DC/DC逆变器和DC/DC逆变器的控制方法技术

目的在于实现一种减少轻负载时的损失的ＤＣ／ＤＣ逆变器和ＤＣ／ＤＣ逆变器的控制方法。本发明专利技术是对主开关元件将来自电源的电力断续地供给进行电压变换的变压器的一次侧绕组，并且将至少串联有电容器和子开关元件的有源钳位电路并联于一次侧绕组的ＤＣ／ＤＣ逆变器加以改进者。本装置的特征在于包括基于输出电压和所期望的输出电压间的误差，对主开关元件进行通／断控制的第１控制部，和在主开关元件的切断动作后，在所期望的时间对前述子开关元件进行接通控制的第２控制部。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DC/DC逆变器和DC/DC逆变器的控制方法，涉及减少轻负载时的损失的DC/DC逆变器和DC/DC逆变器的控制方法。在附图说明图1中，V11是直流输入电源，C11、C12是电容器，C13、C21是电容器，Q11、Q12是开关元件，D11、D12是二极管，D21、D22是二极管，Np、Ns是绕组，L21是线圈，Lr是漏电感，A是误差放大器，CTL11、12是控制部。电容器C13、开关元件Q12构成有源钳位电路。绕组Np、Ns构成变压器T1，D21、D22构成整流电路。直流输入电源V11把正电压连接到电容器C13的一端，和绕组Np的一端。这里，变压器T1的漏电感Lr在电容器C13的一端和绕组Np的一端之间出现。电容器C13把另一端连接到开关元件Q12的一端。绕组Np是一次侧绕组，把另一端连接到开关元件Q11的一端。开关元件Q11是主开关元件，把另一端连接到直流输入电源V的负电压。二极管D11、D12分别把阴极连接到开关元件Q11、Q12的一端，分别把阳极连接到开关元件Q11、Q12的另一端。电容器C11、C12分别并联连接于开关元件Q11、Q12。二极管D11，电容器C11，开关元件Q11构成MOSFET，开关元件Q11的一端成为漏极，另一端成为源极。同样，二极管D12，电容器C12，开关元件Q12构成MOSFET，开关元件Q12的一端成为漏极，另一端成为源极。绕组Ns是二次侧绕组，把一端连接到二极管D21的阳极，把另一端连接到二极管D22的阳极。二极管D21是正向整流器，把阴极连接到线圈L21的一端。二极管D22是惯性整流器，把阴极连接到线圈L21的一端。线圈L21是电感元件，把另一端连接到电容器C21的一端。电容器C21是平滑电容器，把另一端连接到绕组Ns的另一端。误差放大器A把负端连接到电容器C21的一端，把正端经由基准电压(所期望的输出电压)连接到电容器C21的另一端，输出作为输出电压与所期望的输出电压之间的误差的反馈信号。控制部CTL11、CTL12分别进行开关元件Q11、Q12的通/断。进而，控制部CTL11、CTL12的具体构成示于图2并说明之。控制部CTL11由振荡电路11，PWM(脉宽调制)电路12，迟延电路13，驱动电路14来构成。振荡电路11输出振荡频率信号。PWM电路12根据来自振荡电路11的振荡频率信号和来自误差放大器A的反馈信号，输出PWM信号。迟延电路13使PWM电路12的PWM信号迟延。驱动电路14输入迟延电路13的输出，进行开关元件Q11的通/断。而且，各电路以直流输入电源V11的负电压为地。控制部CTL12由迟延电路21、电平移位电路22、驱动电路23来构成。迟延电路21以直流输入电源V11的负电压为地，使PWM电路12的PWM信号迟延。电平移位电路22以直流输入电源V11的负电压、开关元件Q12的另一端为地，根据迟延电路21的输出和PWM电路的PWM信号，输出向高电平移位的信号。驱动电路23以开关元件Q12的另一端为地，输入电平移位电路22的输出，进行开关元件Q12的通/断。下面说明这种装置。首先，就整体动作进行说明。控制电路CTL11、CTL12交互地对开关元件Q11和开关元件Q12进行通/断，并且不同时接通那样地设定间歇时间。如图1的实线箭头所示，在开关元件Q11接通，开关元件Q12切断期间，电流经由二极管D21流过。此一电流，向未画出的负载供给电流，并且给二次侧的线圈L21励磁而储存能量。在直到开关元件Q11切断，开关元件Q12接通期间，流过二极管D21的电流减小，流过二极管D22的电流增加。