DE102017118237A1 - Schaltnetzteil - Google Patents

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Ryosuke HAYASAKI
Toshiki MURAYAMA
Ichiro Takayama
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Abstract

Es wird ein Schaltnetzteil angegeben, welches die Zeit verkürzt, in der eine Eingangsspannung an einer Drosselspule angelegt wird, um einen Spitzenstrom zu unterbinden, der durch Schaltelemente fließt, wenn eine Primär- oder Sekundärspannung 0 V beträgt (oder eine Spannung nahe 0 V). Ein DAB-Wandler bzw. ein Schaltnetzteil führt eine Phasensteuerung durch, um eine erste Leitungsbreite und/oder eine zweite Leitungsbreite von Paaren von diagonal angeordneten Schaltelementen zu ändern, die eine primäre Voll-Brückenschaltung bilden. Die erste Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich überlappen. Die zweite Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements zeitlich überlappen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen DC/DC bzw. Gleichspannungs-Wandler, der eine „Dual Active Bridge”(DAB)-Schaltung umfasst und Strom bzw. Energie in beiden Richtungen überträgt.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Umweltprobleme sind in den letzten Jahren schwerwiegender geworden, und die Entwicklung einer nachhaltigen Gesellschaft war ein weltweites Thema. Insbesondere der Übergang von einer Gesellschaft, die von fossilen Brennstoffen wie etwa Erdöl und Kohle abhängig ist, zu einer Gesellschaft, in der erneuerbare Energien wie Solarenergie und Windenergie eingesetzt werden, stellt eine bedeutende Herausforderung unserer Zeit dar. Solarenergie und Windenergie sind hinsichtlich der Versorgung zeitlich unbeständig. Um im Stande zu sein, solche Energien in der Form von Strom bzw. Energie zu nutzen, wird somit die Umsetzung eines intelligenten Netzes zum optimalen Koordinieren von Nachfrage und Angebot ohne Verlust benötigt. Techniken von frei ladbaren und entladbaren Akkumulatoren (wiederaufladbare Batterien) sind für ein intelligentes Netz wesentlich.
  • Zur Verwendung von Akkumulatoren bedarf es Steuertechniken und Wandlungstechniken von Gleichströmen sowohl in Lade- als auch in Entladungsrichtung. Ein kleiner, leichter, hocheffizienter, bidirektionaler DC/DC-Wandler (Schaltnetzteil) zieht als wichtige Plattform für eine solche Stromwandlung Aufmerksamkeit auf sich. Unter verschiedenen Formen von vorgeschlagenen Schaltsystemen wird ein „Dual Active Bridge”(DAB)-System für einen leistungsstarken, bidirektionalen DC/DC Wandler zur Handhabung hoher Spannungen und großen Ströme als angemessen betrachtet. Das DAB-System hat einen Vorteil, dass die beiden Richtungen der Energieübertragung durch Phasenverschiebungen auf der primären und sekundären Seite leicht gewechselt werden können. Das DAB-System ist auch in der Lage, einen Hochfrequenz-Wechselstrom zu erzeugen, Verluste während einem schnellen Umschalten zu verringern, und Strahlungsrauschen des schnellen Umschaltens zu verringern, und wird derzeit intensiv erforscht.
  • Zitierungsliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-121194
  • 5 zeigt eine Schaltung eines DAB-Schaltnetzteils (DAB-Wandler). Ein Schaltnetzteil 1 umfasst hauptsächlich eine Primärschaltung 10, eine Sekundärschaltung 20, und einen Transformator 120, der die Primär- und Sekundärschaltung 10 und 20 koppelt. Die Primärschaltung 10 umfasst hauptsächlich eine Glättungsschaltung und eine Voll-Brückenschaltung, die dem Schalten dient. Die Sekundärschaltung 20 umfasst hauptsächlich eine Voll-Brückenschaltung zur Gleichrichtung und eine Glättungsschaltung. Die Primärschaltung 10 und die Sekundärschaltung 20 sind symmetrisch angeordnet. Beide Voll-Brückenschaltungen sind durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) phasengesteuert.
  • 6a zeigt ein Ablaufdiagramm von Steuerspannungen von Schaltelementen bei dem Schaltnetzteil 1 und eine angelegte Spannung Vp und einen Strom Ip, der durch eine Drosselspule (Induktivität) 90 fließt. Zum Beispiel wird angenommen, dass das DAB-Schaltnetzteil 1 bzw. Wandler durch Anlegen einer Eingangsspannung Vbus an den primären Eingangsanschlüssen aktiviert wird, wobei eine Spannung V an den sekundären Ausgangsanschlüssen bei 0 V (oder einer Spannung nahe 0 V) liegt (siehe eine Periode P1 in 6A). Ein erstes Schaltelement Q1 und ein viertes Schaltelement Q4 werden EIN geschaltet, und ein zweites Schaltelement Q2 und ein drittes Schaltelement Q3 werden AUS geschaltet. Ein sekundärer Glättungskondensator 40 der Sekundärschaltung wurde bis jetzt nicht geladen. In der Sekundärschaltung ist eine Schaltung, die durch die dicken Linien in 6B gezeigt ist, ausgebildet, durch welche eine große Stromstärke fließen kann. In der Primärschaltung, über den Transformator 120 gekoppelt, ist eine Schaltung ausgebildet, die durch die dicken Linien dargestellt ist. Da die sekundäre Seite gleichermaßen über die Drosselspule kurzgeschlossen ist, kann ein großer Strom auch durch die Primärseite in Periode P1 fließen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein übermäßiger Strom Ip durch das erste Schaltelement Q1 und das vierte Schaltelement Q4 der Primärschaltung fließen kann (siehe Periode P1 in 6A).
  • In gleicher Weise, in einer Periode P2 von 6A, in der Primärschaltung, werden das zweite Schaltelement Q2 und das dritte Schaltelement Q3 EIN geschaltet, und das erste Schaltelement Q1 und das vierte Schaltelement Q4 werden AUS geschaltet. In der Sekundärschaltung werden ein sechstes Schaltelement Q6 und ein siebtes Schaltelement Q7 EIN geschaltet, und ein fünftes Schaltelement Q5 und ein achtes Schaltelement Q8 werden AUS geschaltet. In der Sekundärschaltung wird eine in 6C durch die dicken Linien gezeigte Schaltung gebildet, durch die eine großer Strom fließen kann. In der Primärschaltung, über den Transformator 120 gekoppelt, wird eine durch die dicken Linien gezeigte Schaltung gebildet. Ein großer Strom kann durch das zweite Schaltelement Q2 und das dritte Schaltelement Q3 fließen. Während der Periode P2 kann somit ein übermäßiger Strom Ip durch das zweite Schaltelement Q2 und das dritte Schaltelement Q3 fließen (siehe Periode P2 in 6A).
  • Mit anderen Worten wird die Eingangsspannung Vbus an die Drosselspule (Induktivität) 90 angelegt, die mit dem Transformator 120 für eine halbe Periode der Schaltfrequenz in Reihe geschaltet ist. Eine große Spitzenstromstärke kann somit durch die Schaltelemente Q1 bis Q4, die die Primärschaltung bilden, fließen, mit möglichem Versagen der Schaltelemente. Genau das gleiche Problem kann auch auftreten, falls die primäre und sekundäre Rolle umgekehrt ist.
  • Mögliche Maßnahmen, um ein solches Problem zu vermeiden, umfassen das Erhöhen der Induktivität der Drosselspule (Induktivität) 90 und das Erhöhen der Schaltfrequenz. Jedoch hat die erstgenannte Maßnahme einen Nachteil, dass die Drosselspule groß wird. Die als zweites genannte Maßnahme hat einen Nachteil dahingehend, dass ein Eisenverlust (Verlust) des Magnetmaterials und ein Schaltverlust erhöht werden.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zeit zu verkürzen, in der die Eingangsspannung an der Drosselspule angelegt wird, um eine durch die Schaltelemente fließende Spitzenstromstärke zu unterbinden.
    • (1) Die vorliegende Erfindung gibt ein Schaltnetzteil an, welches umfasst: einen Transformator, der eingerichtet ist, eine Primärspule und eine Sekundärspule zu umfassen; eine primäre Brückenschaltung, die eingerichtet ist, einen ersten Zweig, der ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, wobei ein erster Knoten zwischen dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement mit der Primärspule verbunden ist, und einen zweiten Zweig, der ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement umfasst, wobei ein zweiter Knoten zwischen dem dritten Schaltelement und dem vierten Schaltelement mit der Primärspule verbunden ist, zu umfassen; eine sekundäre Brückenschaltung, die eingerichtet ist, einen dritten Zweig, der ein fünftes Schaltelement und ein sechstes Schaltelement umfasst, wobei ein dritter Knoten zwischen dem fünften Schaltelement und dem sechsten Schaltelement mit der Sekundärspule verbunden ist, und einen vierten Zweig, der ein siebtes Schaltelement und ein achtes Schaltelement umfasst, wobei ein vierter Knoten zwischen dem siebten Schaltelement und dem achten Schaltelement mit der Sekundärspule verbunden ist, zu umfassen; eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, das erste bis achte Schaltelement mit jeweiligen vorgegebenen Pulsbreiten zu steuern; einen ersten Glättungskondensator, der mit der primären Brückenschaltung verbunden ist; und einen zweiten Glättungskondensator, der mit der sekundären Brückenschaltung verbunden ist, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um eine erste Leitungsbreite und/oder eine zweite Leitungsbreite zu ändern, wobei die erste Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei die zweite Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements zeitlich überlappen.
