JP2016149834A - Dc/dc converter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a rush current at actuation with a simple configuration.SOLUTION: A DC/DC converter 1 includes: a transformer T1 including primary windings W11-W13 and secondary windings W21-W23; a first bridge circuit 10 which converts a DC input voltage Vin into a first AC voltage by first switching elements SW1-SW6 to supply to the primary windings; a second bridge circuit 20 which converts and outputs a second AC voltage, supplied from the secondary windings into a DC output voltage Vout, by second switching elements SW7-SW12; and a control circuit 30 which outputs first drive signals G1-G6 for switching each first switching element and second drive signals G7-G12 for switching each second switching element. The control circuit sets a duty ratio of the first and second drive signals at activation to be larger than a duty ratio of the first and second drive signals at constant voltage control.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、DAB(Dual Active Bridge)方式のDC/DCコンバータに関する。   The present invention relates to a DAB (Dual Active Bridge) DC / DC converter.

従来、双方向に電力変換効率を高くできるDC/DCコンバータとして、DAB方式のDC/DCコンバータが知られている(例えば、特許文献1参照)。このDC/DCコンバータは、一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、第1のブリッジ回路と、第2のブリッジ回路と、トランスと第2のブリッジ回路との間に接続されたインダクタと、第1の駆動信号と第2の駆動信号とを出力する制御回路と、を備えている。   Conventionally, a DAB type DC / DC converter is known as a DC / DC converter capable of increasing power conversion efficiency in both directions (see, for example, Patent Document 1). The DC / DC converter includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, a first bridge circuit, a second bridge circuit, and an inductor connected between the transformer and the second bridge circuit. And a control circuit for outputting a first drive signal and a second drive signal.

第1のブリッジ回路は、第1の駆動信号に応じて、入力された直流の入力電圧を第1の交流電圧に変換してトランスの一次巻線に供給する。第2のブリッジ回路は、第2の駆動信号に応じて、トランスの二次巻線から供給される第2の交流電圧を直流の出力電圧に変換して出力する。このDC/DCコンバータでは、第1の駆動信号と第2の駆動信号との間の位相差を制御することによって出力電流を制御し、出力電圧を一定に制御する。入力電流及び出力電流は、上記位相差、インダクタのインダクタンス値、及び、インダクタに印加される電圧によって決定される。出力電圧が安定している状態では、インダクタには入力電圧と出力電圧との電位差が印加される。   The first bridge circuit converts the input DC input voltage into a first AC voltage according to the first drive signal, and supplies the first AC voltage to the primary winding of the transformer. The second bridge circuit converts the second AC voltage supplied from the secondary winding of the transformer into a DC output voltage according to the second drive signal, and outputs the DC output voltage. In this DC / DC converter, the output current is controlled by controlling the phase difference between the first drive signal and the second drive signal, and the output voltage is controlled to be constant. The input current and output current are determined by the phase difference, the inductance value of the inductor, and the voltage applied to the inductor. In a state where the output voltage is stable, a potential difference between the input voltage and the output voltage is applied to the inductor.

ソフトスタートさせる場合、一般的には、出力電力がゼロになる位相差に設定して起動し、その後、位相差を徐々に大きくすることによって出力電圧を徐々に上昇させる。しかし、この方法では、出力電圧は徐々に上昇するが、第1のブリッジ回路のスイッチング素子に多大な突入電流が流れてしまう。その理由は、起動直後では、出力電圧がゼロであることから、入力電圧の全てがインダクタに印加されるためである。   When the soft start is performed, generally, the output power is set to a phase difference at which the output power becomes zero and started, and then the output voltage is gradually increased by gradually increasing the phase difference. However, with this method, the output voltage gradually increases, but a large inrush current flows through the switching element of the first bridge circuit. The reason is that immediately after startup, the output voltage is zero, so that all of the input voltage is applied to the inductor.

突入電流を許容しない特性を有する燃料電池等が入力電源として接続される場合、この特性は好ましくない。そこで、バッテリーや系統(交流)等の電圧を用いて出力側をプリチャージすることによって出力電圧を上昇させておき、その後で入力電圧を印加して、インダクタの電位差が小さい状態で起動する起動方法が考えられる。これにより、起動時の突入電流を抑制することができる。   This characteristic is not preferable when a fuel cell or the like having a characteristic that does not allow inrush current is connected as an input power source. Therefore, the start-up method is to start up with a small potential difference of the inductor by applying the input voltage after precharging the output side by using the voltage of the battery, system (AC), etc. Can be considered. Thereby, the inrush current at the time of starting can be suppressed.

米国特許第5,027,264号公報US Pat. No. 5,027,264

しかし、プリチャージ回路を設ける場合には、部品点数が多くなると共にプリチャージ回路用の制御が必要になるため、構成が複雑化してしまう。   However, when a precharge circuit is provided, the number of parts increases and control for the precharge circuit is required, which complicates the configuration.

そこで、本発明は、簡単な構成で起動時の突入電流を抑制できるDC/DCコンバータを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a DC / DC converter that can suppress an inrush current at startup with a simple configuration.

本発明の一態様に係るDC/DCコンバータは、
一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
複数の第1のスイッチング素子のスイッチング動作により、入力された直流の入力電圧を第1の交流電圧に変換して前記トランスの前記一次巻線に供給する第1のブリッジ回路と、
複数の第2のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記トランスの前記二次巻線から供給される第2の交流電圧を直流の出力電圧に変換して出力する第2のブリッジ回路と、
前記各第1のスイッチング素子をオン又はオフに切り替える第1の駆動信号と、前記各第2のスイッチング素子をオン又はオフに切り替える第2の駆動信号と、を出力し、定電圧制御時に、前記出力電圧が目標電圧に近づくように、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号との間の位相差を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、起動時の前記第1及び第2の駆動信号のデューティ比を、前記定電圧制御時の前記第1及び第2の駆動信号のデューティ比より大きく設定する、ことを特徴とする。
A DC / DC converter according to an aspect of the present invention includes:
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A first bridge circuit that converts an input DC input voltage into a first AC voltage and supplies the first AC voltage to the primary winding by a switching operation of the plurality of first switching elements;
A second bridge circuit that converts a second AC voltage supplied from the secondary winding of the transformer into a DC output voltage and outputs the DC voltage by a switching operation of a plurality of second switching elements;
A first driving signal for switching each first switching element on or off and a second driving signal for switching each second switching element on or off are output, and during constant voltage control, A control circuit that controls a phase difference between the first drive signal and the second drive signal so that an output voltage approaches a target voltage,
The control circuit sets a duty ratio of the first and second drive signals at start-up to be larger than a duty ratio of the first and second drive signals at the constant voltage control. .

