开关电源装置制造方法及图纸

开关电源装置包括：功率因数改善电路；设置在功率因数改善电路的后级，具有全桥型开关电路的移相全桥型的DC/DC转换器；检测向负载供给的输出电流的输出电流检测电路；检测向负载供给的输出电压的输出电压检测电路；以及检测从功率因数改善电路向DC/DC转换器输入的功率因数改善电路输出电压的功率因数改善电路输出电压检测电路。还包括基于功率因数改善电路输出电压、向负载供给的输出电流和输出电压，动态地变更全桥型开关电路的静寂时间的控制单元，控制单元适用变更后的静寂时间，进行全桥型开关电路的开关控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电源装置
本专利技术涉及具有移相全桥型的DC/DC转换器的开关电源装置。
技术介绍
以往，有移相全桥型的DC/DC转换器。如图1所示，移相全桥型的DC/DC转换器有具有4个开关元件Sa、Sb、Sc、Sd的全桥型开关电路31。在移相全桥型的DC/DC转换器中，如图2的时序图(a)-(d)所示，4个开关元件Sa、Sb、Sc、Sd进行开关，输出与负载对应的电力。在全桥型开关电路中，在一对开关元件Sa、Sd的双方导通的期间Ton1，输入电压Vi被输出到变压器Tr的初级绕组，通过开关元件Sa、Sd在变压器Tr中电流流动。而且，在另一对开关元件Sb、Sc的双方导通的期间Ton2，输入电压Vi被反向地输出到变压器Tr的初级绕组，通过开关元件Sb、Sc在变压器Tr中反向的电流流动。4个开关元件Sa、Sb、Sc、Sd以规定的占空比被开关控制。占空比成为对50％相加或相减了静寂时间(deadtime)Td1、Td2所得的值。若负载变化，因使一对开关元件Sa、Sd的一方和另一方的开关相位变化，则使在开关元件Sa、Sd中电流流动的期间Ton1变化。同样地，因使另一对开关元件Sb、Sc的一方和另一方的开关相位变化，使在开关元件Sb、Sc中电流流动的期间Ton2变化。由此，按照负载的变化，电流流动的期间Ton1、Ton2发生增减，输出电力变化。而且，在移相全桥型的DC/DC转换器中，以往通过进行ZVS(ZeroVoltageSwitching；零电压开关)的控制，谋求开关损耗的降低。在ZVS的控制中，在串联地连接到输入端子间的不同时地导通的2个开关元件Sa、Sb之中，从截止一方至导通另一方为止，设有延迟。该延迟是静寂时间Td1。同样地，在另一组的不同时地导通的2个开关元件Sc、Sd之中，从导通一方至导通另一方为止设有静寂时间Td2(参照图2的(a)-(d))。通过设有这样的静寂时间Td1、Td2，开关元件Sa、Sb、Sc、Sd分别从两端电压Va、Vb、Vc、Vd为零伏起被导通(参照图2的(e)-(h))。如果开关元件Sa、Sb、Sc、Sd是FET，则两端电压Va、Vb、Vc、Vd是源极和漏极间电压。从对应的各两端电压Va、Vb、Vc、Vd为零伏起，各开关元件Sa、Sb、Sc、Sd被导通。那样的话，在导通电阻为零和无限大之间的中间的值的期间，能够抑制在各开关元件Sa、Sb、Sc、Sd中电流流动。因此，各开关元件Sa、Sb、Sc、Sd中消耗的电力(开关损耗)降低。静寂时间Td1、Td2通常被设定为根据在由开关元件Sa、Sb、Sc、Sd通断的电路中包含的电感和电容值所确定的谐振周期的1/4。产生谐振的电感和电容值，例如有谐振用的电感器L和开关元件Sa、Sb、Sc、Sd的寄生电容Cr等。以往，在ZVS控制的移相全桥型的DC/DC转换器中，提出了使功率转换效率进一步提高的技术(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，通过在全桥型连接的4个开关元件的后级，设有饱和扼流圈，按照负载的大小，使电路的电感变化，降低无谓的电力损耗。此外，在专利文献1的实施方式2中，与饱和扼流圈的电感的变化匹配，标准的静寂时间变化。因此，与变化的标准的静寂时间匹配，动态地设定静寂时间，进行ZVS控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-188015号公报
技术实现思路
在移相全桥型的DC/DC转换器中，因输出的大小、或输入的大小的不同，有时全桥型开关电路中产生的谐振波形从标准的波形变化。因此，在移相全桥型的DC/DC转换器中，因谐振波形基于输入输出的变化而变化，有时功率转换效率下降。本专利技术的一方式的开关电源装置是将从交流电源输入的输入功率进行功率转换并向负载供给的开关电源装置。本专利技术的一方式的开关电源装置包括：功率因数改善电路；设在功率因数改善电路的后级，具有全桥型开关电路的移相全桥型的DC/DC转换器；检测向负载供给的输出电流的输出电流检测电路；检测向负载供给的输出电压的输出电压检测电路；检测从功率因数改善电路向DC/DC转换器输入的功率因数改善电路输出电压的功率因数改善电路输出电压检测电路；以及基于功率因数改善电路输出电压、向负载供给的输出电流和输出电压，动态地变更全桥型开关电路的静寂时间的控制单元。控制单元适用变更后的静寂时间，进行全桥型开关电路的开关控制。