  • Bei einem DAB-Wandler werden die Ansteuerpulse der Schaltelemente der primären Brückenschaltung bei normalem Betrieb so gesteuert, dass die Ansteuerpulse von jedem von zwei Paaren von diagonal angeordneten Schaltelementen die gleiche Phase haben. In einem solchen Fall werden die Leitungsbreiten der Schaltelemente zu einer halben Periode der Schaltfrequenz. Während der halben Periode wird die gesamte Eingangsspannung an die Primärschaltung angelegt. Wenn die Sekundärschaltung bei 0 V ist, oder einer niedrigen Spannung nahe 0 V, hat die Primärschaltung, die über den Transformator gekoppelt ist, auch gleichermaßen eine niedrige Impedanz. Somit kann eine große Stromstärke durch die Schaltelemente fließen, die die primäre Brückenschaltung bilden, und möglicherweise ein Versagen verursachen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (1) beschriebenen Erfindung, kann die Leitungsbreite von zumindest einem der beiden Paare von diagonal angeordneten Schaltelementen verändert werden. Eine Eingangsspannung kann somit lediglich für eine Periode, die zeitlich kürzer als eine halbe Periode ist, an der Primärschaltung angelegt werden. Dies stellt eine hervorragende Wirkung zur Unterbindung bereit, dass der Strom durch die Primärschaltung fließt, und trägt folglich zum Schutz der Schaltelemente bei.
    • (2) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (1) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei der erste Knoten über eine erste Drosselspule mit der Primärspule verbunden ist, und der dritte Knoten über eine zweite Drosselspule mit der Sekundärspule verbunden ist.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (2) beschriebenen Erfindung umfasst das Schaltnetzteil die Drosselspulen. Dies bewirkt eine Erhöhung des Freiheitsgrads bei der Gestaltung von Speicherung und Entladung von Energy in/aus Induktivitäten durch Schaltvorgänge.
    • (3) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (1) oder (2) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die erste Drosselspule und/oder die zweite Drosselspule eine Streuinduktivität umfasst, wobei die Streuinduktivität eine Streuinduktivität des Transformators ist.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (3) beschriebenen Erfindung, kann die Streuinduktivität des Transformators als Drosselspule verwendet werden. Dies bewirkt, dass die Gesamtzahl an Bauteilen verringert werden kann.
    • (4) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (3) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei der erste Knoten mit der Primärspule über eine Reihenschaltung, die die erste Drosselspule und einen ersten Kondensator umfasst, in Reihe geschaltet ist, und der dritte Knoten mit der Sekundärspule über eine Reihenschaltung, die die zweite Drosselspule und einen zweiten Kondensator umfasst in Reihe geschaltet ist.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (4) beschriebenen Erfindung, kann die Reihenschaltung der Drosselspulen und der Kondensatoren eine Bias-Magnetisierung des Transformators verhindern.
    • (5) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (4) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um sowohl die erste Leitungsbreite als auch die zweite Leitungsbreite zu ändern.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (5) beschriebenen Erfindung können die Leitungsbreiten von beiden der Paare von diagonal angeordneten Schaltelementen geändert werden. Wenn die Sekundärschaltung bei 0 V ist oder einer niedrigen Spannung nahe 0 V, können große Ströme durch die Primär- und Sekundärschaltung fließen, die über den Transformator gekoppelt sind. Da die Leitungsbreiten auf eine Periode gesteuert werden können, die zeitlich kürzer als eine halbe Periode ist, wird eine ausgezeichnete Wirkung dahingehend bereitgestellt, dass die beiden Paare von diagonal angeordneten Schaltelementen beide geschützt werden können.
    • (6) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (5) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um eine dritte Leitungsbreite und/oder eine vierte Leitungsbreite zu ändern, wobei die dritte Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des fünften Schaltelements und ein Puls zum Treiben des achten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei die vierte Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des siebten Schaltelements zeitlich überlappen.
  • Eine Haupteigenschaft von DAB-Wandlern besteht darin, dass die primären und sekundären Rollen durch Phasensteuerung umgekehrt werden können. Daher kann Energie von der sekundären Seite auf die primäre Seite übertragen werden. Wenn die primären und sekundären Rollen umgekehrt sind und die ursprüngliche Sekundärschaltung bei 0 V ist oder einer niedrigen Spannung nahe 0 V, können große Ströme durch die ursprüngliche Primär- und Sekundärschaltung fließen, die über den Transformator gekoppelt sind. Die Ansteuerpulse der Schaltelemente der sekundären Brückenschaltung in einem DAB-Wandler bei normalem Betrieb sind derart, dass die Ansteuerpulse von zwei diagonal angeordneten Schaltelementen die gleiche Phase haben. Die Leitungsbreiten der Schaltelemente werden hier zu einer halben Periode der Schaltfrequenz. Während der halben Periode wird die gesamte Eingangsspannung an der ursprünglichen Sekundärschaltung angelegt. Eine große Stromstärke kann somit durch die ursprüngliche Sekundärschaltung fließen und möglicherweise ein Versagen verursachen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (6) beschriebenen Erfindung kann die Leitungsbreite von zumindest einem der zwei Paare von diagonal angeordneten Schaltelementen der ursprünglichen sekundären Brückenschaltung geändert werden. Eine Eingangsspannung kann somit an der ursprünglichen Sekundärschaltung lediglich für eine Periode angelegt werden, die zeitlich kürzer als eine halbe Periode ist. Dies stellt eine hervorragende Wirkung dahingehend bereit, dass Stromfluss unterbunden wird und trägt folglich zu dem Schutz der Schaltelemente bei.
    • (7) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (6) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um sowohl die dritte Leitungsbreite als auch die vierte Leitungsbreite zu ändern.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (7) beschriebenen Erfindung, falls die primären und sekundären Rollen umgekehrt sind, können die Leitungsbreiten von beiden der Paare von diagonal angeordneten Schaltelementen der ursprünglichen sekundären Brückenschaltung geändert werden. Eine Eingangsspannung kann somit an die ursprüngliche Sekundärschaltung lediglich für eine Periode angelegt werden, die zeitlich kürzer als eine halbe Periode ist. Dies stellt eine hervorragende Wirkung dahingehend bereit, dass der Stromfluss unterbunden werden kann, um die Schaltelemente zu schützen.
    • (8) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (5) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn ein Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung klein ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern, und wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung groß ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern.
  • Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung klein ist, wie etwa bei Aktivierung des Schaltnetzteils, wird der Glättungskondensator auf der sekundären Seite nicht viel geladen. Dies macht die Sekundärschaltung gleichermaßen niedrig hinsichtlich der Impedanz, so dass ein Strom fließen kann. Im Ergebnis wird die Schein-Impedanz zu der Primärschaltung, die über den Transformator gekoppelt ist, ebenfalls niedrig, so dass ein Strom fließen kann. Falls eine Eingangsspannung an der Primärschaltung angelegt wird, wird die gesamte Eingangsspannung an der Drosselspule angelegt. Dann fließt ein großer Strom, wodurch ein Versagen der Schaltelemente verursacht wird.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (8) beschriebenen Erfindung, falls der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung klein ist, werden die Schaltelemente der primären Brückenschaltung phasengesteuert, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern. Dies kann den durch die Primärschaltung fließenden Strom unterbinden, und stellt folglich eine hervorragende Wirkung dahingehend bereit, dass zu dem Schutz der Schaltelemente beigetragen wird.
  • Falls hingegen der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung groß ist, wird der in der Sekundärschaltung enthaltene Glättungskondensator aufgeladen. Die an der Drosselspule angelegte Spannung ist somit niedrig, und die Sekundärschaltung ist nicht in einem Zustand, um eine große Stromstärke durchzulassen. Eine große Stromstärke wird nicht durch die Primärschaltung fließen. In einem solchen Fall, selbst wenn die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die Leitungsbreite(n) zu verbreitern, wird die gesamte Eingangsspannung nicht an der Primärschaltung angelegt, so dass ein großer Strom fließt. Falls der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung groß ist, stellt die Phasensteuerung, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern, eine bemerkenswerte Wirkung dahingehend bereit, dass der Wandlungswirkungsgrad des Schaltnetzteils verbessert werden kann.
    • (9) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (5) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn ein Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung kleiner als oder gleich einem vorgegebenen ersten Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern, und wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung größer als ein vorgegebener zweiter Grenzwert ist, führt die Steuereinheit eine Phasensteuerung durch, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern, wobei der vorgegebene zweite Grenzwert definiert ist, größer als oder gleich dem vorgegebenen ersten Grenzwert zu sein.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (9) beschriebenen Erfindung, falls der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung kleiner als oder gleich dem vorgegebenen ersten Grenzwert ist, werden die Schaltelemente der primären Brückenschaltung phasengesteuert, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern. Dies kann den durch die Primärschaltung fließenden Strom unterbinden, verglichen mit dem Fall, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung größer als der zweite Grenzwert ist. Folglich wird eine hervorragende Wirkung dahingehend bereitgestellt, dass zum Schutz der Schaltelemente beigetragen wird.