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1及び第2のブリッジ回路は、3相のフルブリッジ回路であり、
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を2/3より大きく設定し、前記定電圧制御時のデューティ比を2/3以下に設定してもよい。
In the DC / DC converter,
The first and second bridge circuits are three-phase full bridge circuits,
The control circuit may set the duty ratio at the time of startup to be larger than 2/3, and set the duty ratio at the time of the constant voltage control to 2/3 or less.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1及び第2のブリッジ回路は、2相のフルブリッジ回路であり、
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を1/2より大きく設定し、前記定電圧制御時のデューティ比を1/2以下に設定してもよい。
In the DC / DC converter,
The first and second bridge circuits are two-phase full bridge circuits,
The control circuit may set the duty ratio at the time of startup to be larger than ½ and set the duty ratio at the time of the constant voltage control to be ½ or less.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を、前記第2のブリッジ回路から出力される出力電力がゼロになる値より小さく設定してもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may set the start-up duty ratio to be smaller than a value at which the output power output from the second bridge circuit becomes zero.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくし、前記出力電圧が予め定められた値に達した後、前記定電圧制御を行ってもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may perform the constant voltage control after the output voltage reaches a predetermined value after the output voltage reaches an upper limit value at the start-up, and after the output voltage reaches a predetermined value. .

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記起動時に、前記位相差を、前記第2のブリッジ回路から出力される出力電力がゼロになる角度から90°まで大きくしてもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may increase the phase difference from the angle at which the output power output from the second bridge circuit becomes zero to 90 ° during the startup.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記出力電圧が前記上限値に達する前に、前記位相差を90°まで大きくしてもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may increase the phase difference up to 90 ° before the output voltage reaches the upper limit value.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、起動直後に前記位相差を90°に設定してもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may set the phase difference to 90 ° immediately after startup.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が前記上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくすると共に前記位相差を徐々に小さくしてもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may gradually decrease the duty ratio and gradually decrease the phase difference after the output voltage reaches the upper limit value at the start-up.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくすると共に前記定電圧制御を行ってもよい。
In the DC / DC converter,
The control circuit may perform the constant voltage control while gradually decreasing the duty ratio after the output voltage reaches the upper limit value at the time of startup.

また、前記DC/DCコンバータにおいて、
前記第1の駆動信号のデューティ比は、ハイサイド側の前記第1のスイッチング素子を切り替える前記第1の駆動信号のハイ期間/周期であり、
前記第2の駆動信号のデューティ比は、ローサイド側の前記第2のスイッチング素子を切り替える前記第2の駆動信号のハイ期間/周期であってもよい。
In the DC / DC converter,
The duty ratio of the first drive signal is a high period / cycle of the first drive signal for switching the first switching element on the high side,
The duty ratio of the second drive signal may be a high period / cycle of the second drive signal for switching the second switching element on the low side.

本発明によれば、第1及び第2の駆動信号の起動時のデューティ比を、定電圧制御時のデューティ比より大きく設定しているので、起動時に一次巻線に入力電圧が印加される期間を短くできる。これにより、起動時に一次巻線に流れる電流を小さくできるため、突入電流を抑制できる。また、このようなデューティ比の制御は、回路素子を追加することなく、制御回路の制御を変更することで実現できる。従って、簡単な構成で起動時の突入電流を抑制できる。   According to the present invention, since the duty ratio at the start of the first and second drive signals is set larger than the duty ratio at the time of constant voltage control, the period during which the input voltage is applied to the primary winding at the start Can be shortened. Thereby, since the electric current which flows into a primary winding at the time of starting can be made small, an inrush current can be suppressed. Such duty ratio control can be realized by changing the control of the control circuit without adding a circuit element. Therefore, the inrush current at the time of starting can be suppressed with a simple configuration.

第1の実施形態に係る3相用のDC/DCコンバータの概略的な構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a three-phase DC / DC converter according to a first embodiment. FIG. (a)は、定電圧制御時の第1及び第2の駆動信号のタイミング図であり、(b)は、起動時の第1及び第2の駆動信号のタイミング図である。(A) is a timing diagram of the 1st and 2nd drive signal at the time of constant voltage control, (b) is a timing diagram of the 1st and 2nd drive signal at the time of starting. 第1及び第2の駆動信号のデューティ比と、第1のスイッチング素子のピーク電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the duty ratio of the 1st and 2nd drive signal, and the peak current of a 1st switching element. デューティ比が60%の場合の第1の駆動信号と一次巻線の両端間の電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st drive signal in case a duty ratio is 60%, and the voltage between the both ends of a primary winding. デューティ比が66.6%の場合の第1の駆動信号と一次巻線の両端間の電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st drive signal in case a duty ratio is 66.6%, and the voltage between the both ends of a primary winding. デューティ比が70%の場合の第1の駆動信号と一次巻線の両端間の電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st drive signal in case a duty ratio is 70%, and the voltage between the both ends of a primary winding. 図1のDC/DCコンバータの起動シーケンスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the starting sequence of the DC / DC converter of FIG. 第2の実施形態に係るDC/DCコンバータの起動シーケンスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the starting sequence of the DC / DC converter which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るDC/DCコンバータの起動シーケンスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the starting sequence of the DC / DC converter which concerns on 3rd Embodiment. 第5の実施形態に係る2相用のDC/DCコンバータの概略的な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the DC / DC converter for two phases which concerns on 5th Embodiment.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. These embodiments do not limit the present invention.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る3相用のDC/DCコンバータ1の概略的な構成を示す回路図である。図1に示すように、DC/DCコンバータ1は、トランスT1と、第1のブリッジ回路10と、第2のブリッジ回路20と、制御回路30と、インダクタL1〜L3と、を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a three-phase DC / DC converter 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the DC / DC converter 1 includes a transformer T1, a first bridge circuit 10, a second bridge circuit 20, a control circuit 30, and inductors L1 to L3.

3相のトランスT1は、一次巻線W11,W12,W13及び二次巻線W21,W22,W23を有する。一次巻線W11は、二次巻線W21と磁気的に結合されている。一次巻線W12は、二次巻線W22と磁気的に結合されている。一次巻線W13は、二次巻線W23と磁気的に結合されている。   The three-phase transformer T1 has primary windings W11, W12, W13 and secondary windings W21, W22, W23. Primary winding W11 is magnetically coupled to secondary winding W21. Primary winding W12 is magnetically coupled to secondary winding W22. Primary winding W13 is magnetically coupled to secondary winding W23.

一次巻線W11は、ノードN11に接続された一端と、ノードN12に接続された他端と、を有する。一次巻線W12は、ノードN12に接続された一端と、ノードN13に接続された他端と、を有する。一次巻線W13は、ノードN13に接続された一端と、ノードN11に接続された他端と、を有する。   Primary winding W11 has one end connected to node N11 and the other end connected to node N12. Primary winding W12 has one end connected to node N12 and the other end connected to node N13. Primary winding W13 has one end connected to node N13 and the other end connected to node N11.

