(Qsub+)，在图38的例子中为开关元件5333(Qsub+)。
偏置电源5512将0[V]以上的偏置电压输出至比较器5513的－输入端。
向比较器5513的+输入端输入图37的例及图38的例子中的P信号。
比较器5513将与+输入端及－输入端的输入对应的值输出至OR5516。具体而言，比较器5513在+输入端的输入大于－输入端的输入的情况下输出1值，在+输入端的输入小于－输入端的输入的情况下输出0值。
接通延迟电路5515使PWM信号延迟地输出至OR5516。
OR5516输入来自比较器5513的输出及来自接通延迟电路5515的输出，并将它们的逻辑结果输出至AND5519。
NOT5517输入来自AND5619的输出电压，使输入的电压反转(使正负反转)并输出至接通延迟电路(SR)5518。
接通延迟电路(SR)5518使来自NOT5517的输入延迟地输出至AND5519。
AND5519输入PWM信号、来自OR5516的输出、及来自接通延迟电路(SR)5518的输出，将它们的逻辑结果输出至主开关元件(Qmain+)的栅极。
在图37的例及图38的例子中，该开关元件(Qmain+)为开关元件5111(Qmain+)。
AND5614输入与子开关元件(Qsub－)对应的使能(ENA－)信号和PWM信号，将它们的逻辑结果输出至子开关元件(Qsub－)的栅极。
就该开关元件(Qsub－)而言，在图37的例子中为开关元件5156(Qsub+)，在图38的例子中为开关元件5334(Qsub+)。
偏置电源5612将0[V]以上的偏置电压输出至比较器5613的－输入端。
向比较器5613的+输入端输入图37的例及图38的例子中的N信号。
比较器5613将与+输入端及－输入端的输入对应的值输出至OR5616。具体而言，比较器5613在+输入端的输入大于－输入端的输入的情况下输出1值，在+输入端的输入小于－输入端的输入的情况下输出0值。
接通延迟电路5615使PWM信号延迟地输出至OR5616。
OR5616输入来自比较器5613的输出及来自接通延迟电路5615的输出，将它们的逻辑结果输出至AND5619。
NOT5617输入来自AND5519的输出电压，使输入的电压反转(使正负反转)并输出至接通延迟电路(SR)5618。
接通延迟电路(SR)5618使来自NOT5617的输入延迟的输出至AND5619。
AND5619输入PWM信号、来自OR5616的输出、及来自接通延迟电路(SR)5618的输出，将它们的逻辑结果经由电路部5231输出至开关元件(Qmain－)的栅极。
在图37的例及图38的例子中，该开关元件(Qmain－)为开关元件5112(Qmain－)。
在此，图39的例子是图26及图27所示那样的交流转换器中，使用辅助绕阻5211实现作为主开关元件的开关元件5111(Qmain+)及开关元件5112(Qmain－)的ZVS的控制电路的例子。
例如，通过对单一方向转换器的控制电路赋予基于检测部5221(ILSENS)及交流输入电压极性而生成的辅助动作的使能信号(ENA+，ENA－)，可容易扩张。该原因是由于，在通过极性切换的主整流元件(QSR)的接通定时，对应的NZCD检测点(P/N)的比较仪输出高(High)，因此，在NZCD检测的主整流元件(QSR)的接通定时不会造成影响。
(具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的结构例)
参照图40～图41说明具备准ZVS辅助电路的、由交流转换器构成的电力转换装置的结构例。
在图40～图41中，表示电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图40的例子的电力转换装置的准ZVS辅助电路〉
图40是表示实施方式的准ZVS辅助电路的电路结构的一例的图。
在图40的例子中，省略主电路及控制电路的图示。
在此，主电路与图14所示的主电路一样。
准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻541(Np)、次级绕阻6011、二极管6012(Dsub+)、由MOS型FET构成的开关元件6013(Qsub+)、二极管6014(Dsub－)、以及由MOS型FET构成的开关元件6015(Qsub－)。
在此，也可以应认为耦合电感器的初级绕阻541(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，在图40的例子中，省略初级绕阻541(Np)的图示。
将次级绕阻6011的一端、二极管6012的阴极、二极管6014的阳极、以及连接。
将二极管6014的阴极和开关元件6015的漏极连接。
将次级绕阻6011的另一端、开关元件6015的源极、以及开关元件6013的漏极连接。
将二极管6012的阳极和开关元件6013的源极连接。
〈图41的例子的电力转换装置〉
图41是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置6001的电路结构的一例的图。
在图41的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置6001具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图14的例子的主电路一样，除了耦合电感器的初级绕阻6051(Np)以外，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图41中示出与图14所示的电源一样的电源523。
准ZVS辅助电路具有与图40的例子一样的结构。
具体而言，准ZVS辅助电路具备：耦合电感器的初级绕阻6051(Np)、次级绕阻6011、二极管6012(Dsub+)、由MOS型FET构成的开关元件6013(Qsub+)、二极管6014(Dsub－)、以及由MOS型FET构成的开关元件6015(Qsub－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻6051(Np)不包含于准ZVS辅助电路中。
此外，初级绕阻6051的配置与图14所示的初级绕阻541的配置一样。
将次级绕阻6011的一端、半波整流二极管513的阴极、以及半波整流二极管514的阳极连接。