  • Beispiele des Zustands, in dem der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung größer als der vorgegebene zweite Grenzwert ist, umfassen einen Fall, wenn der Betrag des zweiten Grenzwerts unterhalb und nahe der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt ist, und der Spannungswert des Ausgangsteils die Nenn-Ausgangsspannung erreicht. In einem solchen Fall wird der in der Sekundärschaltung umfasste Glättungskondensator aufgeladen. Somit ist die an der Drosselspule angelegte Spannung niedrig, und die Sekundärschaltung ist nicht in einem Zustand, um eine große Stromstärke durchzulassen. Es wird keine große Stromstärke durch die Primärschaltung fließen. Selbst wenn die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die Leitungsbreite(n) zu verbreitern, wird die gesamte Eingangsspannung dann nicht an die Primärschaltung angelegt, so dass ein großer Strom fließt. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung groß ist, stellt die Phasensteuerung, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern, eine bemerkenswerte Wirkung dahingehend bereit, dass der Wandlungswirkungsgrad des Schaltnetzteils verbessert werden kann. Der erste Grenzwert ist hierbei beispielsweise auf einen Wert kleiner gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt, wünschenswerterweise kleiner gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt kleiner gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung. Es wird angemerkt, dass der erste Grenzwert nahe 0 V festgelegt sein kann. Der zweite Grenzwert ist hierbei bevorzugt der gleiche (gemeinsame) wie der erste Grenzwert. Der zweite Grenzwert kann nahe der Nenn-Ausgangsspannung liegen. Der zweite Grenzwert ist, beispielsweise auf einen Grenzwert größer als oder gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt, wünschenswerterweise größer als oder gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt größer als oder gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung.
    • (10) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (6) oder (7) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn ein Spannungswert eines Ausgangsteils der primären Brückenschaltung klein ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern, und wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung groß ist, führt die Steuereinheit eine Phasensteuerung durch, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern.
  • Wie obenstehend beschrieben, ist eine Haupteigenschaft des DAB-Wandlers, dass die primären und sekundären Rollen durch Phasensteuerung umgekehrt werden können. Energie kann deshalb von der sekundären Seite zu der primären Seite übertragen werden. Wenn die primären und sekundären Rollen umgekehrt sind und der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung klein ist, wird der Glättungskondensator auf der primären Seite nicht viel aufgeladen. Dies macht die Primärschaltung gleichermaßen niedrig hinsichtlich der Impedanz, so dass ein Strom fließen kann. Die Schein-Impedanz zu der Sekundärschaltung, die über den Transformator gekoppelt ist, wird ebenfalls niedrig, so dass ein Strom fließen kann. Wenn eine Eingangsspannung an der Sekundärschaltung angelegt wird, wird die gesamte Eingangsspannung an der Drosselspule angelegt. Ein großer Strom fließt somit durch die Schaltelemente der sekundären Brückenschaltung, wodurch ein Versagen der Schaltelemente verursacht wird.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (10) beschriebenen Erfindung, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung klein ist, werden die Schaltelemente der sekundären Brückenschaltung phasengesteuert, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern. Dies kann den durch die Sekundärschaltung fließenden Strom unterbinden, und stellt folglich eine hervorragende Wirkung dahingehend bereit, zum Schutz der Schaltelemente beizutragen.
  • Andererseits, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung groß ist, wird der in der Primärschaltung enthaltene Glättungskondensator aufgeladen. Die an der Drosselspule angelegte Spannung ist somit niedrig, und die Primärschaltung ist nicht in einem Zustand, um einen großen Strom durchzulassen. Es wird kein großer Strom durch die Sekundärschaltung fließen. In einem solchen Fall, selbst wenn die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die Leitungsbreite(n) zu verbreitern, wird kein großer Strom durch die Sekundärschaltung fließen. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung groß ist, stellt die Phasensteuerung, um die dritte und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern, eine bemerkenswerte Wirkung dahingehend bereit, dass der Wandlungswirkungsgrad des Schaltnetzteils verbessert werden kann.
    • (11) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (6) oder (7) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung kleiner als oder gleich einem vorgegebenen dritten Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern, und wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung größer als ein vorgegebener vierter Grenzwert ist, führt die Steuereinheit eine Phasensteuerung durch, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern, wobei der vorgegebene vierte Grenzwert definiert ist, größer als oder gleich dem vorgegebenen dritten Grenzwert zu sein.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (11) beschriebenen Erfindung, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung kleiner als oder gleich dem vorgegebenen dritten Grenzwert ist, werden die Schaltelemente der sekundären Brückenschaltung phasengesteuert, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern. Dies kann den durch die Sekundärschaltung fließenden Strom unterbinden, verglichen damit, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung größer als der vierte Grenzwert ist. Folglich wird eine hervorragende Wirkung dahingehend bereitgestellt, dass zu dem Schutz der Schaltelemente beigetragen wird.
  • Beispiele des Zustands, in dem der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung größer als der vorgegebene vierte Grenzwert ist, umfassen einen Fall, wenn der Absolutwert des vierten Grenzwerts unterhalb und nahe der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt ist und der Spannungswert des Ausgangsteils die Nenn-Ausgangsspannung erreicht. In einem solchen Fall wird der in der Primärschaltung enthaltene Glättungskondensator aufgeladen. Die an der Drosselspule angelegte Spannung ist somit niedrig, und die Primärschaltung ist nicht in einem Zustand, um einen großen Strom durchzulassen. Es wird kein großer Strom durch die Sekundärschaltung fließen. In einem solchen Fall, selbst wenn die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die Leitungsbreite(n) zu verbreitern, wird kein großer Strom durch die Sekundärschaltung fließen. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung groß ist, stellt die Phasensteuerung, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern, eine bemerkenswerte Wirkung dahingehend bereit, dass der Wandlungswirkungsgrad des Schaltnetzteils verbessert werden kann. Der dritte Grenzwert ist hierbei auf zum Beispiel einen Wert kleiner als oder gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt, wünschenswerterweise kleiner als oder gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt kleiner als oder gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung. Es wird angemerkt, dass der dritte Grenzwert nahe 0 V festgelegt sein kann. Der vierte Grenzwert hierbei ist bevorzugt der gleiche (gemeinsame) wie der dritte Grenzwert. Der vierte Grenzwert kann nahe der Nenn-Ausgangsspannung liegen. Der vierte Grenzwert ist zum Beispiel auf einen Wert größer als oder gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt, wünschenswerterweise größer als oder gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt größer als oder gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung.
    • (12) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (1) bis (11) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, so dass ein erster Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem zweiten Leitungszeitschlitz übereinstimmt und ein dritter Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem vierten Leitungszeitschlitz übereinstimmt, wobei der erste Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der zweite Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des fünften Schaltelements und der Puls zum Treiben des achten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der dritte Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der vierte Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements und der Puls zum Treiben des siebten Schaltelements zeitlich überlappen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (12) beschriebenen Erfindung, können der erste Leitungszeitschlitz und der dritte Leitungszeitschlitz der Primärschaltung im Wesentlichen übereinstimmend mit dem zweiten Leitungszeitschlitz bzw. dem vierten Leitungszeitschlitz der Sekundärschaltung gemacht werden. Dies stellt eine bemerkenswerte Wirkung dahingehend bereit, dass der Wandlungswirkungsgrad verbessert werden kann.
    • (13) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (12) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit den Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und den Puls zum Treiben des fünften Schaltelements steuert, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben, den Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und den Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements steuert, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben, den Puls zum Treiben des dritten Schaltelements und den Puls zum Treiben des siebten Schaltelements steuert, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben, und den Puls zum Treiben des vierten Schaltelements und den Puls zum Treiben des achten Schaltelements steuert, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (13) beschriebenen Erfindung können durch eine einfache Schaltungskonfiguration und Phasensteuerung die Leitungszeitschlitze der Primärschaltung im Wesentlichen übereinstimmend mit denen der Sekundärschaltung gemacht werden. Dies bewirkt eine Vereinfachung der Steuerung der Leitungsbreiten.
    • (14) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (13) beschriebene Schaltnetzteil an, das ferner eine Erfassungsschaltung umfasst, die eingerichtet ist, um einen Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung zu erfassen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (14) beschriebenen Erfindung kann der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung erfasst werden. Eine Phasensteuerung kann somit gemäß dem Spannungswert durchgeführt werden, um Wirkungen zur Verlustverringerung und eines verbesserten Wandlungswirkungsgrads bereitzustellen.
    • (15) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (14) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn ein Spannungswert eines Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, kleiner als oder gleich einem ersten Grenzwert ist, die Steuereinheit Phasen steuert, so dass die erste Leitungsbreite eine erste schmale Breite wird und die zweite Leitungsbreite eine zweite schmale Breite wird, und wenn der Spannungswert des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, größer ist als ein zweiter Grenzwert, der größer als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, steuert die Steuereinheit Phasen, so dass die erste Leitungsbreite eine erste breite Breite größer als die erste schmale Breite wird und die zweite Leitungsbreite eine zweite breite Breite größer als die zweite schmale Breite wird.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (15) beschriebenen Erfindung, können Phasen gesteuert werden, um Leitungsbreiten bereitzustellen, die geeignet für den Spannungswert des Ausgangsteils sind, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient. Dies stellt bemerkenswerte Wirkungen dahingehen bereit, dass verhindert werden kann, dass eine überhöhte Stromstärke durch die Primärschaltung fließt, wenn die Spannung des Ausgangsteils niedrig ist, wie etwa bei der Aktivierung, und dass eine effiziente Wandlung durchgeführt werden kann, wenn die Spannung des Ausgangsteils nahe der eines Dauerbetriebszustands ist.