二次巻線W21は、ノードN21に接続された一端と、ノードN22に接続された他端と、を有する。二次巻線W22は、ノードN22に接続された一端と、ノードN23に接続された他端と、を有する。二次巻線W23は、ノードN23に接続された一端と、ノードN21に接続された他端と、を有する。   Secondary winding W21 has one end connected to node N21 and the other end connected to node N22. Secondary winding W22 has one end connected to node N22 and the other end connected to node N23. Secondary winding W23 has one end connected to node N23 and the other end connected to node N21.

第1のブリッジ回路10は、3相のフルブリッジ回路である。第1のブリッジ回路10は、6個の第1のスイッチング素子SW1〜SW6のスイッチング動作により、入力端子T11,T12間に入力された直流の入力電圧Vinを第1の交流電圧に変換してトランスT1の一次巻線W11,W12,W13に供給する。第1のスイッチング素子SW1〜SW6は、例えば、N型MOSトランジスタである。   The first bridge circuit 10 is a three-phase full bridge circuit. The first bridge circuit 10 converts the DC input voltage Vin input between the input terminals T11 and T12 into a first AC voltage by a switching operation of the six first switching elements SW1 to SW6, thereby converting the transformer. Supply to the primary windings W11, W12, W13 of T1. The first switching elements SW1 to SW6 are, for example, N-type MOS transistors.

第1のスイッチング素子SW1は、一方の入力端子T11に接続された一端(ドレイン)と、ノードN11に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G1が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW1 has one end (drain) connected to one input terminal T11, the other end (source) connected to the node N11, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G1 is supplied. And).

第1のスイッチング素子SW2は、ノードN11に接続された一端(ドレイン)と、他方の入力端子T12に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G2が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW2 has one end (drain) connected to the node N11, the other end (source) connected to the other input terminal T12, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G2 is supplied. And).

第1のスイッチング素子SW3は、一方の入力端子T11に接続された一端(ドレイン)と、ノードN12に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G3が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW3 has one end (drain) connected to one input terminal T11, the other end (source) connected to the node N12, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G3 is supplied. And).

第1のスイッチング素子SW4は、ノードN12に接続された一端(ドレイン)と、他方の入力端子T12に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G4が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW4 has one end (drain) connected to the node N12, the other end (source) connected to the other input terminal T12, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G4 is supplied. And).

第1のスイッチング素子SW5は、一方の入力端子T11に接続された一端(ドレイン)と、ノードN13に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G5が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW5 has one end (drain) connected to one input terminal T11, the other end (source) connected to the node N13, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G5 is supplied. And).

第1のスイッチング素子SW6は、ノードN13に接続された一端(ドレイン)と、他方の入力端子T12に接続された他端(ソース)と、第1の駆動信号G6が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The first switching element SW6 has one end (drain) connected to the node N13, the other end (source) connected to the other input terminal T12, and a control terminal (gate) to which the first drive signal G6 is supplied. And).

インダクタL1の一端は、ノードN21に接続されている。インダクタL2の一端は、ノードN22に接続されている。インダクタL3の一端は、ノードN23に接続されている。   One end of the inductor L1 is connected to the node N21. One end of the inductor L2 is connected to the node N22. One end of the inductor L3 is connected to the node N23.

第2のブリッジ回路20は、3相のフルブリッジ回路である。第2のブリッジ回路20は、6個の第2のスイッチング素子SW7〜SW12のスイッチング動作により、トランスT1の二次巻線W21,W22,W23からインダクタL1〜L3を介して供給される第2の交流電圧を直流の出力電圧Voutに変換して出力端子T21,T22間に出力する。第2のスイッチング素子SW7〜SW12は、例えば、N型MOSトランジスタである。   The second bridge circuit 20 is a three-phase full bridge circuit. The second bridge circuit 20 is supplied with the second windings W21, W22, and W23 of the transformer T1 via the inductors L1 to L3 by the switching operation of the six second switching elements SW7 to SW12. The AC voltage is converted into a DC output voltage Vout and output between output terminals T21 and T22. The second switching elements SW7 to SW12 are, for example, N-type MOS transistors.

第2のスイッチング素子SW7は、一方の出力端子T21に接続された一端(ドレイン)と、インダクタL1の他端に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G7が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW7 has one end (drain) connected to one output terminal T21, the other end (source) connected to the other end of the inductor L1, and a control to which the second drive signal G7 is supplied. And a terminal (gate).

第2のスイッチング素子SW8は、インダクタL1の他端に接続された一端(ドレイン)と、他方の出力端子T22に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G8が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW8 has one end (drain) connected to the other end of the inductor L1, the other end (source) connected to the other output terminal T22, and a control to which the second drive signal G8 is supplied. And a terminal (gate).

第2のスイッチング素子SW9は、一方の出力端子T21に接続された一端(ドレイン)と、インダクタL2の他端に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G9が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW9 has one end (drain) connected to one output terminal T21, the other end (source) connected to the other end of the inductor L2, and a control to which the second drive signal G9 is supplied. And a terminal (gate).

第2のスイッチング素子SW10は、インダクタL2の他端に接続された一端(ドレイン)と、他方の出力端子T22に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G10が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW10 has one end (drain) connected to the other end of the inductor L2, the other end (source) connected to the other output terminal T22, and a control to which the second drive signal G10 is supplied. And a terminal (gate).

第2のスイッチング素子SW11は、一方の出力端子T21に接続された一端(ドレイン)と、インダクタL3の他端に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G11が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW11 has one end (drain) connected to one output terminal T21, the other end (source) connected to the other end of the inductor L3, and a control to which the second drive signal G11 is supplied. And a terminal (gate).

第2のスイッチング素子SW12は、インダクタL3の他端に接続された一端(ドレイン)と、他方の出力端子T22に接続された他端(ソース)と、第2の駆動信号G12が供給される制御端子(ゲート)と、を有する。   The second switching element SW12 has one end (drain) connected to the other end of the inductor L3, the other end (source) connected to the other output terminal T22, and a control to which the second drive signal G12 is supplied. And a terminal (gate).

出力端子T21,T22間には、コンデンサC1が接続されている。   A capacitor C1 is connected between the output terminals T21 and T22.

二次巻線W21〜W23、インダクタL1〜L3、及び、第2のスイッチング素子SW7〜SW12の寄生容量は、ゼロボルトスイッチングを行うための共振回路を構成している。   The parasitic capacitances of the secondary windings W21 to W23, the inductors L1 to L3, and the second switching elements SW7 to SW12 constitute a resonance circuit for performing zero volt switching.

制御回路30は、各第1のスイッチング素子SW1〜SW6をオン又はオフに切り替える第1の駆動信号G1〜G6と、各第2のスイッチング素子SW7〜SW12をオン又はオフに切り替える第2の駆動信号G7〜G12と、を出力する。   The control circuit 30 includes first drive signals G1 to G6 that turn on or off the first switching elements SW1 to SW6, and second drive signals that turn on or off the second switching elements SW7 to SW12. G7 to G12 are output.