将二极管6012(Dsub+)的阴极和半波整流二极管513的阳极连接。
将二极管6014(Dsub－)的阳极和半波整流二极管514的阴极连接。
在此，在图26所示的电路结构中，需要两个次级绕阻1311、1312(Ns绕阻)，与之相对，在图40的例子中，只要具备1个次级绕阻6011即可。
图40所示的电路结构与图26所示的电路结构一样，在辅助FET的体二极管特性差时，或对辅助绕阻的ZVS接通控制的简单化是有效的。
图41所示的电路结构是将图40所示的结构应用于图腾柱PFC的情况。
通过图41所示的电路结构，能够解决与作为AC二极管的半波整流二极管513(BD+)及半波整流二极管514(BD－)相关的以下那样的课题。
即，在图腾柱PFC中，由于负方向的规定的电流(iQSR＿off)，AC二极管(BD+/－)断开，因此，在AC二极管(BD+/－)中产生恢复损失。
另外，已知由于AC二极管(BD+/－)的断开，AC二极管的电流的0交叉下的共模噪声恶化。
因此，通常将AC二极管(BD+/－)置换成FET并使其同步整流，但成本上升。
作为其它的例子，通过向AC二极管(BD+/－)连接较大的电容器，可缓和问题，但作为对策是不充分的。
相对于这种AC二极管的课题，也可以采用具有图41所示的TCM(TriangularCurrent Mode)的ZVS辅助电路的结构。
在图41所示的电路中，仅在输入电压为正时进行辅助动作的辅助开关即开关元件6013(Qsub+)、仅在输入电压为负时进行辅助动作的辅助开关即开关元件6015(Qsub－)经由与各自对应的极性的AC二极管(BD+/－)、辅助二极管(Dsub+/－)，与次级绕阻6011(Ns)连接。
在此，在次级绕阻6011(Ns)的匝数和初级绕阻6051(Np)的匝数相等的情况下，导通AC二极管(BD+/－)的电流与未重叠辅助电流的输入电流ILm成为相同的值。因此，不会产生负方向的电流(iQSR＿off)引起的AC二极管(BD+/－)的断开。
由此，能够解决上述的课题，可将AC二极管(BD+/－)从同步整流FET置换成廉价的通用整流二极管。
但是，对在不进行辅助动作的极性半周期总是断开的开关元件(Qsub)施加比图40的例子大的Vds＝Vi+Vo。
此外，在图41的例子中，例如，二极管6012(Dsub+)和开关元件6013(Qsub+)的配置(排列顺序)也可以相反，另外，二极管6014(Dsub－)和开关元件6015(Qsub－)的配置(排列顺序)也可以相反。
(具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置的结构例)
参照图42说明具备ZVS辅助电路(ZVS谐振辅助电路)的多相电力转换装置的结构例。
在图42中，示出电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图42的例子的ZVS辅助电路〉
图42是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的多相电力转换装置6301的电路结构的一例的图。
在图42的例子中，表示将ZVS辅助电路应用于双升压(Dual－Boost)PFC电路的情况，表示两相的电力转换装置6301的结构例。
在图42的例子中，省略控制电路的图示。例如，也可以将包含辅助绕阻的控制电路的结构应用于图42的例子。
在图42的例子中，对与图13所示的结构部一样的结构部标注相同的符号。
此外，双升压PFC有时也称为例如双升压·无桥PFC(Dual－Boost－bridgelessPFC)、或双升压·半无桥PFC(Dual－Boostsemi－bridgeless PFC)等。
电力转换装置6301具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路具备：第一相中的由MOS型FET构成的主开关元件411(Qmain)及主二极管412(Dm)、第二相中的由MOS型FET构成的主开关元件413(Qmain)及主二极管414(Dm)、作为输出电容器的电容器415(Co)、与第一相对应的耦合电感器的初级绕阻431(Np)、以及与第二相对应的耦合电感器(Np)的初级绕阻432。
另外，主电路具备与第一相对应的二极管6391、与第二相对应的二极管6392。
另外，在图42中示出作为单相交流的电源6423。
在此，将二极管6391的阳极、二极管6392的阳极、以及第一输出端子T51连接。
将二极管6391的阴极和电源6423的第一相的侧的部位连接。
将二极管6392的阴极和电源6423的第二相的侧的部位连接。
ZVS辅助电路具备与第一相对应的耦合电感器的初级绕阻431(Np)和与第二相对应的耦合电感器的初级绕阻432(Np)。
另外，作为与第一相的初级绕阻431对应的电路部，ZVS辅助电路具备：绕阻6341(Nc)、三级绕阻6342(Nt)、二极管6345(Ds1)、由MOS型FET构成的开关元件6346(Qsub+/－)、二极管6347(Ds2)、以及作为辅助电容器的电容器6348(Cs)。
利用绕阻6341和三级绕阻6342构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
在此，这些电路部的配置除了图42的例子中具备两个二极管6391、6392的方面之外，与图13的例子的情况一样。
另外，作为与第二相的初级绕阻432对应的电路部，ZVS辅助电路具备：绕阻6351(Nc)、三级绕阻6352(Nt)、二极管6353(Ds1)、以及二极管6361。另外，与第二相的初级绕阻432对应的电路部与第一相共用开关元件6346(Qsub+/－)。
在此，也可以认为耦合电感器的初级绕阻431(Np)及耦合电感器的初级绕阻432(Np)不包含于ZVS辅助电路中。
利用绕阻6351和三级绕阻6352构成次级绕阻(Ns＝Nc+Nt)。
在此，对这些电路部的配置进行说明。
将第一输出端子T51、电容器6381的一端、以及二极管6361的阳极连接。
将电容器6381的另一端和绕阻6351(Nc)的一端连接。
将绕阻6351的另一端、二极管6361的阴极、以及三级绕阻6352的一端连接。
将三级绕阻6352的另一端和二极管6353(Ds1)的阳极连接。
将二极管6353(Ds1)的阴极、子开关元件6346(Qsub+/－)的漏极连接。
