本发明专利技术提供一种变压器耦合型升压器的控制装置，在该变压器耦合型升压器的控制装置中，向各开关元件施加接通/断开的开关信号以进行如下的开关控制，即，使低压侧绕组的两端子间的电压及高压侧绕组的两端子间的电压构成正极性的电压正极性期间和构成负极性的电压负极性期间以规定周期交替反复的开关控制。在进行上述控制时，附加如下控制，即在低压侧绕组的两端子间电压及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间的控制，以使变压器有效电流值降低。在该情况下，通过在向低压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号间设置相位差，以及通过在向高压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号间设置相位差，从而在低压侧绕组的两端子间电压及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间和电压负极性期间之间形成零电压期间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及低压侧变换器和高压侧变换器经由变压器耦合以使蓄电装置的输入端子间的输入电压升压并作为输出电压施加于输出端子间的变压器耦合型升压器的控制直O
技术介绍
近年来，在建筑机械领域，与一般机动车同样地也在开发混合动力车。这种混合动力型建筑机械具有发动机、发电电动机、蓄电装置以及驱动工作装置的工作装置用电动机。在此，蓄电装置为能够自由地进行充电放电的蓄电池(二次电池)， 其由电容器或电池等构成。在以下说明中，作为蓄电装置，以电容器为代表进行说明。作为蓄电装置的电容器，将发电电动机或工作装置用电动机进行发电工作时所发出的电力进行蓄积。上述状况被称为再生。另外，电容器将蓄积于该电容器的电力经由驱动器供给至发电电动机或将该电力供给至工作装置用电动机。上述状况被称为动力运行(力行)。混合动力型建筑机械中的电力负载即工作装置用电动机与一般机动车中的电力负载不同，与发动机轴输出相比，消耗大电力。因此，作为搭载于混合动力型建筑机械的蓄电装置，使用在短时间内能够充电放电大电力的电容器。但是，能够充电放电大电力的大容量电容器的体积(場積)增大，在车载方面占据大空间。于是，为了尽可能地使电容器小型化，有时采用使电容器的端子间电压例如为300V 左右并利用升压器升压至例如600V左右的构成。在该升压器中具有被称为变压器耦合型升压器的升压器。变压器耦合型升压器是如下升压器将低压侧变换器和高压侧变换器经由变压器耦合，使蓄电装置的输入端子间的输入电压升压并作为输出电压施加于输出端子间。与变压器耦合型升压器相关的专利文献如下所述。专利文献1 :W02007-60998在工作原理方面，变压器耦合型升压器产生无功电流。需要说明的是，无功电流是未有效用于作功的电流，对应于无功功率。无功电流的增加导致变压器有效电流的增加、流到开关元件的电流的增加，由于电流作为热量而损耗，故导致能量损耗增加。越将电压条件设定在自平衡点离开的点，无功电流就越大。平衡点是如下的点在变压器耦合型升压器的低压侧绕组端子间电压最大值Vl和高压侧绕组端子间电压最大值 V2的比率(以下称为变压器电压比V2/V1)与变压器的低压侧绕组的匝数m和高压侧绕组的匝数N2的比率(以下称为变压器匝数比N2/N1)相等的电压条件下进行工作的点。在输出电压小的低负载时，无功电流对能量损耗带来的影响显著。即便处于无负载(输出功率为OkW)的情况下，无功电流也流动。当产生无功电流时，变压器、开关元件发热，作为输入电压而蓄积于电容器的能量未有效作功而在变压器耦合型升压器的电路内部徒劳地被消耗。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述状况而作出的，其技术课题在于抑制变压器耦合型升压器的能量损耗以提高能量效率。第一专利技术是变压器耦合型升压器的控制装置，在所述变压器耦合型升压器中，低压侧变换器和高压侧变换器经由变压器耦合，将蓄电装置的输入端子间的输入电压升压并作为输出电压施加于输出端子间，所述变压器耦合型升压器的控制装置的特征在于，低压侧变换器包括与变压器的低压侧绕组的两端子桥接的四个开关元件、以及与各开关元件并联且极性反向地被连接的二极管，高压侧变换器包括与变压器的高压侧绕组的两端子桥接的四个开关元件、以及与各开关元件并联且极性反向地被连接的二极管，两变换器以使低压侧变换器的正极和高压侧变换器的负极构成加极性的方式串联连接，所述变压器耦合型升压器的控制装置设置有向各开关元件施加接通/断开的开关信号以进行如下开关控制的控制部，即，使低压侧绕组的两端子间的电压及高压侧绕组的两端子间的电压构成正极性的电压正极性期间和构成负极性的电压负极性期间以规定周期交替反复的开关控制，控制部在进行开关控制时附加如下控制，即在低压侧绕组的两端子间电压或/及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间的控制。