図2(a)は、定電圧制御時の第1及び第2の駆動信号G1〜G12のタイミング図であり、図2(b)は、起動時の第1及び第2の駆動信号G1〜G12のタイミング図である。   FIG. 2A is a timing diagram of the first and second drive signals G1 to G12 at the time of constant voltage control, and FIG. 2B is a timing diagram of the first and second drive signals G1 to G12 at the time of activation. FIG.

図2(a)に示すように、定電圧制御時では、第1及び第2の駆動信号G1〜G12は、デューティ比が例えば約50%の矩形波である。第1の駆動信号G2,G4,G6のそれぞれは、対応する第1の駆動信号G1,G3,G5の反転信号である。第2の駆動信号G8,G10,G12のそれぞれは、対応する第1の駆動信号G7,G9,G11の反転信号である。   As shown in FIG. 2A, during the constant voltage control, the first and second drive signals G1 to G12 are rectangular waves having a duty ratio of about 50%, for example. Each of the first drive signals G2, G4, G6 is an inverted signal of the corresponding first drive signal G1, G3, G5. Each of the second drive signals G8, G10, and G12 is an inverted signal of the corresponding first drive signal G7, G9, and G11.

第1の駆動信号G1,G2と、第1の駆動信号G3,G4との間の位相差は、約120°である。第1の駆動信号G1,G2と、第1の駆動信号G5,G6との間の位相差は、約240°である。   The phase difference between the first drive signals G1, G2 and the first drive signals G3, G4 is about 120 °. The phase difference between the first drive signals G1, G2 and the first drive signals G5, G6 is about 240 °.

第2の駆動信号G7,G8と、第2の駆動信号G9,G10との間の位相差は、約120°である。第2の駆動信号G7,G8と、第2の駆動信号G11,G12との間の位相差は、約240°である。   The phase difference between the second drive signals G7 and G8 and the second drive signals G9 and G10 is about 120 °. The phase difference between the second drive signals G7 and G8 and the second drive signals G11 and G12 is about 240 °.

制御回路30は、定電圧制御時に、出力電圧Voutが目標電圧に近づくように、第1の駆動信号G1〜G6と第2の駆動信号G7〜G12との間の位相差φを制御する。   The control circuit 30 controls the phase difference φ between the first drive signals G1 to G6 and the second drive signals G7 to G12 so that the output voltage Vout approaches the target voltage during constant voltage control.

位相差φを増加させるに従い、第2のブリッジ回路20から出力される出力電力は増加する。DC/DCコンバータ1の各素子が理想的であり、デューティ比が50%である場合、第2のブリッジ回路20から出力される出力電力は、位相差φが0°の場合にゼロになり、位相差φが90°の場合に最大になる。また、位相差φが負の場合には、第1のブリッジ回路10から入力端子に出力電力が出力される。つまり、DC/DCコンバータ1は、双方向のDC/DCコンバータとして用いることができる。   As the phase difference φ increases, the output power output from the second bridge circuit 20 increases. When each element of the DC / DC converter 1 is ideal and the duty ratio is 50%, the output power output from the second bridge circuit 20 becomes zero when the phase difference φ is 0 °, It becomes maximum when the phase difference φ is 90 °. When the phase difference φ is negative, output power is output from the first bridge circuit 10 to the input terminal. That is, the DC / DC converter 1 can be used as a bidirectional DC / DC converter.

図2(b)に示すように、起動時では、第1及び第2の駆動信号G1〜G12は、デューティ比が例えば約70%の矩形波である。   As shown in FIG. 2B, at the time of startup, the first and second drive signals G1 to G12 are rectangular waves having a duty ratio of, for example, about 70%.

制御回路30は、起動時の第1及び第2の駆動信号G1〜G12のデューティ比を、定電圧制御時の第1及び第2の駆動信号G1〜G12のデューティ比より大きく設定する。具体的には、制御回路30は、起動時のデューティ比を2/3(約66.6%)より大きく設定し、定電圧制御時のデューティ比を2/3以下に設定する。   The control circuit 30 sets the duty ratio of the first and second drive signals G1 to G12 at the time of start-up larger than the duty ratio of the first and second drive signals G1 to G12 at the time of constant voltage control. Specifically, the control circuit 30 sets the duty ratio at the time of startup to be larger than 2/3 (about 66.6%), and sets the duty ratio at the time of constant voltage control to 2/3 or less.

第1の駆動信号G1〜G6のデューティ比は、ハイサイド側の第1のスイッチング素子SW1,SW3,SW5を切り替える第1の駆動信号G1,G3,G5の「ハイ期間/周期」(1周期に対するハイ期間の割合)であり、且つ、ローサイド側の第1のスイッチング素子SW2,SW4,SW6を切り替える第1の駆動信号G2,G4,G6の「ロー期間/周期」(1周期に対するロー期間の割合)である。   The duty ratio of the first drive signals G1 to G6 is the “high period / cycle” (for one cycle) of the first drive signals G1, G3, G5 for switching the first switching elements SW1, SW3, SW5 on the high side. “Ratio of high period) and“ low period / period ”(ratio of low period to one period) of the first drive signals G2, G4, G6 for switching the first switching elements SW2, SW4, SW6 on the low side. ).

第2の駆動信号G7〜G12のデューティ比は、ローサイド側の第2のスイッチング素子SW8,SW10,SW12を切り替える第2の駆動信号G8,G10,G12の「ハイ期間/周期」であり、且つ、ハイサイド側の第2のスイッチング素子SW7,SW9,SW11を切り替える第2の駆動信号G7,G9,G11の「ロー期間/周期」である。   The duty ratio of the second drive signals G7 to G12 is the “high period / cycle” of the second drive signals G8, G10, G12 for switching the second switching elements SW8, SW10, SW12 on the low side, and This is the “low period / cycle” of the second drive signals G7, G9, G11 for switching the second switching elements SW7, SW9, SW11 on the high side.

制御回路30は、起動時のデューティ比を、第2のブリッジ回路20から出力される出力電力がゼロになる値より小さく設定する。第2のブリッジ回路20から出力される出力電力がゼロになる値は、負荷などに応じて変化するが、ほぼ無負荷の場合、例えば約75%である。   The control circuit 30 sets the duty ratio at the time of start-up smaller than a value at which the output power output from the second bridge circuit 20 becomes zero. The value at which the output power output from the second bridge circuit 20 becomes zero varies depending on the load or the like, but is approximately 75% when there is almost no load, for example.

図3は、第1及び第2の駆動信号G1〜G12のデューティ比と、第1のスイッチング素子SW1〜SW6のピーク電流との関係を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the duty ratios of the first and second drive signals G1 to G12 and the peak currents of the first switching elements SW1 to SW6.

図3に示すように、デューティ比が50%以上、66.6%未満では、ピーク電流はほぼ一定である。デューティ比が66.6%以上では、ピーク電流は、デューティ比の増加に応じて単調に減少する。前述のように、例えば、デューティ比が約75%以上では、第2のブリッジ回路20から出力される出力電力は、ゼロである。   As shown in FIG. 3, when the duty ratio is 50% or more and less than 66.6%, the peak current is almost constant. When the duty ratio is 66.6% or more, the peak current monotonously decreases as the duty ratio increases. As described above, for example, when the duty ratio is about 75% or more, the output power output from the second bridge circuit 20 is zero.