    • (16) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (15) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei ein Bereich, in dem der Spannungswert kleiner als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, 0 V umfasst.
  • Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung 0 V ist oder nahe 0 V liegt, wird der Glättungskondensator auf der Sekundärseite noch nicht geladen. Die Sekundärschaltung wird hinsichtlich der Impedanz niedrig, und die Schein-Impedanz zur Primärschaltung, die über den Transformator gekoppelt ist, wird ebenfalls niedrig. Wenn eine Eingangsspannung an der Primärschaltung angelegt wird, wird die gesamte Eingangsspannung an der Drosselspule angelegt und es fließt ein großer Strom. Dies kann folglich ein Versagen der Schaltelemente verursachen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (16) beschriebenen Erfindung, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, können Phasen gesteuert werden, um Leitungsbreiten bereitzustellen, die geeignet sind für den Spannungswert des Ausgangsteils. Dies bewirkt, dass verhindert wird, dass eine überhöhte Stromstärke durch die Primärschaltung fließt, wenn die Spannung des Ausgangsteils 0 V ist, und dass eine effiziente Wandlung durchgeführt werden kann, wenn die Spannung des Ausgangsteils nahe der eines Dauerbetriebszustands ist.
    • (17) Die vorliegende Erfindung gibt das in dem Vorangegangenen (15) oder (16) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei, wenn der Spannungswert 0 V ist, die Steuereinheit Phasen steuert, so dass die erste schmale Breite und die zweite schmale Breite eine endliche Zeit ungleich Null werden.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (17) beschriebenen Erfindung, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, können Phasen gesteuert werden, um Leitungsbreiten bereitzustellen, die geeignet für den Spannungswert des Ausgangsteils sind. Dies kann verhindern, dass eine überhöhte Stromstärke durch die Primärschaltung fließt, wenn die Spannung des sekundären Ausgangsteils 0 V ist. Zudem, da die erste Leitungsbreite und die zweite Leitungsbreite eine endliche Zeit ungleich Null sind, fließt ein Strom, der nicht so hoch ist, als dass er ein Versagen der Schaltelemente verursachen könnte, durch die Primärschaltung, und eine Spannung wird entsprechend an der Sekundärschaltung angelegt. Dies stellt eine Wirkung dahingehend bereit, dass die Ausgangsspannung der Sekundärschaltung erhöht werden kann, um einen Dauerbetriebszustand zu erreichen.
    • (18) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (17) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit Phasen steuert, so dass sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements zeitlich nicht überlappen, und steuert Phasen, so dass sich der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements nicht zeitlich überlappen.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (18) beschriebenen Erfindung werden Phasen gesteuert, so dass sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements zeitlich nicht überlappen, und Phasen werden gesteuert, so dass sich der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich nicht überlappen. Es gibt somit keine Möglichkeit, dass eine große Stromstärke ohne Last durch die Schaltelemente fließt. Dies erzeugt eine Wirkung zur Verringerung von Versagensfällen.
    • (19) Die vorliegende Erfindung gibt das in einem der Vorangegangenen (1) bis (18) beschriebene Schaltnetzteil an, wobei die Steuereinheit Phasen steuert, um die erste Leitungsbreite und die zweite Leitungsbreite von schmalen Breiten zu breiten Breiten durchgehend oder sequenziell schrittweise zu vergrößern.
  • Gemäß der in dem Vorangegangenen (19) beschriebenen Erfindung können die erste Leitungsbreite und die zweite Leitungsbreite der Primärschaltung von schmalen Breiten zu breiten Breiten durchgehend oder sequenziell schrittweise vergrößert werden. Dies stellt eine Wirkung dahingehend bereit, dass Möglichkeiten von Versagensfällen verringert werden können, da die Schaltelemente, die in der Primärschaltung enthalten sind, durch eine abrupte Stromerhöhung nicht betroffen werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wirkung zur Verringerung der Zeit, in der die Eingangsspannung an eine Drosselspule in einem Zustand niedriger Impedanz angelegt wird, bereitgestellt, wodurch ein Spitzenstrom unterbunden wird, der durch die Schaltelemente fließt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Schaltnetzteil (DAB-Wandler) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2A zeigt ein Ablaufdiagramm von Steuerpulsen für jeweilige Schaltelemente einer primären Voll-Brückenschaltung und Zeitänderungen bei einer Spannung, die an eine Primärschaltung angelegt ist und einem Strom, der durch die Primärschaltung fließt, wenn Leitungsbreiten schmale Breiten sind, und 2B zeigt ein Ablaufdiagramm von Steuerpulsen für jeweilige Schaltelemente einer sekundären Voll-Brückenschaltung und Zeitänderungen bei einer Ausgangsspannung einer Sekundärschaltung und einem Strom, der durch die Sekundärschaltung fließt, wenn Leitungsbreiten schmale Breiten sind;
  • 3A zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuerpulse für die jeweiligen Schaltelemente der primären Voll-Brückenschaltung und Zeitänderungen in der Spannung, die an die Primärschaltung angelegt ist und dem Strom, der durch die Primärschaltung fließt, wenn die Leitungsbreiten breite Breiten sind, und
  • 3B zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuerpulse für die jeweiligen Schaltelemente der sekundären Voll-Brückenschaltung und Zeitänderungen in der Ausgangsspannung der Sekundärschaltung und dem Strom, der durch die Sekundärschaltung fließt, wenn die Leitungsbreiten breite Breiten sind;
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Schaltnetzteil (DAB-Wandler) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen DAB-Wandler zeigt; und
  • 6A zeigt ein Ablaufdiagramm von Steuerpulsen für Schaltelemente, die den DAB-Wandler bilden, und Zeitänderungen bei einer Spannung, die an eine Primärschaltung angelegt ist, und einem Strom, der durch die Primärschaltung fließt, 6B ist ein Beispieldiagramm zum Beschreiben von Leitung in einer Periode P1, und 6C ist ein Beispieldiagramm zum Beschreiben von Leitung in einer Periode P2.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden untenstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1 bis 4 zeigen ein Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung. In den Diagrammen stellen Abschnitte, die durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die gleichen Dinge dar.
  • 1 zeigt schematisch eine Ausgestaltung eines Schaltnetzteils (DC/DC-Wandler) 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Schaltnetzteil 1 ist eine sogenannte „Dual Active Bridge” (DAB) und umfasst eine Primärschaltung 10 und eine Sekundärschaltung 20, die jeweils eine Voll-Brückenschaltung umfassen. Die Primär- und Sekundärschaltung 10 und 20 sind durch einen isolierenden Transformator (Transformator) 120 gekoppelt. Der Transformator 120 umfasst eine Primärspule und eine Sekundärspule.
  • Die Primärschaltung 10 umfasst eine primäre Brückenschaltung B1, einen primären Glättungskondensator 30, der mit der primären Brückenschaltung B1 verbunden ist, und eine Drosselspule (Induktivität) 90. Die Primärschaltung 10 umfasst wünschenswerterweise eine Erfassungsschaltung (nicht gezeigt), die eingerichtet ist, einen Spannungswert Vbus eines Eingangsteils der primären Brückenschaltung B1 zu erfassen.
  • Die Sekundärschaltung 20 umfasst eine sekundäre Brückenschaltung B2, einen sekundären Glättungskondensator 40, der mit der sekundären Brückenschaltung B2 verbunden ist, und eine Drosselspule (Induktivität) 100. Die Sekundärschaltung 20 umfasst wünschenswerterweise eine Erfassungsschaltung (nicht dargestellt), die eingerichtet ist, einen Spannungswert Vbat eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung B2 zu erfassen.
  • Die primäre Brückenschaltung B1 umfasst ein erstes Schaltelement Q1, ein zweites Schaltelement Q2, ein drittes Schaltelement Q3, und ein viertes Schaltelement Q4. Die primäre Brückenschaltung B1 umfasst einen ersten Zweig 50 und einen zweiten Zweig 60. Der erste Zweig 50 umfasst das erste Schaltelement Q1 und das zweite Schaltelement Q2. Ein erster Knoten A zwischen dem ersten Schaltelement Q1 und dem zweiten Schaltelement Q2 ist mit einem Ende der Primärspule des Transformators 120 über die Drosselspule (Induktivität) 90 verbunden. Der zweite Zweig 60 umfasst das dritte Schaltelement Q3 und das vierte Schaltelement Q4. Ein zweiter Knoten B zwischen dem dritten Schaltelement Q3 und dem vierten Schaltelement Q4 ist mit dem anderen Ende der Primärspule des Transformators 120 verbunden.
  • Die sekundäre Brückenschaltung B2 umfasst ein fünftes Schaltelement Q5, ein sechstes Schaltelement Q6, ein siebtes Schaltelement Q7, und ein achtes Schaltelement Q8. Die sekundäre Brückenschaltung B2 umfasst einen dritten Zweig 70 und einen vierten Zweig 80. Der dritte Zweig 70 umfasst das fünfte Schaltelement Q5 und das sechste Schaltelement Q6. Ein dritter Knoten C zwischen dem fünften Schaltelement Q5 und dem sechsten Schaltelement Q6 ist mit einem Ende der Sekundärspule des Transformators 120 über die Drosselspule (Induktivität) 100 verbunden. Der vierte Zweig 80 umfasst das siebte Schaltelement Q7 und das achte Schaltelement Q8. Ein vierter Knoten D zwischen dem siebten Schaltelement Q7 und dem achten Schaltelement Q8 ist mit dem anderen Ende der Sekundärspule des Transformators 120 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaltelemente Q1 bis Q8 jeweils ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Die Schaltelemente Q1 bis Q8 können andere Schaltelemente sein, wie etwa ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT).