在此，ZVS辅助电路的第二相的电路部共用第一相的子开关元件6346(Qsub+/－)。
此外，在图42的例子中，示出了两相的电力转换装置6301的结构例，但也可在3相以上的电力转换装置中，与各相对应地具备ZVS辅助电路的电路部。
在此，图42的例子是使用了作为单一辅助开关元件的开关元件6346(Qsub+/－)的双升压PFC的ZVS电路的应用例。
在输入极性为正的期间，基于Q1+栅极信号(Qmain+的栅极信号)生成开关元件6346(Qsub+/－)的栅极信号，在输入极性为负的期间，基于Q1－栅极信号(Qmain－的栅极信号)生成开关元件6346(Qsub+/－)的栅极信号。
在输入极性为正的情况下，负极侧电感器L－的电压除了电阻降低量之外为0[V]，因此，不会产生开关元件6346(Qsub+/－)的接通引起的辅助电流。因此，不会产生动作干涉，在正极侧的升压电路中得到与图6所示的动作波形一样的ZVS动作。
(具备准ZVS辅助电路的多相电力转换装置的结构例)
参照图43说明具备准ZVS辅助电路(准ZVS谐振辅助电路)的多相电力转换装置的结构例。
在图43中，示出电力转换装置由升压(升压型)转换器构成的情况。
〈图43的例子的准ZVS辅助电路〉
图43是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的多相电力转换装置6501的电路结构的一例的图。
在图43的例子中，示出将准ZVS辅助电路应用于双升压PFC电路的情况，并示出两相的电力转换装置6501的结构例。
在图43的例子中，省略控制电路的图示。例如，也可以将包含辅助绕阻的控制电路的结构应用于图43的例子中。
在图43的例子中，对与图42所示的结构部一样的结构部标注相同的符号。
电力转换装置6501具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路的结构与图42的例子中的主电路的结构一样。
另外，在图43中示出电源6423。
准ZVS辅助电路具备与第一相对应的耦合电感器的初级绕阻431(Np)和与第二相对应的耦合电感器的初级绕阻432(Np)。
另外，作为与第一相的初级绕阻431对应的电路部，准ZVS辅助电路具备次级绕阻6531(Ns)、二极管6532、以及由MOS型FET构成的辅助的开关元件6533(Qsub+/－)。
在此，将次级绕阻6531(Ns)的一端和第一输出端子T51连接。
将次级绕阻6531(Ns)的另一端和二极管6532的阳极连接。
将二极管6532的阴极和辅助的开关元件6533(Qsub+/－)的漏极连接。
将辅助的开关元件6533(Qsub+/－)的源极和第一输出端子T51连接。
另外，作为与第二相的初级绕阻432对应的电路部，准ZVS辅助电路具备次级绕阻6551(Ns)和二极管6552。另外，与第二相的初级绕阻432对应的电路部与第一相共用辅助的开关元件6533(Qsub+/－)。
在此，将次级绕阻6551(Ns)的一端和第一输出端子T51连接。
将次级绕阻6551(Ns)的另一端和二极管6552的阳极连接。
将二极管6552的阴极和辅助的开关元件6533(Qsub+/－)的漏极连接。
这样，准ZVS辅助电路的第二相的电路部共用第一相的开关元件6533(Qsub+/－)。
此外，在图43的例子中，示出了两相的电力转换装置6501的结构例，但也可在3相以上的电力转换装置中与各相对应地具备准ZVS辅助电路的电路部。
在此，图43的例子是设于了作为单一辅助开关元件的开关元件6533(Qsub+/－)的双升压PFC的准ZVS电路的应用例。
在输入极性为正的期间，基于Q1+栅极信号(Qmain+的栅极信号)生成开关元件6533(Qsub+/－)的栅极信号，在输入极性为负的期间，基于Q1－栅极信号(Qmain－的栅极信号)生成开关元件6533(Qsub+/－)的栅极信号。
在输入极性为正的情况下，除了电阻降低量之外，负极侧电感器L－的电压为0[V]，因此，不会产生开关元件6533(Qsub+/－)的接通产生的辅助电流。因此，不会产生动作干涉，在正极侧的升压电路中得到与图25所示的动作波形一样的准ZVS动作。
(二极管·钳位电路)
参照图44～图45表示二极管·钳位电路。
〈图44的例子的电力转换装置〉
图44是表示实施方式的具备ZVS辅助电路的电力转换装置7001的电路结构的一例的图。
在图44的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置7001具备主电路和ZVS辅助电路。
主电路与图4的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图44中示出与图4所示的电源一样的电源21(Vi)。
ZVS辅助电路具备：初级绕阻7031(Np)、绕阻7051(Nc＝Ns－Nt)、三级绕阻7052(Nt)、二极管7034、开关元件7035、电容器7037、以及二极管7053。
在此，在图44的例子中，示出了具备初级绕阻7031(Np)、绕阻7051(Nc＝Ns－Nt)、三级绕阻7052(Nt)、二极管7034、开关元件7035、电容器7037、以及二极管7053来代替图4的例子中的初级绕阻31(Np)、绕阻51(Nc＝Ns－Nt)、三级绕阻52(Nt)、二极管34、开关元件35、电容器37、以及二极管53的结构，但它们是实际上一样的ZVS辅助电路。
另外，本实施方式的电力转换装置7001具备二极管7111。
二极管7111的阳极与二极管7034的阴极及开关元件7035的漏极连接。
二极管7111的阴极与第二输出端子T2连接。
使用了这种二极管7111的二极管·钳位电路在实机中成为对辅助开关(开关元件7035)的浪涌电压对策。
通过这种结构，可实现(式9)中VQsub比Vo小时可利用的无损失钳位电路。
在(式9)中，VQsub表示施加于开关元件7035的两端的电压，VNs表示施加于次级绕阻(Ns)的电压，VCc表示施加于电容器7037的电压，Np表示初级绕阻7031的匝数，Ns表示次级绕阻的匝数，Nt表示三级绕阻7052的匝数，Vo表示主电路的输出电压(施加于第一输出端子T1和第二输出端子T2之间的电压)，Vi表示电源21的电压。
【式9】
Figure BDA0003570336930000691