図4〜6は、第1の駆動信号G1,G3,G5と、一次巻線W11,W12,W13の両端間の電圧V1,V2,V3との関係を示す図である。図4では、デューティ比は60%であり、図5では、デューティ比は66.6%であり、図6では、デューティ比は70%である。   4 to 6 are diagrams illustrating the relationship between the first drive signals G1, G3, and G5 and the voltages V1, V2, and V3 across the primary windings W11, W12, and W13. In FIG. 4, the duty ratio is 60%, in FIG. 5, the duty ratio is 66.6%, and in FIG. 6, the duty ratio is 70%.

図4,5に示すように、デューティ比が60%及び66.6%である場合、第1の駆動信号G1,G3,G5が同時にハイになる期間は存在しない。この場合、一次巻線W11,W12,W13の両端間の各電圧V1,V2,V3は、周期の約33.3%の期間で正の入力電圧Vinになり、周期の約33.3%の期間で負の入力電圧Vinになり、周期の約33.3%の期間でゼロになる。   As shown in FIGS. 4 and 5, when the duty ratio is 60% and 66.6%, there is no period in which the first drive signals G1, G3, and G5 are simultaneously high. In this case, each voltage V1, V2, V3 between both ends of the primary windings W11, W12, W13 becomes a positive input voltage Vin in a period of about 33.3% of the cycle, and is about 33.3% of the cycle. It becomes a negative input voltage Vin in the period, and becomes zero in a period of about 33.3% of the period.

一方、図6に示すように、デューティ比が70%である場合、第1の駆動信号G1,G3,G5が同時にハイになる期間T1が存在する。この期間T1においては、第1のスイッチング素子SW1,SW3,SW5はオンし、第1のスイッチング素子SW2,SW4,SW6はオフする。従って、期間T1において、各電圧V1,V2,V3は、ゼロになる。   On the other hand, as shown in FIG. 6, when the duty ratio is 70%, there is a period T1 in which the first drive signals G1, G3, and G5 are simultaneously high. In this period T1, the first switching elements SW1, SW3, SW5 are turned on, and the first switching elements SW2, SW4, SW6 are turned off. Accordingly, in the period T1, the voltages V1, V2, and V3 become zero.

これにより、各電圧V1,V2,V3は、周期の30%(=100%−70%)の期間で正の入力電圧Vinになり、周期の30%の期間で負の入力電圧Vinになり、周期の40%の期間でゼロになる。   Thereby, each voltage V1, V2, V3 becomes a positive input voltage Vin in a period of 30% (= 100% -70%) of a cycle, and becomes a negative input voltage Vin in a period of 30% of a cycle, It becomes zero in 40% of the period.

第1の駆動信号G1,G3,G5が同時にハイになる期間T1は、デューティ比の増加に応じて長くなる。従って、各電圧V1,V2,V3が正又は負の入力電圧Vinになる期間、即ち一次巻線W11,W12,W13に入力電圧Vinが印加される期間は、デューティ比の増加に応じて短くなる。   The period T1 in which the first drive signals G1, G3, and G5 are simultaneously high becomes longer as the duty ratio increases. Therefore, the period during which the voltages V1, V2, and V3 become the positive or negative input voltage Vin, that is, the period during which the input voltage Vin is applied to the primary windings W11, W12, and W13 is shortened as the duty ratio increases. .

つまり、デューティ比を66.6%より大きく設定することによって、起動時に一次巻線W11,W12,W13に入力電圧Vinが印加される期間を短くできる。これにより、起動時に一次巻線W11,W12,W13に流れる電流を小さくできるため、突入電流を抑制できる。   That is, by setting the duty ratio to be larger than 66.6%, it is possible to shorten the period during which the input voltage Vin is applied to the primary windings W11, W12, and W13 during startup. Thereby, since the electric current which flows into primary winding W11, W12, W13 at the time of starting can be made small, inrush current can be controlled.

次に、起動シーケンスの一例について説明する。
図7は、図1のDC/DCコンバータ1の起動シーケンスを説明するための図である。図7の例では、起動開始した時刻t10において、デューティ比は75%である。これにより、上述のように入力電流Iinの突入電流を抑制できる。
Next, an example of the activation sequence will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining a startup sequence of the DC / DC converter 1 of FIG. In the example of FIG. 7, the duty ratio is 75% at the time t10 when the activation starts. Thereby, the inrush current of the input current Iin can be suppressed as described above.

また、時刻t10において位相差φは角度φ0である。角度φ0は、第2のブリッジ回路20から出力される出力電力がゼロになる角度である。制御回路30は、起動時に、位相差φを角度φ0から90°まで大きくする。これにより、ソフトスタートを行うことができ、出力電圧Voutの上昇を緩やかにできる。   At time t10, the phase difference φ is an angle φ0. The angle φ0 is an angle at which the output power output from the second bridge circuit 20 becomes zero. The control circuit 30 increases the phase difference φ from the angle φ0 to 90 ° during startup. Thereby, soft start can be performed, and the rise of the output voltage Vout can be moderated.

なお、起動時とは、起動開始した時刻t10から、定電圧制御を開始する時刻t13までの期間を表す。   In addition, at the time of starting represents the period from time t10 which started activation to time t13 which starts constant voltage control.

時刻t10の後、出力電圧Voutは、徐々に上昇して時刻t11において上限値V10に達する。デューティ比が75%であるため、位相差φが最大の90°であっても、出力電圧Voutは上限値V10より高くならない。   After time t10, the output voltage Vout gradually increases and reaches the upper limit value V10 at time t11. Since the duty ratio is 75%, the output voltage Vout does not become higher than the upper limit value V10 even if the phase difference φ is 90 ° which is the maximum.

制御回路30は、出力電圧Voutが上限値V10に達する前に、位相差φを90°まで大きくする。これにより、出力電圧Voutの上昇が遅くなりすぎないようにできる。   The control circuit 30 increases the phase difference φ to 90 ° before the output voltage Vout reaches the upper limit value V10. This prevents the output voltage Vout from rising too slowly.

制御回路30は、起動時に出力電圧Voutが上限値V10に達した後、デューティ比を徐々に小さくする。図7の例では、時刻t11に出力電圧Voutが上限値V10に達し、その後、時刻t12まで待ってから、デューティ比を徐々に小さくしている。時刻t12まで待たず、時刻t11からデューティ比を小さくしてもよい。   The control circuit 30 gradually decreases the duty ratio after the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 during startup. In the example of FIG. 7, the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 at time t11, and then the duty ratio is gradually decreased after waiting until time t12. The duty ratio may be decreased from time t11 without waiting until time t12.