  • Die Drosselspule (Induktivität) 90 und die Drosselspule (Induktivität) 100 können Streuinduktivitäten des Transformators 120 sein. Sowohl die Primärschaltung 10 als auch die Sekundärschaltung 20 umfassen wünschenswerterweise einen Rauschfilter.
  • Die Schaltelemente, welche die primäre Brückenschaltung B1 und die sekundäre Brückenschaltung B2 bilden, werden durch eine Steuereinheit 200 phasengesteuert. Insbesondere steuert die Steuereinheit 200 das erste bis achte Schaltelement mit jeweiligen vorgegebenen Pulsbreiten. Die Steuereinheit 200 führt ferner eine Phasensteuerung durch, um sowohl eine erste Leitungsbreite als auch eine zweite Leitungsbreite der Primärschaltung 10 zu ändern. Die erste Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 zeitlich überlappen. Die zweite Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 zeitlich überlappen.
  • Zur gleichen Zeit führt die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durch, um sowohl eine dritte Leitungsbreite als auch eine vierte Leitungsbreite der Sekundärschaltung 20 zu ändern. Die dritte Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 und ein Puls zum Treiben des achten Schaltelements Q8 zeitlich überlappen. Die vierte Leitungsbreite ist eine Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 und ein Puls zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 zeitlich überlappen.
  • Die Steuereinheit 200 führt hierbei die Phasensteuerung durch, so dass ein erster Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem zweiten Leitungszeitschlitz übereinstimmt, und ein dritter Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem vierten Leitungszeitschlitz übereinstimmt. Der erste Leitungszeitschlitz ist ein Zeitschlitz, in dem sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 zeitlich überlappen. Der zweite Leitungszeitschlitz ist ein Zeitschlitz, in dem sich der Puls zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 und der Puls zum Treiben des achten Schaltelements Q8 zeitlich überlappen. Der dritte Leitungszeitschlitz ist ein Zeitschlitz, in dem sich der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 zeitlich überlappen. Der vierte Leitungszeitschlitz ist ein Zeitschlitz, in dem sich der Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 und der Puls zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 zeitlich überlappen.
  • Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise den Puls zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und den Puls zum Treiben des fünften Schaltelements Q5, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise den Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und den Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise den Puls zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 und den Puls zum Treiben des siebten Schaltelements Q7, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise den Puls zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 und den Puls zum Treiben des achten Schaltelements Q8, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben.
  • Als nächstes wird ein Betrieb des Schaltnetzteils 1 unter Bezugnahme auf die 2A bis 3B beschrieben.
  • Die 2A und 2B zeigen einen Fall, in dem der Spannungswert Vbat des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung B2 als Ausgangsseite dient, kleiner als oder gleich einem ersten Grenzwert ist. Der Spannungswert Vbat des Ausgangsteils der Sekundärschaltung 20 kann 0 V sein. Der erste Grenzwert ist zum Beispiel 50 V. Der erste Grenzwert ist auf einen Wert kleiner als oder gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung festgelegt, wünschenswerterweise kleiner als oder gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt kleiner als oder gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung. Es wird angemerkt, dass der erste Grenzwert nahe 0 V festgelegt sein kann.
  • 2A zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuereinheit 200, welche die Schaltelemente Q1 bis Q4 der primären Brückenschaltung B1 steuert, welche die Primärschaltung 10 des Schaltnetzteils 1 bildet, und Zeitänderungen bei einer Spannung Vp, die an der Drosselspule (Induktivität) 90 angelegt ist, und einem Strom Ip, der durch die Drosselspule (Induktivität) 90 fließt. Die Pulse zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und die Pulse zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 haben die gleiche Periode T. Die Steuereinheit 200 verschiebt die Phase der Pulse zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 von der der Pulse zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 um 180°, so dass sich die Ansteuerpulse der zwei Schaltelemente zeitlich nicht überlappen. Tatsächlich können, selbst in einer Periode, in der das erste Schaltelement Q1 EIN geschaltet ist und das zweite Schaltelement Q2 AUS geschaltet ist, oder einer Periode, in der das erste Schaltelement Q1 AUS geschaltet ist und das zweite Schaltelement Q2 EIN geschaltet ist, das erste Schaltelement Q1 und das zweite Schaltelement Q2 in einem Übergangsbereich des Schaltens gleichzeitig EIN sein. In einem solchen Fall kann ein Durchgangsstrom fließen. Um dies zu verhindern sind Perioden (Kurzschluss-Verhinderungszeit) vorgesehen, in denen sowohl das erste Schaltelement Q1 als auch das zweite Schaltelement Q2 gleichzeitig AUS sind.
  • In gleicher Weise haben die Pulse zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 und die Pulse zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 die gleiche Periode T. Die Steuereinheit 200 verschiebt die Phase der Pulse zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 von derjenigen der Pulse zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 um 180°, so dass sich die Ansteuerpulse der zwei Schaltelemente zeitlich nicht überlappen. Tatsächlich können, selbst in einer Periode, in der das dritte Schaltelement Q3 EIN geschaltet ist und das vierte Schaltelement Q4 AUS geschaltet ist, oder einer Periode, in der das dritte Schaltelement Q3 AUS geschaltet ist und das vierte Schaltelement Q4 EIN geschaltet ist, das dritte Schaltelement Q3 und das vierte Schaltelement Q4 in einem Übergangsbereich des Schaltens gleichzeitig EIN sein. In einem solchen Fall kann ein Durchgangsstrom fließen. Um dies zu verhindern, sind Perioden (Kurzschluss-Verhinderungszeit) vorgesehen, in denen sowohl das dritte Schaltelement Q3 als auch das vierte Schaltelement Q4 gleichzeitig AUS sind.
  • Wie in 2A gezeigt schaltet die Steuereinheit 200 das erste Schaltelement Q1 und das vierte Schaltelement Q4 während einer Periode A1 EIN. Die Periode A1 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 zeitlich überlappen, d. h. die erste Leitungsbreite. In gleicher Weise schaltet die Steuereinheit 200 das zweite Schaltelement Q2 und das dritte Schaltelement Q3 währen einer Periode A3 EIN. Die Periode A3 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 zeitlich überlappen, d. h. die zweite Leitungsbreite.
  • Die Steuereinheit 200 steuert die Phasen, so dass die Periode A1 eine erste schmale Breite wird, die eine endliche Zeit ungleich Null ist und die Periode A3 eine zweite schmale Breite wird, die eine endliche Zeit ungleich Null ist, selbst wenn der Spannungswert des Ausgangsteils 0 V ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste schmale Breite und die zweite schmale Breiter gleich, d. h. A1 = A3. Während der Periode A1 hat die Spannung, die an der Drosselspule (Induktivität) 90 angelegt wird, einen Betrag Vp. Die Größe des fließenden Stroms Ip erfüllt die Beziehung Vp = L1 × (dIp/dt), wobei L1 die Eigeninduktivität der Drosselspule (Induktivität) 90 ist. Mit anderen Worten, Ip ist proportional zu der Periode A1 (erste schmale Breite). Dies zeigt, dass die Periode A1 (erste schmale Breite) verringert werden kann, um Ip zu verringern.
  • Ein vorgegebener zweiter Grenzwert ist definiert, um größer als oder gleich dem vorgegebenen ersten Grenzwert zu sein. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durch, um die erste Leitungsbreite und die zweite Leitungsbreite zu verschmälern, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung kleiner als oder gleich dem ersten Grenzwert ist. Die Steuereinheit 200 bewirkt dadurch, dass ein Spitzenstrom unterbunden wird, verglichen mit dem Fall, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung größer als der zweite Grenzwert ist.
  • 2B zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuereinheit 200, welche die Schaltelemente Q5 bis Q8 der sekundären Brückenschaltung B2 steuert, welche die Sekundärschaltung 20 des Schaltnetzteils 1 bilden, und Zeitänderungen bei einer Spannung Vs, die an die Drosselspule (Induktivität) 100 angelegt ist, und einem Strom Is, der durch die Drosselspule (Induktivität) 100 zu im Wesentlichen der gleichen Zeit wie in 2A fließt.
  • Die Pulse zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 und die Pulse zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 haben die gleiche Periode T. Die Steuereinheit 200 verschiebt die Phase der Pulse zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 von derjenigen der Pulse zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 um 180°, so dass die Ansteuerpulse der beiden Schaltelemente sich zeitlich nicht überlappen. Tatsächlich können, selbst in einer Periode, in der das fünfte Schaltelement Q5 EIN geschaltet ist und das sechste Schaltelement Q6 AUS geschaltet ist, oder einer Periode, in der das fünfte Schaltelement Q5 AUS geschaltet ist und das sechste Schaltelement Q6 Q5 EIN geschaltet ist, das fünfte Schaltelement Q5 und das sechste Schaltelement Q6 in einem Übergangsbereich des Schaltens gleichzeitig EIN sein. In solch einem Fall kann ein Durchgangsstrom fließen. Um dies zu verhindern, sind Perioden (Kurzschluss-Verhinderungszeit) vorgesehen, in denen sowohl das fünfte Schaltelement Q5 als auch das sechste Schaltelement Q6 gleichzeitig AUS sind.