如图1的虚线箭头所示，在开关元件Q11切断，开关元件Q12接通期间，因储存在线圈L12中的能量，电流经由二极管D22流过。在直到开关元件Q12切断，开关元件Q11接通期间，流过二极管D22的电流减小，流过二极管D21的电流增加。接着，就控制电路CTL11、CTL12的动作进行说明。首先，用图3就稳态负载时的动作进行说明。图3是表示图2中所示的装置的稳态负载时的动作的时序图。在图3中，(a)是开关元件Q11的漏电极-源极电压Vds，(b)是开关元件Q11的漏电极-源极电流Ids，(c)是开关元件Q12的漏电极-源极电压Vds，(d)是开关元件Q12的漏电极-源极电流Ids，(e)是开关元件Q11的栅极-源极电压Vgs，驱动电路14的输出，(f)是振荡电路11的输出，(g)是PWM电路12的输出，(h)是迟延电路13的输出，(i)是开关元件Q12的栅极-源极电压Vgs，驱动电路23的输出，(j)是迟延电路21的输出，(k)是电平移位电路22的输出。在时刻t0时，振荡电路11的输出为高电平，PWM电路12在误差放大器A的反馈信号为高电平时输出高电平。根据此一输出，电平移位电路22输出低电平。根据此一输出，驱动电路23使开关元件Q12接通。在时刻t1时，迟延电路13输出把PWM电路12的输出迟延成主开关元件Q11与子开关元件Q12不同时接通的信号。根据此一迟延电路13的输出，驱动电路14使开关元件Q11接通。在时刻t2时，一达到与误差放大器A的反馈信号的电压相对应的脉冲宽度，PWM电路12就使信号翻转，向迟延电路13、21，电平移位电路23输出。迟延电路21在PWM电路12下降沿上升，以便使开关元件Q11、12不同时接通。在时刻t3时，迟延电路13的输出一翻转，就使驱动电路14的输出为低电平，使开关元件Q11切断。迟延电路21在使信号迟延的状态保持高电平。在时刻t4时，迟延电路21的信号一翻转，就靠驱动电路23放大，使开关元件Q12切断。开关元件Q12继续接通，直到PWM电路12的输出再次翻转(时刻t5)。接着，用图4就轻负载时的动作进行说明。图4是表示图2中所示的装置的轻负载时的动作的时序图。图4中，(a)是开关元件Q11的栅极-源极电压Vgs，驱动电路14的输出，(b)是开关元件Q12的栅极-源极电压Vgs，驱动电路23的输出，(c)是误差放大器A的反馈信号，(d)是振荡电路11的输出，(e)是PWM电路12的输出，(f)是迟延电路13的输出，(g)是迟延电路21的输出，(h)是电平移位电路22的输出。在时刻t0-t1之间，即使振荡电路11的信号输入到PWM电路12，在来自误差放大器A的反馈信号低电平时，也禁止开关元件Q11的接通。如果开关元件Q11未接通，则电压继续加在子开关元件Q12的栅极上，开关元件Q12保持接通状态。此时，钳位电容器C13和变压器T1的漏电感Lr共振，储存在电容器C13中的电荷放电。在时刻t1时，在反馈信号为高电平状态下，若信号从振荡电路11输入到PWM电路12，则PWM电路12的输出信号翻转，信号输入到电平移位电路22，开关元件Q11切断。同时，来自PWM电路12的信号输入到迟延电路13，经过迟延时间，开关元件Q11被驱动电路14接通。在时刻t2时，PWM电路12达到与误差放大器A的反馈信号相对应的脉冲宽度，信号翻转。此一翻转后，经过迟延时间，迟延电路13也信号翻转，由驱动电路14使开关元件Q11切断。借此，电容器C13充电。同时，PWM电路12的信号输入到迟延电路21，迟延电路21上升。在时刻t3时，迟延电路21上升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣ／ＤＣ逆变器，其主开关元件将来自电源的电力断续地供给进行电压变换的变压器的一次侧绕组，而至少串联有电容器和子开关元件的有源钳位电路并联于一次侧绕组，其特征在于，其中包括：根据输出电压与所期望的输出电压间的误差，对前述主开关元件进 行通／断控制的第１控制部，以及在前述主开关元件进行切断动作后，在所期望的时间对前述子开关元件进行接通控制的第２控制部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西山知宏，内藤嘉直，高田耕司，花若增生，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]