時刻t12以降、デューティ比を小さくすることによって、出力電圧Voutは上限値V10以上に上昇する。   After time t12, the output voltage Vout rises to the upper limit value V10 or more by reducing the duty ratio.

制御回路30は、出力電圧Voutが予め定められた値V20に達した時刻t13の後、定電圧制御を行うと共に、デューティ比を徐々に小さくして50%にする。予め定められた値V20は、目標電圧V30より低い値であって、目標電圧V30に比較的近い値に設定しておく。定電圧制御の方法としては、例えば、周知のPID制御などを用いることができる。   The control circuit 30 performs constant voltage control after time t13 when the output voltage Vout reaches a predetermined value V20, and gradually reduces the duty ratio to 50%. The predetermined value V20 is set to a value lower than the target voltage V30 and relatively close to the target voltage V30. As a constant voltage control method, for example, a well-known PID control can be used.

これにより、時刻t13の後、位相差φが制御されることにより、出力電圧Voutは目標電圧V30に制御される。また、時刻t14において、デューティ比は50%になる。デューティ比は、50%まで小さくしなくても良いが、電力の利用効率の観点から、少なくとも66.6%まで小さくすることが好ましい。   Thus, after time t13, the output voltage Vout is controlled to the target voltage V30 by controlling the phase difference φ. At time t14, the duty ratio becomes 50%. The duty ratio does not have to be reduced to 50%, but is preferably reduced to at least 66.6% from the viewpoint of power utilization efficiency.

以上で説明したように、本実施形態によれば、第1及び第2の駆動信号G1〜G12の起動時のデューティ比を、定電圧制御時のデューティ比より大きく設定しているので、起動時に一次巻線W11〜W13に入力電圧Vinが印加される期間を短くできる。これにより、起動時に一次巻線W11〜W13に流れる電流を小さくできるため、突入電流を抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the duty ratio at the time of activation of the first and second drive signals G1 to G12 is set larger than the duty ratio at the time of constant voltage control. The period during which the input voltage Vin is applied to the primary windings W11 to W13 can be shortened. Thereby, since the electric current which flows into primary winding W11-W13 at the time of starting can be made small, an inrush current can be controlled.

また、このようなデューティ比の制御は、回路素子を追加することなく、制御回路30の制御を変更することで実現できる。従って、簡単な構成で起動時の突入電流を抑制できる。   Further, such control of the duty ratio can be realized by changing the control of the control circuit 30 without adding a circuit element. Therefore, the inrush current at the time of starting can be suppressed with a simple configuration.

なお、起動開始直後(時刻t10の直後)には、制御回路30は、第2の駆動信号G7〜G12を出力しなくてもよい。このようにしても、突入電流を抑制できる。   Note that immediately after the start of activation (immediately after time t10), the control circuit 30 may not output the second drive signals G7 to G12. Even in this case, the inrush current can be suppressed.

また、インダクタL1〜L3は設けられていなくてもよい。また、インダクタL1〜L3に加え、第1のスイッチング素子SW1の他端及び第1のスイッチング素子SW2の一端の接続ノードと、ノードN11との間にインダクタが設けられ、第1のスイッチング素子SW3の他端及び第1のスイッチング素子SW4の一端の接続ノードと、ノードN12との間にインダクタが設けられ、第1のスイッチング素子SW5の他端及び第1のスイッチング素子SW6の一端の接続ノードと、ノードN13との間にインダクタが設けられてもよい。この構成でも、以上の効果が得られる。   Further, the inductors L1 to L3 may not be provided. In addition to the inductors L1 to L3, an inductor is provided between the node N11 and a connection node between the other end of the first switching element SW1 and one end of the first switching element SW2, and the first switching element SW3 An inductor is provided between the node N12 and a connection node at one end of the other end and the first switching element SW4, and a connection node at the other end of the first switching element SW5 and one end of the first switching element SW6. An inductor may be provided between the node N13. Even with this configuration, the above effects can be obtained.

また、第1及び第2のスイッチング素子SW1〜SW12は、IGBTなどの他の素子でもよく、これらの数も6個に限らない。   Further, the first and second switching elements SW1 to SW12 may be other elements such as an IGBT, and the number thereof is not limited to six.

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、起動シーケンスが第1の実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the activation sequence is different from that of the first embodiment.

第2の実施形態のDC/DCコンバータ1の構成は第1の実施形態と同じであり、制御回路30の機能が第1の実施形態と異なる。以下では相違点を中心に説明する。   The configuration of the DC / DC converter 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the function of the control circuit 30 is different from that of the first embodiment. Below, it demonstrates centering around difference.

図8は、第2の実施形態に係るDC/DCコンバータ1の起動シーケンスを説明するための図である。図8に示すように、制御回路30は、起動直後(時刻t10)に位相差φを90°に設定する。図8の例では、時刻t11aに出力電圧Voutが上限値V10に達する。時刻t11a以降の動作は、第1の実施形態の時刻t11以降の動作と同じである。   FIG. 8 is a diagram for explaining a startup sequence of the DC / DC converter 1 according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the control circuit 30 sets the phase difference φ to 90 ° immediately after activation (time t10). In the example of FIG. 8, the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 at time t11a. The operation after time t11a is the same as the operation after time t11 in the first embodiment.

本実施形態によれば、起動直後に位相差φを最大の90°に設定するため、第2のブリッジ回路20は、起動直後に、出力可能な範囲で最大の出力電力を出力できる。そのため、時刻t10直後の出力電圧Voutの上昇を第1の実施形態よりも早めることができる。   According to the present embodiment, since the phase difference φ is set to the maximum 90 ° immediately after startup, the second bridge circuit 20 can output the maximum output power within a possible output range immediately after startup. For this reason, the increase in the output voltage Vout immediately after time t10 can be made earlier than in the first embodiment.

また、時刻t13において定電圧制御を始めるまでは位相差φを変更しないので、制御が容易である。   Further, since the phase difference φ is not changed until the constant voltage control is started at time t13, the control is easy.

なお、DC/DCコンバータ1は、片方向のDC/DCコンバータとして用いることもできる。片方向のDC/DCコンバータとして用いる場合、出力端子T21,T22側(出力側)から入力端子T11,T12側(入力側)に逆方向電流を流さないことが好ましい。第1の実施形態のように、ソフトスタートのために位相差φを出力電力がゼロになる角度φ0に設定して起動する場合、DC/DCコンバータ1を構成する素子のばらつき等により、設定された角度φ0と実際に出力電力がゼロになる角度とに誤差が生じると、例えば出力側の負荷やコンデンサC1に電荷が残った場合の起動等で、出力側から入力側に逆方向電流が流れてしまう恐れがある。これに対して、本実施形態によれば、位相差を90°に設定しているので、素子のばらつき等が存在しても、出力側から入力側に逆方向電流が流れる恐れが無い。   The DC / DC converter 1 can also be used as a one-way DC / DC converter. When used as a unidirectional DC / DC converter, it is preferable that no reverse current flow from the output terminals T21 and T22 (output side) to the input terminals T11 and T12 (input side). As in the first embodiment, when starting by setting the phase difference φ to an angle φ0 at which the output power becomes zero for soft start, it is set due to variations in elements constituting the DC / DC converter 1 or the like. If an error occurs between the angle φ0 and the angle at which the output power actually becomes zero, a reverse current flows from the output side to the input side, for example, when the load on the output side or the capacitor C1 is charged There is a risk that. On the other hand, according to the present embodiment, since the phase difference is set to 90 °, there is no possibility that a reverse current flows from the output side to the input side even if there are variations in elements.