本专利技术的另一方式的开关电源装置是将从交流电源输入的输入功率进行功率转换并向负载供给的开关电源装置，包括：功率因数改善电路；设在功率因数改善电路的后级，具有全桥型开关电路的移相全桥型的DC/DC转换器；检测向负载供给的输出电流的输出电流检测电路；检测向负载供给的输出电压的输出电压检测电路；以及基于检测到的输出电流和输出电压，动态地变更全桥型开关电路的静寂时间的控制单元，控制单元适用变更后的静寂时间，进行全桥型开关电路的开关控制。本专利技术的再一另一方式的开关电源装置是将输入功率进行功率转换并向负载供给的开关电源装置，包括：具有全桥型开关电路的移相全桥型的DC/DC转换器；检测向负载供给的输出电流的输出电流检测电路；检测向负载供给的输出电压的输出电压检测电路；以及基于检测出的输出电流和输出电压，动态地变更全桥型开关电路的静寂时间的控制单元，控制单元适用变更后的静寂时间，进行全桥型开关电路的开关控制。根据本专利技术，在具有移相全桥型的DC/DC转换器的开关电源装置中，可以抑制大型化，并且能够实现较高的功率转换效率。附图说明图1是表示移相全桥型的DC/DC转换器的基本部分的电路图。图2是说明移相全桥型的DC/DC转换器的动作的时序图。图3是本专利技术的实施方式的开关电源装置的结构图。图4是表示按照输入输出变化的谐振波形的第1例和第2例的波形图。图5是表示按照输入输出变化的谐振波形的第3例和第4例的波形图。图6是表示按照输入输出变化的谐振波形的第5例和第6例的波形图。图7是表示按照输入输出变化的谐振波形的第7例和第8例的波形图。具体实施方式在本专利技术的实施方式的说明之前，简单地说明以往的装置中的问题。在专利文献1的技术中，饱和扼流圈的电感值按照输出的大小而改变，所以按照该改变，标准的谐振的周期也变化。因此，专利文献1的技术中，进行静寂时间的设定，使得与标准的谐振周期的变化匹配。在专利文献1的技术中，简单地按照输出电流值的增加进行控制，以使静寂时间增长(参照专利文献1的0061段)。在这样的控制中，难以应对谐振波形从标准的波形变化的情况。而且，专利文献1的技术，因新设置饱和扼流圈，所以有电源装置大型化的问题。以下，参照附图详细地说明本专利技术的实施方式。图3是本专利技术的实施方式的开关电源装置的结构图。本专利技术的实施方式的开关电源装置具有AC/DC转换器10、DC/DC转换器30、控制单元40、以及数据表50。虽然无特别地限制，但在图3的例子中，作为负载60，采用输出电动汽车的动力的蓄电池。AC/DC转换器10将交流电源Vs进行功率转换，使得通向交流电源Vs的高次谐波的反向电流受到抑制，并输出直流电压。AC/DC转换器10具有将交流电源Vs进行整流的整流电路11、使整流后的电压平滑的平滑电容C10、以及具有扼流圈L11、L12、开关元件S11、S12和平滑电容C21的有源型的功率因数改善电路(以下，称为PFC电路：PFC本文档来自技高网...

【技术保护点】
开关电源装置，是将从交流电源输入的输入功率进行功率转换并向负载供给的开关电源装置，包括：功率因数改善电路；移相全桥型的DC/DC转换器，设置在所述功率因数改善电路的后级，具有全桥型开关电路；输出电流检测电路，检测向所述负载供给的输出电流；输出电压检测电路，检测向所述负载供给的输出电压；以及功率因数改善电路输出电压检测电路，检测从所述功率因数改善电路向所述DC/DC转换器输入的功率因数改善电路输出电压，还包括：控制单元，基于所述功率因数改善电路输出电压、所述输出电流和所述输出电压，动态地变更所述全桥型开关电路的静寂时间，所述控制单元适用变更后的所述静寂时间，进行所述全桥型开关电路的开关控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.05 JP 2014-2467321.开关电源装置，是将从交流电源输入的输入功率进行功率转换并向负载供给的开关电源装置，包括：功率因数改善电路；移相全桥型的DC/DC转换器，设置在所述功率因数改善电路的后级，具有全桥型开关电路；输出电流检测电路，检测向所述负载供给的输出电流；输出电压检测电路，检测向所述负载供给的输出电压；以及功率因数改善电路输出电压检测电路，检测从所述功率因数改善电路向所述DC/DC转换器输入的功率因数改善电路输出电压，还包括：控制单元，基于所述功率因数改善电路输出电压、所述输出电流和所述输出电压，动态地变更所述全桥型开关电路的静寂时间，所述控制单元适用变更后的所述静寂时间，进行所述全桥型开关电路的开关控制。2.如权利要求1所述的开关电源装置，所述功率因数改善电路是具有由所述控制单元进行开关控制的开关元件的有源型的功率因数改善电路，还包括：输入电流检测电路，检测从所述交流电源输入的输入电流；以及输入电压检测电路，检测从所述交流电源输入的输入电压，所述控制单元控制所述功率因数改善电路的所述开关元件，使得所述功率因数改善电路输出电压成为基于所述输入电流、所述输入电压、所述输出电流、和所述输出电压确定的目标电压，并且基于所述功率因数改善电路输出电压、所述输出电流和所述输出电压，动态地变更所述静寂时间。3.如权利要求1或权利要求2所述的开关电源装置，还具有：数据表，将所述功率因数改善电路输出电压、所述输出电流和所述输出电压、和所述静...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤畅晃，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP