电力转换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力转换系统（100），该电力转换系统（100）包括初级转换电路（20）和通过变压器（400）磁耦合到初级转换电路的次级转换电路（30），并且被配置成在初级转换电路的两个输入/输出端口（PA、PC）和次级转换电路的两个输入/输出端口（PB、PD）形成的四个输入/输出端口中的任何两个输入/输出端口之间执行电力转换。电力转换系统（100）包括使构成变压器的线圈的各个末端短路的旁路电路（220、320）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力转换系统，其包括初级转换电路和经由变压器磁耦合到初级转换电路的次级转换电路。
技术介绍
例如，日本专利申请公布第2011-193713号（JP2011-193713A）已知作为关于电力转换系统的相关领域文献，该电力转换系统包括初级转换电路和经由变压器磁耦合到初级转换电路的次级转换电路。在JP2011-193713A中，在初级转换电路的两个输入/输出端口之间执行升压/降压操作的同时，在次级转换电路的两个输入/输出端口之间执行升压/降压操作。然而，对于JP2011-193713A的电路配置设计，初级转换电路和次级转换电路必须具有相同的升压/降压比。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电力转换系统，其中使初级和次级转换电路按各自期望的升压/降压比来执行升压/降压操作。根据本专利技术的第一方面的电力转换系统包括初级转换电路和经由变压器磁耦合到初级转换电路的次级转换电路。初级转换电路和次级转换电路中的至少一个包括旁路电路，该旁路电路使构成变压器的线圈的各个末端短路。初级转换电路、次级转换电路、旁路电路和变压器被配置成使得在初级转换电路的两个输入/输出端口和次级转换电路的两个输入/输出端口形成的四个输入/输出端口中的任何两个输入/输出端口之间执行电力转换。根据上述第一方面，变压器可以是中心抽头变压器。根据上述方面，初级转换电路可以被配置成包括初级全桥电路，并且初级全桥电路可以被配置成包括变压器的初级线圈、初级磁耦合电抗器、初级第一上臂、初级第一下臂、初级第二上臂和初级第二下臂。此外，根据上述方面，次级转换电路可以被配置成包括次级全桥电路，并且次级全桥电路可以被配置成包括变压器的次级线圈、次级磁耦合电抗器、次级第一上臂、次级第一下臂、次级第二上臂和次级第二下臂。根据上述方面，初级第一上臂、初级第一下臂、初级第二上臂和初级第二下臂可以是开关元件，这些开关元件分别被配置成包括N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和用作N沟道MOSFET的寄生元件的体二极管。此外，次级第一上臂、次级第一下臂、次级第二上臂和次级第二下臂可以是开关元件，这些开关元件分别被配置成包括N沟道MOSFET和用作N沟道MOSFET的寄生元件的体二极管。根据上述方面，旁路电路可以是设置在初级转换电路中的初级旁路电路，并且初级旁路电路可以包括短路结构，该短路结构在不经过变压器的初级线圈的情况下将初级磁耦合电抗器直接连接到中心抽头。此外，旁路电路可以是设置在次级转换电路中的次级旁路电路，并且次级旁路电路可以包括短路结构，该短路结构在不经过变压器的次级线圈的情况下将次级磁耦合电抗器直接连接到中心抽头。根据上述方面，初级旁路电路的短路结构可以包括初级第一短路控制元件和初级第二短路控制元件，初级第一短路控制元件能够使初级第一绕组的各个末端短路，初级第二短路控制元件能够使初级第二绕组的各个末端短路，并且初级第一短路控制元件和初级第二短路控制元件之间的中间连接点连接到中心抽头。此外，次级旁路电路的短路结构可以包括次级第一短路控制元件和次级第二短路控制元件，次级第一短路控制元件能够使次级第一绕组的各个末端短路，次级第二短路控制元件能够使次级第二绕组的各个末端短路，并且次级第一短路控制元件和次级第二短路控制元件之间的中间连接点连接到中心抽头。根据上述方面，可以使初级和次级转换电路按各自期望的升压/降压比来执行升压/降压操作。附图说明下文将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：图1是示出根据本专利技术的实施例的电力转换系统的配置的视图；图2是示出根据本专利技术的实施例的控制电路的框图；图3是示出电力转换系统的初级和次级侧的升压/降压比相同的情况下的时序图；以及图4是示出电力转换系统的初级和次级侧的升压/降压比不同的情况下的时序图。具体实施方式电力转换系统100的配置图1是示出包括电力转换电路10的电力转换系统100的视图。电力转换系统100是被配置成包括电力转换电路10和控制电路50（参见图2，并且其细节将在后面描述）的电力转换系统。电力转换电路10具有从四个输入/输出端口中选择任何两个输入/输出端口并且在所选择的两个输入/输出端口之间转换电力的功能。