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、起動シーケンスが第1の実施形態と異なる。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the activation sequence is different from that of the first embodiment.

第3の実施形態のDC/DCコンバータ1の構成は第1の実施形態と同じであり、制御回路30の機能が第1の実施形態と異なる。以下では相違点を中心に説明する。   The configuration of the DC / DC converter 1 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the function of the control circuit 30 is different from that of the first embodiment. Below, it demonstrates centering around difference.

図9は、第3の実施形態に係るDC/DCコンバータ1の起動シーケンスを説明するための図である。図9に示すように、制御回路30は、起動時に出力電圧Voutが上限値V10に達した後、デューティ比を徐々に小さくすると共に位相差φを徐々に小さくする。この時、例えば、デューティ比の単位時間当たりの低下量と、位相差φの単位時間当たりの低下量は、それぞれ、予め定めた値としておいてもよい。   FIG. 9 is a diagram for explaining a startup sequence of the DC / DC converter 1 according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, the control circuit 30 gradually decreases the duty ratio and gradually decreases the phase difference φ after the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 during startup. At this time, for example, the amount of decrease in the duty ratio per unit time and the amount of decrease in the phase difference φ per unit time may be set in advance, respectively.

図9の例では、時刻t11に出力電圧Voutが上限値V10に達し、その後、時刻t12まで待ってから、時刻t13aまでデューティ比及び位相差φを徐々に小さくしている。時刻t12まで待たず、時刻t11からデューティ比及び位相差φを小さくしてもよい。   In the example of FIG. 9, the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 at time t11, and after waiting until time t12, the duty ratio and the phase difference φ are gradually reduced until time t13a. The duty ratio and the phase difference φ may be reduced from time t11 without waiting until time t12.

時刻t10からt12までの動作は、第1の実施形態の時刻t10からt12までの動作と同じであり、時刻t13a以降の動作は、第1の実施形態の時刻t13以降の動作と同じである。   The operation from time t10 to t12 is the same as the operation from time t10 to t12 in the first embodiment, and the operation after time t13a is the same as the operation after time t13 in the first embodiment.

本実施形態によれば、デューティ比を小さくすることにより出力電力を増加させ、位相差φを小さくすることにより出力電力を減少させることができるので、時刻t12からt13aまでの間の出力電圧Voutの上昇を緩やかにできる。   According to the present embodiment, the output power can be increased by decreasing the duty ratio, and the output power can be decreased by decreasing the phase difference φ. Therefore, the output voltage Vout between time t12 and time t13a can be reduced. The rise can be moderated.

なお、第3の実施形態を第2の実施形態に組み合わせてもよい。   Note that the third embodiment may be combined with the second embodiment.

(第4の実施形態)
第4の実施形態では、起動シーケンスが第1の実施形態と異なる。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the activation sequence is different from that of the first embodiment.

第4の実施形態のDC/DCコンバータ1の構成は第1の実施形態と同じであり、制御回路30の機能が第1の実施形態と異なる。以下では相違点を中心に説明する。   The configuration of the DC / DC converter 1 of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the function of the control circuit 30 is different from that of the first embodiment. Below, it demonstrates centering around difference.

制御回路30は、起動時に出力電圧Voutが上限値V10に達した後、即ち、例えば図7の時刻t11の後、デューティ比を徐々に小さくすると共に定電圧制御を行う。   The control circuit 30 performs constant voltage control while gradually decreasing the duty ratio after the output voltage Vout reaches the upper limit value V10 at the time of startup, that is, after time t11 in FIG. 7, for example.

本実施形態によれば、時刻t12の後、デューティ比を制御する必要が無いので、制御が容易である。   According to the present embodiment, it is not necessary to control the duty ratio after time t12, and therefore control is easy.

なお、第4の実施形態を第2又は第3の実施形態に組み合わせてもよい。   Note that the fourth embodiment may be combined with the second or third embodiment.

(第5の実施形態)
第5の実施形態は、DC/DCコンバータ1Aが2相で構成されている点において、第1の実施形態と異なる。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the DC / DC converter 1A is configured with two phases.

図10は、第5の実施形態に係る2相用のDC/DCコンバータ1Aの概略的な構成を示す回路図である。図10では、図1と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a two-phase DC / DC converter 1A according to the fifth embodiment. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the components common to FIG. 1, and the differences will be mainly described below.

図10に示すように、DC/DCコンバータ1Aは、図1のDC/DCコンバータ1の構成から、1相分の構成である一次巻線W13、二次巻線W23、インダクタL3、第1のスイッチング素子SW5,SW6、及び、第2のスイッチング素子SW11,SW12を除去している。つまり、トランスT1Aは2相のトランスであり、第1及び第2のブリッジ回路10A,20Aは、2相のフルブリッジ回路である。   As shown in FIG. 10, the DC / DC converter 1A includes a primary winding W13, a secondary winding W23, an inductor L3, a first phase, and a first phase configuration from the configuration of the DC / DC converter 1 of FIG. The switching elements SW5 and SW6 and the second switching elements SW11 and SW12 are removed. That is, the transformer T1A is a two-phase transformer, and the first and second bridge circuits 10A and 20A are two-phase full bridge circuits.

本実施形態においても、制御回路30Aは、起動時の第1及び第2の駆動信号G1〜G4,G7〜G10のデューティ比を、定電圧制御時の第1及び第2の駆動信号G1〜G4,G7〜G10のデューティ比より大きく設定する。具体的には、制御回路30Aは、起動時のデューティ比を1/2(50%)より大きく設定し、定電圧制御時のデューティ比を1/2以下に設定する。
起動シーケンスは、第1の実施形態と同様である。
Also in the present embodiment, the control circuit 30A determines the duty ratios of the first and second drive signals G1 to G4 and G7 to G10 at the time of startup and the first and second drive signals G1 to G4 at the time of constant voltage control. , G7 to G10 are set larger than the duty ratio. Specifically, the control circuit 30A sets the duty ratio at start-up to be greater than 1/2 (50%), and sets the duty ratio at constant voltage control to be 1/2 or less.
The activation sequence is the same as that in the first embodiment.

