一种DC-DC转换器。本发明专利技术的课题在于提高DC-DC转换器的效率。作为解决手段，在步骤S1中，判定为高压电池不在充电中的情况下，在步骤S4中，根据DC-DC转换器的输出电流Iout，设定DC-DC转换器的开关电路的开关频率。另一方面，在步骤S1中，在判定为高压电池在充电中的情况下，在步骤S6中，设定为预先设定的充电时的开关频率。在步骤S7中，将开关电路的开关频率变更为在步骤S4或S6中设定的值。本发明专利技术能够应用于例如电动车辆用的DC-DC转换器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及DC-DC转换器，尤其涉及提高了效率的DC-DC转换器。
技术介绍
^EV (Electric Vehicle、电动汽车)、HEV (Hybrid Electric Vehicle、混合动力车)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、插电式混合动力车)等电动车辆中，通常设有高压电池和低压电池这2种电池。高压电池主要用作例如用于驱动电动车辆的车轮使其行驶的主动力电动机、A/ C(空调器)的压缩机电动机等高电压的负载(以下称作高压负载)用的电源。另一方面，低压电池主要用作例如各种ECU(Electronic Control Unit、电子控制单元)、EPS(电动助力转向装置)、电动制动器、车载音响设备、雨刮器、电动车窗用的电动机、照明灯等低电压的负载(以下称作低压负载)用的电源。另外，低压电池的充电例如是通过DC-DC转换器对高压电池的电压进行降压并提供来进行的。但是，以往在DC-DC转换器等的开关电源中，设法削减电力损失，进行高效化。例如，提出了与输出电力对应地切换频率来减少开关损耗的开关电源装置(例如，参照专利文献1)。并且，提出了如下的DC-DC转换器通过在轻负载时降低开关晶体管的脉宽调制控制中的频率，减少在产生内部时钟时所需的消耗电流中的、对开关晶体管的栅极电容进行充电或放电所需的电流量(例如，参照专利文献2)。并且，提出了如下的技术根据DC-DC转换器的输出电流，改变DC-DC转换器的振荡频率，从而实现能量转换效率高的电源电路(例如，参照专利文献3)。此外，提出了如下的技术通过在负载设备的负载高的状态时改变开关频率，从而实现设备的节电化、并且实现高效率且高性能的稳定化电源装置(例如，参照专利文献4)。并且，提出了如下的技术在输出电流处于增加过程时，利用切换电流值Il将频率从低开关频率切换为高开关频率，在输出电流处于减少过程时，利用比切换电流值Ii低的切换电流值12将频率从高开关频率切换为低开关频率，由此实现开关电源装置的高效化(例如，参照专利文献5)。此外，虽然不以高效化为目的，但是以往为了消除噪声问题，还提出了兼用作电动汽车的电动机驱动用的逆变器和电池充电用的转换器的电力转换控制装置，其中，在电动机驱动时，电流较大，因此在可能的范围内减少开关的次数，减小开关元件中的损失，在电池充电时，电流较小且损失较小，因此将载波频率设为超音频区域的频率(例如，参照专利文献6)。一般而言，DC-DC转换器在低负载时，S卩，在DC-DC转换器的负载的消耗电力较低时效率下降。这是因为例如，相对于DC-DC转换器的输出电力，其控制所需的电力比例变高，或者在DC-DC转换器中使用的谐振电源在低电流时不能进行ZVSaero VoltageSwitching:零电压开关)。另一方面，在与家庭用的插座(用英语表示是outlet)连接来对电动车辆进行充电(所谓的插入式充电)时，在电动车辆停止的状态下，DC-DC转换器动作以对低压电池进行充电。此时，与电动车辆的动作时相比DC-DC转换器输出电力非常小，因此效率降低。而且，插入式充电花费较长时间(例如8个小时)，因此DC-DC转换器的电力损失总计变大。专利文献1日本特开2004-222429号公报专利文献2日本特开2000-201473号公报专利文献3日本特开平10-323027号公报专利文献4日本特开2004-3^834号公报专利文献5日本特开2007-68349号公报专利文献6日本特开平7-336812号公报
技术实现思路
本专利技术能够提高DC-DC转换器的效率。本专利技术的第1方面的DC-DC转换器具有电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；负载量检测单元，其检测所述电力转换单元的负载量；充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量设定所述开关元件的开关频率，在所述充电检测单元检测到所述第1电池在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为预定值；以及开关控制单元，其进行控制以利用在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。在本专利技术的第一 DC-DC转换器中，将第1电池的电压降压而提供给第2电池和负载，检测电力转换单元的负载量，并检测所述第1电池是否在充电中，在检测到所述第1电池不在充电中的情况下，根据所述负载量设定所述开关元件的开关频率，在检测到所述第1 电池在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为预先设定的值，以所设定的所述开关频率驱动所述开关元件。因此，能够改善DC-DC转换器的效率。该电力转换单元例如由谐振电源构成的开关电源构成。该负载量检测单元、充电检测单元、频率设定单元、开关控制单元例如由CPU、MPU等运算装置构成。在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够进行如下设定所述负载量越小，则将所述开关频率设定得越低。由此，能够进一步改善DC-DC转换器的效率。该DC-DC转换器还设有检测所述开关元件的周边温度的温度检测单元，在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够根据所述负载量和所述开关元件的周边温度设定所述开关频率。由此，能够抑制开关元件的温度上升，进一步改善DC-DC转换器的效率。该温度检测单元例如由温度传感器构成。 在该负载量检测单元中，取得所述负载量的预测值，在该开关频率设定单元中，在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，能够根据所述负载量或所述负载量的预测值，设定所述开关频率。由此，能够迅速追随负载量的变动，将开关频率控制为适当的值，其结果，能够进一步改善DC-DC转换器的效率。本专利技术的第2方面的DC-DC转换器具有电力转换单元，其具有开关元件，通过驱动所述开关元件，对第1电池的电压进行降压，并将该降压电压提供给第2电池和负载；充电检测单元，其检测所述第1电池是否在充电中；开关频率设定单元，其在所述充电检测单元检测到所述第1电池不在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为与检测到所述第1电池在充电中的情况相比更高的值；以及开关控制单元，其进行控制以利用在所述开关频率设定单元中设定的开关频率驱动所述开关元件。在本专利技术的第2方面的DC-DC转换器中，对第1电池的电压进行降压而提供给第 2电池和负载，并检测所述第1电池是否在充电中，在检测到所述第1电池不在充电中的情况下，将所述开关元件的开关频率设定为与检测到所述第1电池在充电中的情况相比更高的值，以所设定的所述开关频率驱动所述开关元件。因此，能够改善DC-DC转换器的效率。该电力转换单元例如由谐振电源构成的开关电源构成。该充电检测单元、频率设定单元、开关控制单元例如由CPU、MPU等运算装置构成。根据本专利技术的第1方面或第2方面，能够改善DC-DC转换器的效率。附图说明图1是示出搭载有应用了本专利技术的DC-DC转换器的电动车辆的电气系统的结构例的框图。图2是示出应用了本专利技术的DC-DC转换器的结构例的电路图。图3是用于说明开关损失的曲线图。图4是示出DC-DC转换器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：蜂谷孝治，井户勇作，大元靖理，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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。