第二专利技术在第一专利技术的基础上，其特征在于，控制部通过在向构成低压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号间设置相位差，或/及通过在向构成高压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号间设置相位差，从而在低压侧绕组的两端子间电压或/及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间和电压负极性期间之间形成零电压期间。第三专利技术在第一专利技术的基础上，其特征在于，控制部将向构成低压侧变换器的各开关元件施加的开关信号和向构成高压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号之间的相位差、在低压侧绕组的两端子间成为零电压的期间、以及在高压侧绕组的两端子间成为零电压的期间作为参数而进行调节。第四专利技术在第三专利技术的基础上，其特征在于，与包括蓄电装置的输入端子间的输入电压、变压器耦合型升压器的输出电压以及变压器匝数比在内的工作条件相对应地，预先设定最优的参数值。根据第一专利技术，由于在低压侧绕组的两端子间电压或/及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间，因此，变压器的峰值电流降低，变压器有效电流降低。由此无功电流降低。在第一专利技术中，“附加设置零电压期间的控制”包括如下两种情况a)无论工作条件(例如输入电压值)如何，总是在电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间的情况；b)根据工作条件，与以往同样地，不设置零电压期间而使电压正极性期间和电压负极性期间交替地反复，但也根据工作条件，在电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间的情况。在第三专利技术中，“通过作为参数而进行调节，从而降低变压器有效电流值”指的是 根据工作条件(例如输入电压值)的不同，最适合于降低变压器有效电流的“向构成低压侧变换器的各开关元件施加的开关信号和向构成高压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号之间的相位差”、“在低压侧绕组的两端子间成为零电压的期间”、“在高压侧绕组的两端子间成为零电压的期间”的值不同，因此，将上述变量作为参数进行调节。在第四专利技术中，“预先设定最优的参数值”指的是根据包括蓄电装置的输入端子间的输入电压、变压器耦合型升压器的输出电压及变压器匝数比在内的工作条件的不同， 最适合于降低变压器有效电流的“向构成低压侧变换器的各开关元件施加的开关信号和向构成高压侧变换器的各开关元件施加的各开关信号之间的相位差”、“在低压侧绕组的两端子间成为零电压的期间”、“在高压侧绕组的两端子间成为零电压的期间”的值不同，因此， 预先设定这些参数的最优值，在进行控制时，读出该设定值等并进行调节。如上所述，根据本专利技术，由于相对于相同输出功率来降低无功电流，因此，变压器耦合型升压器的能量损耗被抑制，从而能量效率提高。附图说明图1是表示实施例的整体装置的构成的图。图2是表示实施例的变压器耦合型升压器的构成的图。图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示开关控制的内容的时序图，是表示不存在“零电压期间(電圧零O期間)”这种情况的图。图4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示本实施例的开关控制的内容的时序图，是表示在图3所示的开关控制上附加了设置“零电压期间”的控制这种情况的图。图5(a)、(b)是与图3(a)对应的图，是表示动力运行状态的情况的图。图6 (a)、(b)是与图4(a)对应的图，是表示动力运行状态的情况的图。图7(a)、(b)、(c)、(d)是第一控制的时序图。图8(a)、(b)、(c)、(d)是实施例的控制的时序图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种变压器耦合型升压器的控制装置，在所述变压器耦合型升压器中，低压侧变换器和高压侧变换器经由变压器耦合，将蓄电装置的输入端子间的输入电压升压并作为输出电压施加于输出端子间，所述变压器耦合型升压器的控制装置的特征在于，低压侧变换器包括：与变压器的低压侧绕组的两端子桥接的四个开关元件、以及与各开关元件并联且极性反向地被连接的二极管，高压侧变换器包括：与变压器的高压侧绕组的两端子桥接的四个开关元件、以及与各开关元件并联且极性反向地被连接的二极管，两变换器以使低压侧变换器的正极和高压侧变换器的负极构成加极性的方式串联连接，所述变压器耦合型升压器的控制装置设置有向各开关元件施加接通／断开的开关信号以进行如下开关控制的控制部，即，使低压侧绕组的两端子间的电压及高压侧绕组的两端子间的电压构成正极性的电压正极性期间和构成负极性的电压负极性期间以规定周期交替反复的开关控制，控制部在进行开关控制时附加如下控制，即在低压侧绕组的两端子间电压或／及高压侧绕组的两端子间电压的电压正极性期间与电压负极性期间之间设置零电压期间的控制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：茂木淳，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。