〈图45的例子的电力转换装置〉
图45是表示实施方式的具备准ZVS辅助电路的电力转换装置7301的电路结构的一例的图。
图45的例子中，省略控制电路的图示。
电力转换装置7301具备主电路和准ZVS辅助电路。
主电路与图21(A)的例子的主电路一样，使用相同的符号图示主电路的电路元件。
另外，在图45中示出与图21(A)所示的电源一样的电源21(Vi)。
准ZVS辅助电路具备初级绕阻7331(Np)、次级绕阻7332(Ns)、二极管7333、以及开关元件7334。
在此，这些电路的配置实际上与图21(C)所示的准ZVS辅助电路的情况一样。
另外，本实施方式的电力转换装置7301具备二极管7411和二极管7412。
二极管7411的阳极与二极管7333的阴极连接。
二极管7411的阴极与第二输出端子T2连接。
二极管7412的阳极与辅助的开关元件7334的漏极连接。
二极管7412的阴极与第二输出端子T2连接。
使用了这种二极管7411、7412的二极管·钳位电路在实机中成为对辅助开关(开关元件7334)的浪涌电压对策。
通过这种结构，在(式10)中VDsub比Vo小时可连接钳位电路。
在(式10)中，VDsub表示施加于二极管7333的两端的电压，VNs表示施加于次级绕阻7332(Ns)的电压，Np表示初级绕阻7331的匝数，Ns表示次级绕阻7332的匝数，Vi表示电源21的电压。
【式10】
Figure BDA0003570336930000701
〈结构例〉
[ZVS辅助电路的结构例]
作为一结构例(图1～图4、图7～图10的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)、以及耦合电感器的初级绕阻)(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)和第一整流元件(Ds1)和辅助开关元件(Qsub)的第一串联电路、该耦合电感器的三级绕阻(Nt)和第二整流元件(Ds2)的第二串联电路、将第一串联电路和第二串联电路连接的辅助电容器(Cs)。
而且，次级绕阻和三级绕阻是分体的，是第一串联电路和第二串联电路与辅助电容器并联地连接的结构(图1～图3的例子)、或三级绕阻与次级绕阻整合的结构(图4、图7～图10的例子)。
在此，次级绕阻和三级绕阻是分体的结构表示次级绕阻和三级绕阻是分开的绕阻(在图1的例子中，次级绕阻32和三级绕阻33是分开的绕阻)。
另外，三级绕阻与次级绕阻整合的结构表示次级绕阻由三级绕阻和其它的绕阻构成(图4的例子中，利用绕阻51和三级绕阻52构成次级绕阻(Ns))。
作为一结构例(图6、图18的例子)，电力转换装置还具备控制部(例如，控制电路)，控制部使辅助开关元件(Qsub)接通后，使主开关元件(Qmain)接通，然后，在使辅助开关元件(Qsub)断开后或使辅助开关元件(Qsub)断开的同时，使主开关元件(Qmain)断开。
作为一结构例(图18的例子)，在电力转换装置中，控制部使用三级绕阻(Nt)或辅助绕阻(Nt’)的电压、和辅助电容器(Cs)的电压，确定主开关元件(Qmain)的接通定时。
作为一结构例(图7、图8的例子)，在电力转换装置中，转换器是升压转换器或降压转换器，经由整流二极管(在图7、图8的例子中，二极管118、158)从第二整流元件(Ds2)的电压得到恒压源(Vcc)。
作为一结构例(图13的例子)，电力转换装置具有包含主开关元件(Qmain)和主整流元件(Dm)的多相的系统，谐振辅助电路是与该多相对应的多相谐振辅助电路。
作为一结构例(图13的例子)，在电力转换装置中，在多相谐振辅助电路中，辅助电容器(Cs)和第二整流元件(Ds2)的一方或双方以至少两个相共用。
作为一结构例(图11的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含第一整流元件(图11的例子中，二极管317(Ds1’))和第一辅助电容器(图11的例子中，电容器316(Cs))的第一串联电路、第二辅助电容器(图11的例子中，电容器313(Cs))和第二整流元件(图11的例子中，二极管314(Ds1’))的第二串联电路、包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)和辅助开关元件(Qsub)且将第一串联电路和第二串联电路并联地连接的第三串联电路、配置于第一整流元件的阳极和第二整流元件的阴极之间的第三整流元件(Ds2’)。
作为一结构例(图12的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含第一整流元件(图12的例子中，二极管338(Ds1’))和第一辅助电容器(图12的例子中，电容器336(Cs))的第一串联电路、第二辅助电容器(图12的例子中，电容器333(Cs))和第二整流元件(图12的例子中，二极管334(Ds1’))的第二串联电路、第三整流元件(图12的例子中，二极管341(Ds1’))和第三辅助电容器(图12的例子中，电容器340(Cs))和第四整流元件(图12的例子中，二极管339(Ds1’))的第三串联电路、包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)和辅助开关元件(Qsub)且将第一串联电路和第二串联电路和第三串联电路并联地连接的第四串联电路、配置于第一整流元件的阳极和第四整流元件的阴极之间的第五整流元件(图12的例子中，二极管337(Ds2’))、配置于第二整流元件的阴极和第三整流元件的阳极之间的第六整流元件(图12的例子中，二极管335(Ds2’))。
作为一结构例(图14的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻的电流极性；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，闭环电路包含：该耦合电感器的次级绕阻(Ns)、第一整流元件(Ds1+)、初级绕阻的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)的第一串联电路、该耦合电感器的三级绕阻(Nt)和第二整流元件(Ds2+)的第二串联电路、将第一串联电路和第二串联电路连接的第一辅助电容器(Cs+)，闭环电路还包含：第三整流元件(Ds1－)、初级绕阻的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)、次级绕阻(Ns)的第三串联电路；三级绕阻(Nt)和第四整流元件(Ds2－)的第四串联电路；将第三串联电路和第四串联电路连接，且与第一辅助电容器(Cs+)连接的第二辅助电容器(Cs－)。