  • In gleicher Weise haben die Pulse zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 und die Pulse zum Treiben des achten Schaltelements Q8 die gleiche Periode T. Die Steuereinheit 200 verschiebt die Phase der Pulse zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 von der der Pulse zum Treiben des achten Schaltelements Q8 um 180°, so dass die Ansteuerpulse der zwei Schaltelemente sich nicht zeitlich überlappen. Tatsächlich können, selbst in einer Periode, in der das siebte Schaltelement Q7 EIN geschaltet ist und das achte Schaltelement Q8 AUS geschaltet ist, oder einer Periode, in der das siebte Schaltelement Q7 AUS geschaltet ist und das achte Schaltelement Q8 EIN geschaltet ist, das siebte Schaltelement Q7 und das achte Schaltelement Q8 in einem Übergangsbereich des Schaltens gleichzeitig EIN sein. In einem solchen Fall kann ein Durchgangsstrom fließen. Um dies zu verhindern, sind Perioden (Kurzschluss-Verhinderungsperioden) vorgesehen, in denen sowohl das siebte Schaltelement Q7 als auch das achte Schaltelement Q8 gleichzeitig AUS sind.
  • Wie in 2B gezeigt schaltet die Steuereinheit 200 das fünfte Schaltelement Q5 und das achte Schaltelement Q8 während einer Periode C1 EIN. Die Periode C1 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der ein Puls zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 und ein Puls zum Treiben des achten Schaltelements Q8 sich zeitlich überlappen, d. h. die dritte Leitungsbreite. In gleicher Weise schaltet die Steuereinheit 200 das sechste Schaltelement Q6 und das siebte Schaltelement Q7 während einer Periode C3 EIN. Die Periode C3 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der ein Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 und ein Puls zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 sich zeitlich überlappen, d. h. die vierte Leitungsbreite.
  • Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise die Pulse zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und die Pulse zum Treiben des fünften Schaltelements Q5, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise die Pulse zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und die Pulse zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6, um im Wesentlichen gleiche Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise die Pulse zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 und die Pulse zum Treiben des siebten Schaltelements Q7, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Die Steuereinheit 200 steuert wünschenswerterweise die Pulse zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 und die Pulse zum Treiben des achten Schaltelements Q8, um im Wesentlichen die gleichen Phasen zu haben. Alle Perioden A1, A3, C1, und C3 sind wünschenswerterweise gleich.
  • Die Steuereinheit 200 steuert die Phasen, so dass die Periode C1 eine dritte schmale Breite wird, welche eine endliche Zeit ungleich Null ist, und die Periode C3 eine vierte schmale Breite wird, welche ein endliche Zeit ungleich Null ist, selbst wenn der Spannungswert des Ausgangsteils 0 V ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die dritte schmale Breite und die vierte schmale Breite gleich, d. h. C1 = C3. Während der Periode C1 hat die an der Drosselspule (Induktivität) 100 angelegte Spannung einen Betrag Vs. Wenn die Schaltelemente Q1, Q4, Q5, und Q8 EIN sind, wird Vbus während der Periode A1 (= C1) an der Primärschaltung 10 angelegt. Die Spannung Vs wird an der Drosselspule (Induktivität) 100 der Sekundärschaltung 20 gemäß der Abgriffsrate des Transformators 120 angelegt. Die Größenordnung des hier fließenden Stroms Is erfüllt das Verhältnis von Vs = L2 × (dIs/dt), wobei L2 die Eigeninduktivität der Drosselspule (Induktivität) 100 ist. Es ist ersichtlich, dass die Periode C1 (dritte schmale Breite) verringert werden kann, um Is zu verringern. Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn der ursprüngliche Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung klein ist, führt die Steuereinheit 200 Phasensteuerung durch, um die dritte Leitungsbreite und die vierte Leitungsbreite zu verschmälern.
  • In gleicher Weise, wenn die Schaltelemente Q2, Q3, Q6, und Q7 EIN geschaltet sind, wird Vp entgegengesetzter Polarität während der Periode A3 (= C3) an die Drosselspule (Induktivität) 90 der Primärschaltung 10 angelegt. Die Spannung Vs entgegengesetzter Polarität wird an die Drosselspule (Induktivität) 100 der Sekundärschaltung 20 gemäß der Abgriffsrate des Transformators 120 angelegt. Eine weitere Beschreibung entfällt, da die nachfolgenden Betriebe ähnlich zu den vorangegangenen sind.
  • Zusammenfassend ist der vorgegebene zweite Grenzwert definiert, größer als oder gleich dem vorgegebenen ersten Grenzwert zu sein. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung kleiner als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, werden die Schaltelemente der primären Brückenschaltung phasengesteuert, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern. Dies kann den Strom unterbinden, der durch die Primärschaltung fließt, verglichen damit, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils größer als der zweite Grenzwert ist. Im Ergebnis wird eine hervorragende Wirkung dahingehend bereitgestellt, dass zu dem Schutz der Schaltelemente beigetragen wird.
  • Die 3A und 3B zeigen Ablaufdiagramme und Zeitänderungen bei der Spannung Vp, die an der Drosselspule (Induktivität) 90 angelegt wird, und dem Strom Ip, der durch die Drosselspule (Induktivität) 90 fließt, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung B2 als die Ausgangsseite dient, größer als der erste Grenzwert ist (angenommen, dass der erste Grenzwert und der vorangegangene zweite Grenzwert integriert und gemeinsam sind). Der erste Grenzwert (zweite Grenzwert) kann der Wert Vbat sein, welcher durch die Eingangsspannung Vbus, die der Primärschaltung 10 eingegeben wird, und die Abgriffsrate des Transformators 120 bestimmt wird. Der zweite Grenzwert ist bevorzugt der gleiche (gemeinsame) wie der erste Grenzwert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und der zweite Grenzwert kann nahe der Nenn-Ausgangsspannung liegen. Zum Beispiel ist der zweite Grenzwert festgelegt auf einen Wert größer als oder gleich 1/3 der Nenn-Ausgangsspannung, wünschenswerterweise größer als oder gleich 1/2 der Nenn-Ausgangsspannung, bevorzugt größer als oder gleich 2/3 der Nenn-Ausgangsspannung.
  • Wie in 3A gezeigt schaltet die Steuereinheit 200 das erste Schaltelement Q1 und das vierte Schaltelement Q4 während einer Periode D1 EIN. Die Periode D1 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements Q1 und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements Q4 zeitlich überlappen, d. h. die erste Leitungsbreite. In gleicher Weise schaltet die Steuereinheit 200 das zweite Schaltelement Q2 und das dritte Schaltelement Q3 während einer Periode D3 EIN. Die Periode D3 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements Q2 und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements Q3 zeitlich überlappen, d. h. die zweite Leitungsbreite.
  • Mit anderen Worten, die Steuereinheit 200 steuert die Phasen, so dass die Periode D1 eine erste breite Breite wird, die zeitlich länger als die erste schmale Breite ist, und die Periode D3 eine zweite breite Breite wird, die zeitlich länger als die zweite schmale Breite ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste breite Breite und die zweite breite Breite gleich, d. h. D1 = D3.
  • Wie in 3B gezeigt schaltet die Steuereinheit 200 das fünfte Schaltelement Q5 und das achte Schaltelement Q8 während einer Periode E1 EIN. Die Periode E1 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des fünften Schaltelements Q5 und ein Puls zum Treiben des achten Schaltelements Q8 zeitlich überlappen, d. h. die dritte Leitungsbreite. In gleicher Weise schaltet die Steuereinheit 200 das sechste Schaltelement Q6 und das siebte Schaltelement Q7 während einer Periode E3 EIN. Die Periode E3 bezieht sich auf die Zeitbreite, in der sich ein Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements Q6 und ein Puls zum Treiben des siebten Schaltelements Q7 zeitlich überlappen, d. h. die vierte Leitungsbreite.
  • Die Steuereinheit 200 steuert die Phasen, so dass die Periode E1 eine dritte breite Breite wird, die zeitlich länger als die dritte schmale Breite ist, und die Periode E3 eine vierte breite Breite wird, die zeitlich länger als die vierte schmale Breite ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die dritte breite Breite und die vierte breite Breite gleich, d. h. E1 = E3. Alle Perioden D1, D3, E1, und E3 sind wünschenswerterweise gleich.
  • Nun, angenommen, dass die Steuereinheit 200 die Phasen steuert, so dass die erste, zweite, dritte, und vierte Leitungsbreite sich von der ersten schmalen Breite zu der ersten breiten Breite durchgehend oder schrittweise nacheinander erhöhen. Da sich die Spannung Vp, die an der Drosselspule (Induktivität) angelegt wird, und der Strom Ip, der durch die Drosselspule (Induktivität) 90 fließt, nach und nach erhöhen, fließt keine überhöhte Stromstärke durch die Schaltelemente der Primärschaltung 10. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Schaltelemente. In gleicher Weise, da sich die Spannung Vs, die an die Drosselspule (Induktivität) angelegt wird, und der Strom Is, der durch die Drosselspule (Induktivität) 100 der Sekundärschaltung 20 fließt, nach und nach erhöhen, fließt keine überhöhte Stromstärke durch die Schaltelemente der Sekundärschaltung 20. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Schaltelemente.