これにより、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、起動時に一次巻線W11,W12に入力電圧Vinが印加される期間を短くできる。これにより、起動時に一次巻線W11,W12に流れる電流を小さくできるため、突入電流を抑制できる。
また、第1の実施形態の他の効果も得ることができる。
Thereby, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the period during which the input voltage Vin is applied to the primary windings W11 and W12 during startup can be shortened. Thereby, since the electric current which flows into primary winding W11, W12 at the time of starting can be made small, inrush current can be controlled.
Also, other effects of the first embodiment can be obtained.

なお、第5の実施形態においても、第2から第4の実施形態の起動シーケンスを用いてもよい。   Also in the fifth embodiment, the activation sequence of the second to fourth embodiments may be used.

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。   The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

1,1A DC/DCコンバータ
T1,T1A トランス
W11,W12,W13 一次巻線
W21,W22,W23 二次巻線
10,10A 第1のブリッジ回路
SW1〜SW6 第1のスイッチング素子
20,20A 第2のブリッジ回路
SW7〜SW12 第2のスイッチング素子
30,30A 制御回路
L1〜L3 インダクタ
1, 1A DC / DC converter T1, T1A Transformers W11, W12, W13 Primary windings W21, W22, W23 Secondary windings 10, 10A First bridge circuits SW1-SW6 First switching elements 20, 20A Second Bridge circuits SW7 to SW12 Second switching elements 30, 30A Control circuits L1 to L3 Inductors

Claims (11)

一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
複数の第1のスイッチング素子のスイッチング動作により、入力された直流の入力電圧を第1の交流電圧に変換して前記トランスの前記一次巻線に供給する第1のブリッジ回路と、
複数の第2のスイッチング素子のスイッチング動作により、前記トランスの前記二次巻線から供給される第2の交流電圧を直流の出力電圧に変換して出力する第2のブリッジ回路と、
前記各第1のスイッチング素子をオン又はオフに切り替える第1の駆動信号と、前記各第2のスイッチング素子をオン又はオフに切り替える第2の駆動信号と、を出力し、定電圧制御時に、前記出力電圧が目標電圧に近づくように、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号との間の位相差を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、起動時の前記第1及び第2の駆動信号のデューティ比を、前記定電圧制御時の前記第1及び第2の駆動信号のデューティ比より大きく設定する、ことを特徴とするDC/DCコンバータ。
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A first bridge circuit that converts an input DC input voltage into a first AC voltage and supplies the first AC voltage to the primary winding by a switching operation of the plurality of first switching elements;
A second bridge circuit that converts a second AC voltage supplied from the secondary winding of the transformer into a DC output voltage and outputs the DC voltage by a switching operation of a plurality of second switching elements;
A first driving signal for switching each first switching element on or off and a second driving signal for switching each second switching element on or off are output, and during constant voltage control, A control circuit that controls a phase difference between the first drive signal and the second drive signal so that an output voltage approaches a target voltage,
The control circuit sets a duty ratio of the first and second drive signals at start-up to be larger than a duty ratio of the first and second drive signals at the constant voltage control. DC / DC converter.
前記第1及び第2のブリッジ回路は、3相のフルブリッジ回路であり、
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を2/3より大きく設定し、前記定電圧制御時のデューティ比を2/3以下に設定する、ことを特徴とする請求項1に記載のDC/DCコンバータ。
The first and second bridge circuits are three-phase full bridge circuits,
2. The DC / DC circuit according to claim 1, wherein the control circuit sets the duty ratio at the time of startup to be greater than 2/3, and sets the duty ratio at the time of the constant voltage control to 2/3 or less. DC converter.
前記第1及び第2のブリッジ回路は、2相のフルブリッジ回路であり、
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を1/2より大きく設定し、前記定電圧制御時のデューティ比を1/2以下に設定する、ことを特徴とする請求項1に記載のDC/DCコンバータ。
The first and second bridge circuits are two-phase full bridge circuits,
2. The DC / DC circuit according to claim 1, wherein the control circuit sets the duty ratio at the time of startup to be larger than ½, and sets the duty ratio at the time of the constant voltage control to ½ or less. DC converter.
前記制御回路は、前記起動時のデューティ比を、前記第2のブリッジ回路から出力される出力電力がゼロになる値より小さく設定する、ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のDC/DCコンバータ。   4. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit sets the start-up duty ratio to be smaller than a value at which the output power output from the second bridge circuit becomes zero. 5. The DC / DC converter described in 1. 前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくし、前記出力電圧が予め定められた値に達した後、前記定電圧制御を行う、ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のDC/DCコンバータ。   The control circuit, after the output voltage reaches an upper limit value at the start-up, gradually reduces the duty ratio, and performs the constant voltage control after the output voltage reaches a predetermined value. The DC / DC converter according to any one of claims 1 to 4, wherein the DC / DC converter is characterized. 前記制御回路は、前記起動時に、前記位相差を、前記第2のブリッジ回路から出力される出力電力がゼロになる角度から90°まで大きくする、ことを特徴とする請求項5に記載のDC/DCコンバータ。   6. The DC according to claim 5, wherein the control circuit increases the phase difference from the angle at which the output power output from the second bridge circuit becomes zero to 90 ° at the start-up. / DC converter. 前記制御回路は、前記出力電圧が前記上限値に達する前に、前記位相差を90°まで大きくする、ことを特徴とする請求項6に記載のDC/DCコンバータ。   The DC / DC converter according to claim 6, wherein the control circuit increases the phase difference to 90 ° before the output voltage reaches the upper limit value. 前記制御回路は、起動直後に前記位相差を90°に設定する、ことを特徴とする請求項5に記載のDC/DCコンバータ。   The DC / DC converter according to claim 5, wherein the control circuit sets the phase difference to 90 ° immediately after startup. 前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が前記上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくすると共に前記位相差を徐々に小さくする、ことを特徴とする請求項5から請求項8の何れかに記載のDC/DCコンバータ。   9. The control circuit according to claim 5, wherein the control circuit gradually decreases the duty ratio and gradually decreases the phase difference after the output voltage reaches the upper limit value at the start-up. DC / DC converter in any one. 前記制御回路は、前記起動時に前記出力電圧が上限値に達した後、デューティ比を徐々に小さくすると共に前記定電圧制御を行う、ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のDC/DCコンバータ。   5. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit gradually decreases a duty ratio and performs the constant voltage control after the output voltage reaches an upper limit value at the start-up. The DC / DC converter described. 前記第1の駆動信号のデューティ比は、ハイサイド側の前記第1のスイッチング素子を切り替える前記第1の駆動信号のハイ期間/周期であり、
前記第2の駆動信号のデューティ比は、ローサイド側の前記第2のスイッチング素子を切り替える前記第2の駆動信号のハイ期間/周期である、ことを特徴とする請求項1から請求項10の何れかに記載のDC/DCコンバータ。
The duty ratio of the first drive signal is a high period / cycle of the first drive signal for switching the first switching element on the high side,
11. The duty ratio of the second drive signal is a high period / cycle of the second drive signal for switching the second switching element on the low side. A DC / DC converter according to claim 1.
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