而且，次级绕阻和三级绕阻是分体的，是第一串联电路和第二串联电路与第一辅助电容器并联地连接的结构、或三级绕阻与次级绕阻整合的结构。
同样，次级绕阻和三级绕阻是分体的，是第三串联电路和第四串联电路与第二辅助电容器并联地连接的结构、或三级绕阻与次级绕阻整合的结构。
在此，在图14的例子中，示出了三级绕阻与次级绕阻整合的结构例，但作为其它的结构例，也可以采用次级绕阻和三级绕阻是分体的结构。
作为一结构例(图42的例子)，电力转换装置适用于与单相交流输入连接的双升压PFC，具有包含主开关元件(Qmain)和主整流元件(Dm)的两个升压电路，谐振辅助电路与该两个升压电路对应，在谐振辅助电路中，共用辅助开关元件(Qsub+/－)。
[准ZVS辅助电路的结构例]
作为一结构例(图21～图24的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)和第一整流元件(Ds1)和辅助开关元件(Qsub)的串联电路。
作为一结构例(图25的例子)，电力转换装置还具备控制部(例如，控制电路)，控制部使辅助开关元件(Qsub)接通后，使主开关元件(Qmain)接通，然后，在使辅助开关元件(Qsub)断开后或使辅助开关元件(Qsub)断开的同时，使主开关元件(Qmain)断开。
作为一结构例(图21～图24及图25的变形例)，电力转换装置还具备第二控制部(例如，控制电路)，第二控制部使承担初级绕阻(Np)的励磁电流的续流动作的开关元件即主整流元件(Dm)与主开关元件(Qmain)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，在使辅助开关元件(Qsub)接通后，主整流元件(Dm)的电流成为任意的负电流值时，使主整流元件(Dm)断开。
在此，在图21～图24的例子中，主整流元件(Dm)为二极管，但作为变形例，将主整流元件(Dm)设为开关元件，可进行上述的控制。
此外，第二控制部也可以与上述的图25的例子相关的控制部共同，或也可以是其它的控制部。
作为一结构例(图22、图23、图24的例子)，在电力转换装置中，转换器为升降压转换器、反激转换器、或降压型转换器中的任一种，经由整流二极管(图22、图23、图24的例子中，二极管1155、1181、1221)从次级绕阻的电压得到恒压源(Vcc)。
作为一结构例(图26的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻的电流极性；基于第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该第一闭环电路包含该耦合电感器的正侧次级绕阻(Ns+)、第一整流元件(Ds1+)、初级绕阻(Np)的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)，该第二闭环电路包含该耦合电感器的负侧次级绕阻(Ns－)、第二整流元件(Ds1－)、初级绕阻(Np)的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)。
作为一结构例(图27的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)、耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻(Np)的电流极性；基于闭环电路的谐振辅助电路，该闭环电路包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)、与初级绕阻(Np)的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)并联连接的第一整流元件、与初级绕阻(Np)的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)并联连接的第二整流元件。
作为一结构例(图28-图29的例子)，电力转换装置还具备控制部(例如，控制电路)，控制部使承担初级绕阻(Np)的励磁电流的续流动作的开关元件即主整流元件(QSR)与主开关元件(Qmain)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，在使第一辅助开关(Qsub+)或第二辅助开关(Qsub－)的任一方接通后，主整流元件(QSR)的电流成为任意的负电流值时，使主整流元件(QSR)断开。
作为一结构例(图34-图35的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含该耦合电感器的次级绕阻(Ns)和第一整流元件(Ds1)和辅助开关元件(Qsub)的串联电路；控制部，其使用辅助绕阻(Nt’)的电压，确定主开关元件(Qmain)的接通定时。
作为一结构例(图34-图35的例子)，在电力转换装置中，控制部使辅助开关元件(Qsub)接通后，通过辅助绕阻(Nt’)的电压使主开关元件(Qmain)接通，然后，在使辅助开关元件(Qsub)断开后或使辅助开关元件(Qsub)断开的同时，使主开关元件(Qmain)断开。
另外，作为一结构例(图34-图35的例子)，电力转换装置具备第二控制部，第二控制部使承担初级绕阻(Np)的励磁电流的续流动作的开关元件即主整流元件(Dm)与主开关元件(Qmain)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，在使辅助开关元件(Qsub)接通后，主整流元件(Dm)的电流成为任意的负电流值时，使主整流元件(Dm)断开。