  • Insbesondere, wenn der Spannungswert des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung B2 als Ausgangsseite dient, kleiner als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, steuert die Steuereinheit 200 die Phasen, so dass die erste Leitungsbreite die erste schmale Breite wird und die zweite Leitungsbreite die zweite schmale Breite wird. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung B2 als Ausgangsseite dient, größer als der zweite Grenzwert ist, welcher größer als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, steuert die Steuereinheit 200 Phasen, so dass die erste Leitungsbreite die erste breite Breite wird, die größer als die erste schmale Breite ist, und die zweite Leitungsbreite die zweite breite Breite wird, die größer als die zweite schmale Breite ist. Dies stellt eine Wirkung dahingehend bereit, dass die Ausgangsspannung erhöht werden kann, ohne dass eine überhöhte Stromstärke durch die Schaltelemente fließt.
  • Die Steuereinheit 200 führt eine Phasensteuerung an der primären Brückenschaltung B1 durch, um die Phasendifferenz zwischen dem ersten Schaltelement Q1 und dem vierten Schaltelement Q4 und die Phasendifferenz zwischen dem zweiten Schaltelement Q2 und dem dritten Schaltelement Q3 zu verringern, bis der in den 6A und 6B gezeigte Zustand schließlich erreicht wird. Nachdem die Phasendifferenz zwischen dem ersten Schaltelement Q1 und dem vierten Schaltelement Q4 und die Phasendifferenz zwischen dem zweiten Schaltelement Q2 und dem dritten Schaltelement Q3 0° werden, steigt die Ausgangsspannung sofort auf die Nenn-Spannung an, um in einen normalen Betriebszustand zu gelangen.
  • Der gleiche Betrieb wie der vorangegangene tritt auch auf, wenn die primäre und sekundäre Rolle umgekehrt sind, d. h. wenn Energie von der Sekundärschaltung 20 auf die Primärschaltung 10 in 1 übertragen wird.
  • Die Steuereinheit 200 kann den Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung B2 mittels einer Erfassungsschaltung (nicht gezeigt) messen. Wenn der Spannungswert klein ist, kann die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durchführen, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung B2 groß ist, kann die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durchführen, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern.
  • Angenommen, die primäre und sekundäre Rolle sind umgekehrt, d. h. die Sekundärschaltung 20 in 1 führt eine Entladung und die Primärschaltung 10 eine Ladung durch. Die Steuereinheit 200 kann den Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung B1 mittels einer Erfassungsschaltung (nicht gezeigt) messen. Wenn der Spannungswert klein ist, kann die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durchführen, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern. Wenn der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung B1 groß ist, kann die Steuereinheit 200 eine Phasensteuerung durchführen, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern.
  • 4 zeigt schematisch eine Ausgestaltung eines Schaltnetzteils (DC/DC-Wandler) 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Schaltnetzteil 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein sogenannter LLC Reihenresonanz-Konverter. Insbesondere ist der erste Knoten A, der das erste Schaltelement Q1 und das zweite Schaltelement Q2 verbindet, über eine Reihenschaltung, die die erste Drosselspule 90 und einen ersten Kondensator 95 umfasst, mit der Primärspule des Transformators 120 in Reihe geschaltet. Der dritte Knoten C, der das fünfte Schaltelement Q5 und das sechste Schaltelement Q6 verbindet, ist über eine Reihenschaltung, die die zweite Drosselspule 100 und einen zweiten Kondensator 105 umfasst, mit der Sekundärspule des Transformators 120 in Reihe geschaltet. Die übrige Ausgestaltung ist die gleiche wie die des Schaltnetzteils 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Leitungsbreiten der Schaltelemente können durch Phasensteuerung gesteuert werden.
  • LLC Reihen-Resonanzschaltungen können eine Weichschaltung mit niedrigem Schaltverlust und kleinem Stoßstrom durch eine einfache Schaltungskonfiguration umsetzen. Die Leitungsbreiten der Schaltelemente können durch eine Phasensteuerung gesteuert werden, wenn eine große Stromstärke durch die Primärschaltung und die Sekundärschaltung einer LLC Reihen-Resonanzschaltung fließen kann, wie etwa bei der Aktivierung. Dies stellt eine hervorragende Wirkung dahingehend bereit, dass die Schaltelemente effektiv geschützt werden können.
  • Es wird angemerkt, dass die DC/DC-Wandler bzw. Schaltnetzteile gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorangegangenen Ausführungsformen beschränkt sind, und verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel, bei den vorangegangenen Ausführungsformen, wird die erste Drosselspule oder die Reihenschaltung, die die erste Drosselspule und den ersten Kondensator in Reihe umfasst, als zwischen dem ersten Knoten A und der Primärspule des Transformators verbunden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die erste Drosselspule oder die Reihenschaltung, die die erste Drosselspule und den ersten Kondensator in Reihe umfasst, kann zwischen dem zweiten Knoten B und der Primärspule des Transformators verbunden sein. Bei den vorangegangenen Ausführungsformen wird die zweite Drosselspule oder die Reihenschaltung, die die zweite Drosselspule und den zweiten Kondensator in Reihe umfasst, als zwischen dem dritten Knoten C und der Sekundärspule des Transformators verbunden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die zweite Drosselspule oder die Reihenschaltung, die die zweite Drosselspule und den zweiten Kondensator in Reihe umfasst, kann zwischen dem vierten Knoten D und der Sekundärspule des Transformators verbunden sein.
  • Die gesamte am 10. August 2016 eingereichte japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-157796 einschließlich Beschreibungsteil, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung ist hierin in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme aufgenommen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schaltnetzteil
    10
    Primärschaltung
    20
    Sekundärschaltung
    30
    primärer Glättungskondensator
    40
    sekundärer Glättungskondensator
    50
    erster Zweig
    60
    zweiter Zweig
    70
    dritter Zweig
    80
    vierter Zweig
    90
    Drosselspule (Induktivität)
    95
    erster Kondensator
    100
    Drosselspule (Induktivität)
    105
    zweiter Kondensator
    120
    Transformator
    200
    Steuereinheit
    B1
    primäre Brückenschaltung
    B2
    sekundäre Brückenschaltung
    Q1
    erstes Schaltelement
    Q2
    zweites Schaltelement
    Q3
    drittes Schaltelement
    Q4
    viertes Schaltelement
    Q5
    fünftes Schaltelement
    Q6
    sechstes Schaltelement
    Q7
    siebtes Schaltelement
    Q8
    achtes Schaltelement
    A
    erster Knoten
    B
    zweiter Knoten
    C
    dritter Knoten
    D
    vierter Knoten
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016-157796 [0087]

Claims (19)

  1. Schaltnetzteil, aufweisend: einen Transformator, der eingerichtet ist, eine Primärspule und eine Sekundärspule zu umfassen; eine primäre Brückenschaltung, die eingerichtet ist, zu umfassen einen ersten Zweig, der ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, wobei ein erster Knoten zwischen dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement mit der Primärspule verbunden ist, und einen zweiten Zweig, der ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement umfasst, wobei ein zweiter Knoten zwischen dem dritten Schaltelement und dem vierten Schaltelement mit der Primärspule verbunden ist; eine sekundäre Brückenschaltung, die eingerichtet ist, zu umfassen einen dritten Zweig, der ein fünftes Schaltelement und ein sechstes Schaltelement umfasst, wobei ein dritter Knoten zwischen dem fünften Schaltelement und dem sechsten Schaltelement mit der Sekundärspule verbunden ist, und einen vierten Zweig, der ein siebtes Schaltelement und ein achtes Schaltelement umfasst, wobei ein vierter Knoten zwischen dem siebten Schaltelement und dem achten Schaltelement mit der Sekundärspule verbunden ist; eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, das erste bis achte Schaltelement mit jeweils vorgegebenen Pulsbreiten zu steuern; einen ersten Glättungskondensator, der mit der primären Brückenschaltung verbunden ist; und einen zweiten Glättungskondensator, der mit der sekundären Brückenschaltung verbunden ist, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um eine erste Leitungsbreite und/oder eine zweite Leitungsbreite zu ändern, wobei die erste Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der ein Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des vierten Schaltelements sich zeitlich überlappen, wobei die zweite Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des dritten Schaltelements zeitlich überlappen.
  2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, wobei der erste Knoten über eine erste Drosselspule mit der Primärspule verbunden ist, und der dritte Knoten über eine zweite Drosselspule mit der Sekundärspule verbunden ist.
  3. Schaltnetzteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Drosselspule und/oder die zweite Drosselspule eine Streuinduktivität umfasst, wobei die Streuinduktivität eine Streuinduktivität des Transformators ist.
  4. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Knoten mit der Primärspule über eine Reihenschaltung in Reihe geschaltet ist, die die erste Drosselspule und einen ersten Kondensator umfasst, und der dritte Knoten mit der Sekundärspule über eine Reihenschaltung, die die zweite Drosselspule und einen zweiten Kondensator umfasst, in Reihe geschaltet ist.
  5. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um sowohl die erste Leitungsbreite als auch die zweite Leitungsbreite zu ändern.
  6. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um eine dritte Leitungsbreite und/oder eine vierte Leitungsbreite zu ändern, wobei die dritte Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des fünften Schaltelements und ein Puls zum Treiben des achten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei die vierte Leitungsbreite eine Zeitbreite ist, in der sich ein Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements und ein Puls zum Treiben des siebten Schaltelements zeitlich überlappen.
  7. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um sowohl die dritte Leitungsbreite als auch die vierte Leitungsbreite zu ändern.
  8. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei falls ein Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung klein ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern, und falls der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung groß ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern.