电力转换电路10被配置成包括初级转换电路20和次级转换电路30。初级转换电路20和次级转换电路30经由变压器400（中心抽头变压器）彼此磁耦合。初级转换电路20被配置成包括初级全桥电路200、第一输入/输出端口PA和第二输入/输出端口PC。初级全桥电路200被配置成包括变压器400的初级线圈202、初级磁耦合电抗器204、初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1。这里，初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1均是例如开关元件，这些开关元件被配置成包括N沟道MOSFET和作为该MOSFET的寄生元件的体二极管。二极管可以另外与MOSFET并联连接。初级全桥电路200包括初级正电极总线298和初级负电极总线299。初级正电极总线298连接到第一输入/输出端口PA的高电位端子602。初级负电极总线299连接到第一输入/输出端口PA和第二输入/输出端口PC的低电位端子604。初级第一臂电路207连接在初级正电极总线298和初级负电极总线299之间。初级第一臂电路207通过串联连接初级第一上臂U1和初级第一下臂/U1形成。此外，初级第二臂电路211与初级第一臂电路207并联地连接在初级正电极总线298和初级负电极总线299之间。初级第二臂电路211通过串联连接初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1形成。初级线圈202和初级磁耦合电抗器204设置在将初级第一臂电路207的中点207m连接到初级第二臂电路211的中点211m的桥部分处。将更详细地描述桥部分处的连接关系。初级磁耦合电抗器204的初级第一电抗器204a的一个末端连接到初级第一臂电路207的中点207m。初级线圈202的一个末端连接到初级第一电抗器204a的另一末端。此外，初级磁耦合电抗器204的初级第二电抗器204b的一个末端连接到初级线圈202的另一末端。再者，初级第二电抗器204b的另一末端连接到初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换系统，所述电力转换系统包括初级转换电路（20）和通过变压器（400）磁耦合到所述初级转换电路的次级转换电路（30），并且被配置成在所述初级转换电路的两个输入/输出端口（PA、PC）和所述次级转换电路的两个输入/输出端口（PB、PD）形成的四个输入/输出端口中的任何两个输入/输出端口之间执行电力转换，其特征在于，所述电力转换系统包括使构成所述变压器的线圈的各个末端短路的旁路电路（220、320）。

【技术特征摘要】
2012.11.09 JP 2012-2478291.一种电力转换系统，所述电力转换系统包括初级转换电路（20）
和通过变压器（400）磁耦合到所述初级转换电路的次级转换电路（30），
并且被配置成在所述初级转换电路的两个输入/输出端口（PA、PC）和所
述次级转换电路的两个输入/输出端口（PB、PD）形成的四个输入/输出
端口中的任何两个输入/输出端口之间执行电力转换，
其特征在于，所述电力转换系统包括使构成所述变压器的线圈的各个
末端短路的旁路电路（220、320）。
2.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中所述变压器（400）是
中心抽头变压器。
3.根据权利要求2所述的电力转换系统，其中所述初级转换电路（20）
被配置成包括初级全桥电路（200），以及
所述初级全桥电路（200）被配置成包括所述变压器（400）的初级线
圈（202）、初级磁耦合电抗器（204）、初级第一上臂（U1）、初级第一下
臂（/U1）、初级第二上臂（V1）和初级第二下臂（/V1）。
4.根据权利要求3所述的电力转换系统，其中所述初级第一上臂
（U1）、所述初级第一下臂（/U1）、所述初级第二上臂（V1）和所述初级
第二下臂（/V1）是开关元件，这些开关元件分别被配置成包括N沟道金
属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和用作所述N沟道MOSFET的
寄生元件的体二极管。
5.根据权利要求3或4所述的电力转换系统，其中所述旁路电路是
设置在所述初级转换电路中的初级旁路电路（220），以及
所述初级旁路电路包括短路结构，所述短路结构在不经过所述变压器
（400）的所述初级线圈（202）的情况下将所述初级磁耦合电抗器（204）
直接连接到中心抽头（202m）。
6.根据权利要求5所述的电力转换系统，其中所述初级旁路电路
（220）的所述短路结构包括初级第一短路控制元件（X1）和初级第二短
路控制元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：平野高弘，寺田康晴，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：