作为一结构例(图37、图39的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain+)、主整流元件(Qmain－)、输出电容器(Co)、耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻(Np)的电流极性；第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该第一闭环电路包含耦合电感器的正侧次级绕阻(Ns+)、第一整流元件(Ds1+)、初级绕阻(Np)的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)，该第二闭环电路包含耦合电感器的负侧次级绕阻(Ns－)、第二整流元件(Ds1－)、初级绕阻(Np)的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)；控制部，其使用辅助绕阻(Nt’＝NZCD)的电压，确定主开关元件(Qmain+)的接通定时。
作为一结构例(图38、图39的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain+)、主整流元件(Qmain－)、输出电容器(Co)、耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻(Np)的电流极性；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含耦合电感器的次级绕阻(Ns)、与初级绕阻(Np)的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)并联连接的第一整流元件、与初级绕阻(Np)的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)并联连接的第二整流元件；控制部，其使用辅助绕阻(Nt’＝NZCD)的电压，确定主开关元件(Qmain+)的接通定时。
另外，作为一结构例(图38、图39的例子)，在电力转换装置中，控制部使承担初级绕阻(Np)的励磁电流的续流动作的开关元件即主整流元件(Qmain－)与主开关元件(Qmain+)成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，使第一辅助开关(Qsub+)或第二辅助开关(Qsub－)的任一方接通后，在主整流元件(Qmain+)的电流成为任意的负电流值时，使主整流元件(Qmain－)断开。
作为一结构例(图40的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)、耦合电感器的初级绕阻(Np)，正负切换初级绕阻(Np)的电流极性；第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该第一闭环电路包含耦合电感器的次级绕阻(Ns)、第一整流元件(Dsub+)、初级绕阻(Np)的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关(Qsub+)，该第二闭环电路包含耦合电感器的次级绕阻(Ns)、第二整流元件(Dsub－)、初级绕阻(Np)的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关(Qsub－)。
作为一结构例(图41的例子)，电力转换装置适用于图腾柱PFC，在基于次级绕阻(Ns)和第一整流元件(Dsub+)和第一辅助开关(Qsub+)的串联电路之间连接图腾柱PFC的正侧的AC二极管(BD+)，在基于次级绕阻(Ns)和第二整流元件(Dsub－)和第二辅助开关(Qsub－)的串联电路之间连接图腾柱PFC的负侧的AC二极管(BD－)。
作为一结构例(图43的例子)，电力转换装置具备：转换器，其包含主开关元件(Qmain)、主整流元件(Dm)、输出电容器(Co)以及耦合电感器的初级绕阻(Np)；基于闭环电路的谐振辅助电路(ZVS辅助电路)，该闭环电路包含耦合电感器的次级绕阻(Ns)和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路，该电力转换装置中，具有两个升压电路，该升压电路包含适用于与单相交流输入连接的双升压PFC的主开关元件(Qmain)和主整流元件(Dm)，谐振辅助电路与两个升压电路对应，在谐振辅助电路中共用辅助开关元件(Qsub+/－)。
另外，作为一结构例(图43的例子)，电力转换装置具备控制部，该控制部使用耦合电感器的辅助绕阻(Nt’)的电压，确定主开关元件(Qmain)的接通定时。
以上，参照附图详细叙述了该公开的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，还包含不脱离该公开宗旨的范围内的设计等。
附图标记说明
1～4、101～104、401、501～503、601～603、1001～1004、1301、1501、1601、1701、4001、4201、4301、4501、5001、5301、6001、6301、6501、7001、7301…电力转换装置，11、35、115、132、155、183、215、245、264、312、332、411、413、446、454、511、512、545、549、577、581、591、1134、1134a、1134b、1154、1174、1213、1314、1316、1333、1334、1411、1412、1423、1424、1511～1514、1516、1517、1543、1544、1611～1614、1643、1644、1711～1714、1743、1744、4035、4234、4334、5111、5112、5154、5156、5333、5334、6013、6346、6533、7035、7334…开关元件，12、34、36、42、53、114、116、118、133、154、156、158、182、214、216、242、263、265、314、315、317、334、335、337、338、339、341、412、414、445、447、453、461、544、546、548、550、576、580、592、593、621、651、661、691、1133、1133a、1133b、1153、1155、1173、1181、1212、1221、1313、1315、4034、4053、4233、4333、5153、5155、5212、5213、6012、6014、