  9. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei falls ein Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung kleiner als oder gleich einem vorgegebenen ersten Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verschmälern, und falls der Spannungswert des Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung größer als ein vorgegebener zweiter Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die erste Leitungsbreite und/oder die zweite Leitungsbreite zu verbreitern, wobei der vorgegebene zweite Grenzwert definiert ist, größer als oder gleich dem vorgegebenen ersten Grenzwert zu sein.
  10. Schaltnetzteil nach Anspruch 6 oder 7, wobei falls ein Spannungswert eines Ausgangsteils der primären Brückenschaltung klein ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern, und falls der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung groß ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern.
  11. Schaltnetzteil nach Anspruch 6 oder 7, wobei falls der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung kleiner als oder gleich einem vorgegebenen dritten Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verschmälern, und falls der Spannungswert des Ausgangsteils der primären Brückenschaltung größer als ein vorgegebener vierter Grenzwert ist, die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, um die dritte Leitungsbreite und/oder die vierte Leitungsbreite zu verbreitern, wobei der vorgegebene vierte Grenzwert definiert ist, größer als oder gleich dem vorgegebenen dritten Grenzwert zu sein.
  12. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuereinheit eine Phasensteuerung durchführt, so dass ein erster Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem zweiten Leitungszeitschlitz übereinstimmt und ein dritter Leitungszeitschlitz im Wesentlichen mit einem vierten Leitungszeitschlitz übereinstimmt, wobei der erste Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der zweite Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des fünften Schaltelements und der Puls zum Treiben des achten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der dritte Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements zeitlich überlappen, wobei der vierte Leitungszeitschlitz ein Zeitschlitz ist, in dem sich der Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements und der Puls zum Treiben des siebten Schaltelements zeitlich überlappen.
  13. Schaltnetzteil nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit den Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und den Puls zum Treiben des fünften Schaltelements derart steuert, dass diese im Wesentlichen die gleichen Phasen haben, den Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements und den Puls zum Treiben des sechsten Schaltelements derart steuert, dass diese im Wesentlichen die gleichen Phasen haben, den Puls zum Treiben des dritten Schaltelements und den Puls zum Treiben des siebten Schaltelements derart steuert, dass diese im Wesentlichen die gleichen Phasen haben, und den Puls zum Treiben des vierten Schaltelements und den Puls zum Treiben des achten Schaltelements derart steuert, dass diese im Wesentlichen die gleichen Phasen haben.
  14. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend eine Erfassungsschaltung, die eingerichtet ist, einen Spannungswert eines Ausgangsteils der sekundären Brückenschaltung zu erfassen.
  15. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei falls ein Spannungswert eines Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, kleiner als oder gleich einem ersten Grenzwert ist, die Steuereinheit Phasen steuert, so dass die erste Leitungsbreite zu einer ersten schmalen Breite wird und die zweite Leitungsbreite zu einer zweiten schmalen Breite wird, und falls der Spannungswert des Ausgangsteils, wenn die sekundäre Brückenschaltung als Ausgangsseite dient, größer als ein zweiter Grenzwert ist, der größer als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, die Steuereinheit Phasen steuert, so dass die erste Leitungsbreite zu einer ersten breiten Breite größer als die erste schmale Breite wird, und die zweite Leitungsbreite zu einer zweiten breiten Breite größer als die zweite schmale Breite wird.
  16. Schaltnetzteil nach Anspruch 15, wobei ein Bereich, in dem der Spannungswert kleiner als oder gleich dem ersten Grenzwert ist, 0 V beinhaltet.
  17. Schaltnetzteil nach Anspruch 15 oder 16, wobei falls der Spannungswert 0 V ist, die Steuereinheit Phasen steuert, so dass die erste schmale Breite und die zweite schmale Breite eine endliche Zeit verschieden von Null werden.
  18. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Steuereinheit Phasen steuert, so dass sich der Puls zum Treiben des ersten Schaltelements und der Puls zum Treiben des zweiten Schaltelements zeitlich nicht überlappen, und Phasen steuert, so dass sich der Puls zum Treiben des dritten Schaltelements und der Puls zum Treiben des vierten Schaltelements zeitlich nicht überlappen.
  19. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Steuereinheit Phasen steuert, um die erste Leitungsbreite und die zweite Leitungsbreite von schmalen Breiten zu breiten Breiten auf eine kontinuierliche Art und Weise oder schrittweise nacheinander zu erhöhen.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3104509A1 (de) * 2015-06-09 2016-12-14 Constructions Electroniques + Telecommunications Dualbrückenleistungsverstärker mit gleichstromleistungswandler
CN107508471B (zh) * 2016-06-14 2020-11-06 松下知识产权经营株式会社 电力转换电路、电力转换装置、电力发送装置、电力接收装置以及电力传送系统
JP6771156B2 (ja) * 2017-03-29 2020-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
US10658936B2 (en) * 2017-05-05 2020-05-19 Macau University Of Science And Technology System and method for controlling a converter circuit
JP6883489B2 (ja) * 2017-08-22 2021-06-09 ダイヤモンド電機株式会社 コンバータ
US11626809B1 (en) * 2018-03-02 2023-04-11 Apple Inc. Multilevel power converters
US20190280605A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Eugene F. Krzywinski Bidirectional DC DC Converter for Renewable Energy Storage
US11043902B2 (en) 2018-03-09 2021-06-22 Eugene F. Krzywinski Bidirectional DC DC converter interface to a DC AC inverter and energy storage
CN110620512B (zh) * 2018-06-20 2020-09-15 台达电子工业股份有限公司 谐振变换器及控制方法
JP2020102933A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 新電元工業株式会社 スイッチング電源装置及びその制御方法
JP2020108196A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 国立大学法人東京工業大学 絶縁型の双方向ｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御方法
CN111446860B (zh) 2019-01-16 2021-09-21 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流/直流变换器及其控制方法
CN111446861B (zh) * 2019-01-16 2021-02-26 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流/直流变换器及其控制方法
JP7099356B2 (ja) * 2019-02-19 2022-07-12 オムロン株式会社 電力変換装置
JP7183919B2 (ja) * 2019-03-29 2022-12-06 Tdk株式会社 スイッチング電源装置
EP3723258A1 (de) * 2019-04-09 2020-10-14 Infineon Technologies Austria AG Schaltwandler
JP6821052B1 (ja) * 2019-05-07 2021-01-27 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ及び電力変換装置
CN110729902A (zh) * 2019-09-09 2020-01-24 西安奇点能源技术有限公司 一种新型双向dc-dc变换器
JP7186381B2 (ja) * 2019-09-18 2022-12-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
JP7226219B2 (ja) * 2019-09-20 2023-02-21 株式会社明電舎 絶縁型ｄｃ／ｄｃ変換器
WO2022009308A1 (ja) * 2020-07-07 2022-01-13 Tdk株式会社 電源装置および電源システム
JP2022035467A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 株式会社豊田自動織機 Ｄｃ／ｄｃコンバータ、及びｄｃ／ｄｃコンバータの制御方法
CN112217408B (zh) 2020-09-30 2022-05-24 阳光电源股份有限公司 一种级联式多端口变换器及三相中压输入系统
US20230064783A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-02 Rivian Ip Holdings, Llc Dual active bridge converter control with switching loss distribution
WO2024018813A1 (ja) * 2022-07-18 2024-01-25 株式会社Soken 電力変換装置および制御プログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014121194A (ja) 2012-12-18 2014-06-30 Nissan Motor Co Ltd 電源装置
JP2016157796A (ja) 2015-02-24 2016-09-01 旭硝子株式会社 コーティング剤および固体撮像素子

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4378400B2 (ja) * 2007-08-28 2009-12-02 日立コンピュータ機器株式会社 双方向ｄｃ−ｄｃコンバータ及び双方向ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法
JP4924499B2 (ja) * 2008-03-19 2012-04-25 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
JP5463787B2 (ja) * 2008-12-02 2014-04-09 富士電機株式会社 スイッチング電源装置およびスイッチング電源制御回路
JP5644125B2 (ja) * 2010-02-03 2014-12-24 富士電機株式会社 直流−直流変換回路の起動方法
US8396252B2 (en) * 2010-05-20 2013-03-12 Edge 3 Technologies Systems and related methods for three dimensional gesture recognition in vehicles
CN102064702B (zh) * 2010-12-31 2013-09-11 刘闯 双向隔离式的串联谐振dc/dc变换器
JP5762617B2 (ja) * 2012-02-14 2015-08-12 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP5995139B2 (ja) * 2012-10-12 2016-09-21 富士電機株式会社 双方向ｄｃ／ｄｃコンバータ
DE112015004158T5 (de) * 2014-09-11 2017-05-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Stromrichter
US9627979B2 (en) * 2014-10-03 2017-04-18 Bombardier Transportation Gmbh Dual mode DC-DC converter
CN204244077U (zh) 2014-12-25 2015-04-01 石家庄通合电子科技股份有限公司 一种双向隔离直流-直流变换器
JP6437317B2 (ja) * 2015-01-14 2018-12-12 Ｍｙｗａｙプラス株式会社 フルブリッジ方式双方向絶縁ｄｃ／ｄｃコンバータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014121194A (ja) 2012-12-18 2014-06-30 Nissan Motor Co Ltd 電源装置
JP2016157796A (ja) 2015-02-24 2016-09-01 旭硝子株式会社 コーティング剤および固体撮像素子

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Publication number Publication date
JP2018026961A (ja) 2018-02-15
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US20180048240A1 (en) 2018-02-15
US10396675B2 (en) 2019-08-27
CN107733231A (zh) 2018-02-23

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