6345、6347、6353、6361、6391、6392、6532、6552、7053、7333、7411、7412…二极管，13、37、117、131、157、181、217、241、266、313、316、333、336、340、415、448、515、547、551、579、652、1413、1515、1672、1715、4037、5113、6348、6381、7037…电容器，21、23、121、171、251、423、523、1523、1623、1631、1731、5123、6423…电源，31、111、151、211、244、431、432、541、1131、1131a、1131b、1151、1171、1331、1541、1641、1741、4231、4331、5131、6051、7031、7331…初级绕阻，32、311、331、1132、1132a、1132b、1152、1172、1211、1311、1312、1332、1542、1642、1742、4232、4332、5151、5152、5332、6011、6531、6551、7332…次级绕阻，33、41、52、113、153、213、262、442、452、543、573、575、4052、6342、6352、7052…三级绕阻，51、112、152、212、243、261、441、451、542、572、574、4051、6341、6351、7051…绕阻，71、72、1422…电感器，578、582…晶闸管，611、4111、5211…辅助绕阻，612、642、682、4112…运算器，613、643、683、4113、5513、5613…比较器，614、615、644、645、684、685、5514、5519、5614、5619…AND，616、646、686、4116、4615、5515、5615…接通延迟电路，617、647、687、4117、5516、5616…OR、1401…等效电路，1421…励磁电感器，513、514、1431…半波整流二极管，1671…电阻，2011～2018、2111～2117、3011～3018、3111～3119…波形，4118…断开延迟电路，4119…D型触发器，4251、4351、5512、5612…偏置电源，4711…PWM控制部，4731、5231…电路部，5221…检测部，5517、5617…NOT，4618、5518、5618…接通延迟电路(SR)，A1～A4、301、302…ZVS辅助电路，B1～B3…点，G1…接地端子，P1…方向，T1、T12、T22、T32、T52、T62、T102、T121、T231…第一输出端子，T2、T11、T21、T31、T51、T61、T101、T122、T232…第二输出端子。

Claims (21)

1.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；和
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的第一串联电路、所述耦合电感器的三级绕组和第二整流元件的第二串联电路、将所述第一串联电路和所述第二串联电路连接的辅助电容器，
所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第一串联电路和所述第二串联电路与所述辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
还具备控制部，
所述控制部使所述辅助开关元件接通后，使所述主开关元件接通，之后，在使所述辅助开关元件断开后或使所述辅助开关元件断开的同时，使所述主开关元件断开。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
所述控制部使用所述三级绕组或所述耦合电感器的辅助绕组的电压、和所述辅助电容器的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其中，
所述转换器是升压转换器或降压转换器，
经由整流二极管从所述第二整流元件的电压得到恒压源。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电力转换装置，其中，
具有包含所述主开关元件和所述主整流元件的多相的系统，
所述谐振辅助电路是与所述多相对应的多相谐振辅助电路。
6.根据权利要求5所述的电力转换装置，其中，
在所述多相谐振辅助电路中，所述辅助电容器和所述第二整流元件的一方或双方以至少两个相共用。
7.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；和
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含第一整流元件和第一辅助电容器的第一串联电路、第二辅助电容器和第二整流元件的第二串联电路、包含所述耦合电感器的次级绕组和辅助开关元件且将所述第一串联电路和所述第二串联电路并联连接的第三串联电路、配置于所述第一整流元件的阳极和所述第二整流元件的阴极之间的第三整流元件。
8.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；和
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含第一整流元件和第一辅助电容器的第一串联电路、第二辅助电容器和第二整流素子的第二串联电路、第三整流元件和第三辅助电容器和第四整流元件的第三串联电路、包含所述耦合电感器的次级绕组和辅助开关元件且将所述第一串联电路和所述第二串联电路和所述第三串联电路并联连接的第四串联电路、配置于所述第一整流元件的阳极和所述第四整流元件的阴极之间的第五整流元件、配置于所述第二整流元件的阴极和所述第三整流元件的阳极之间的第六整流元件。
9.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；和
基于闭环电路的谐振辅助电路，
所述闭环电路包含：
所述耦合电感器的次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关的第一串联电路；
所述耦合电感器的三级绕组和第二整流元件的第二串联电路；和
将所述第一串联电路和所述第二串联电路连接的第一辅助电容器，
所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第一串联电路和所述第二串联电路与所述第一辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构，
所述闭环电路包含：
第三整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关、所述次级绕组的第三串联电路；
所述三级绕组和第四整流元件的第四串联电路；和
将所述第三串联电路和所述第四串联电路连接且与所述第一辅助电容器连接的第二辅助电容器，
所述次级绕组和所述三级绕组是分体的，是所述第三串联电路和所述第四串联电路与所述第二辅助电容器并联连接的结构、或所述三级绕组与所述次级绕组整合的结构。
10.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路；和
控制部，其使用所述耦合电感器的辅助绕组的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
11.根据权利要求10所述的电力转换装置，其中，
所述控制部使所述辅助开关元件接通后，通过所述辅助绕组的电压使所述主开关元件接通，然后，在使所述辅助开关元件断开后或使所述辅助开关元件断开的同时，使所述主开关元件断开。
12.根据权利要求11所述的电力转换装置，其中，
还具备第二控制部，
所述第二控制部使承担所述初级绕组的励磁电流的续流动作的开关元件的所述主整流元件与所述主开关元件成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，在使所述辅助开关元件接通后，所述主整流元件的电流成为任意的负电流值时，使所述主整流元件断开。
13.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组；和
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路，
所述转换器是升降压转换器、反激转换器、或降压型转换器中的任一种，
经由整流二极管从所述次级绕组的电压得到恒压源。
14.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；
基于第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路，所述第一闭环电路包含所述耦合电感器的正侧次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关，所述第二闭环电路包含所述耦合电感器的负侧次级绕组、第二整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关；和
控制部，其使用所述耦合电感器的辅助绕组的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
15.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；
基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、与所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关并联连接的第一整流元件、与所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关并联连接的第二整流元件；和
控制部，其使用所述耦合电感器的辅助绕组的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
16.根据权利要求15所述的电力转换装置，其中，
所述控制部使承担所述初级绕组的励磁电流的续流动作的开关元件的主整流元件与所述主开关元件成为设置防短路期间的配对，进行接通/断开动作，在使所述第一辅助开关或所述第二辅助开关的任一方接通后，所述主整流元件的电流成为任意的负电流值时，使所述主整流元件断开。
17.一种电力转换装置，其具备：
转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器以及耦合电感器的初级绕组，正负切换所述初级绕组的电流极性；和
基于第一闭环电路及第二闭环电路的谐振辅助电路，所述第一闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、第一整流元件、所述初级绕组的电流极性为正时被驱动的第一辅助开关，所述第二闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组、第二整流元件、所述初级绕组的电流极性为负时被驱动的第二辅助开关。
18.根据权利要求17所述的电力转换装置，其适用于图腾柱PFC，
在基于所述次级绕组和所述第一整流元件和所述第一辅助开关的串联电路之间连接所述图腾柱PFC的正侧的AC二极管，
在基于所述次级绕组和所述第二整流元件和所述第二辅助开关的串联电路之间连接所述图腾柱PFC的负侧的AC二极管。
19.根据权利要求1所述的电力转换装置，其适用于与单相交流输入连接的双升压PFC，
具有包含所述主开关元件和所述主整流元件的两个升压电路，
所述谐振辅助电路与所述两个升压电路对应，
在所述谐振辅助电路中共用所述辅助开关元件。
20.一种电力转换装置，其具备：转换器，其包含主开关元件、主整流元件、输出电容器、以及耦合电感器的初级绕组；基于闭环电路的谐振辅助电路，所述闭环电路包含所述耦合电感器的次级绕组和第一整流元件和辅助开关元件的串联电路，其中，
具有两个升压电路，该升压电路包含适用于与单相交流输入连接的双升压PFC的所述主开关元件和所述主整流元件，
所述谐振辅助电路与所述两个升压电路对应，
在所述谐振辅助电路中共用所述辅助开关元件。
21.根据权利要求20所述的电力转换装置，其中，
具备控制部，其使用所述耦合电感器的辅助绕组的电压，确定所述主开关元件的接通定时。
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