Dc-dc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及將直流電壓轉(zhuǎn)換為具有不同值的其他直流電壓的DC - DC轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]DC - DC轉(zhuǎn)換器具有對從直流電源輸出的直流電壓進(jìn)行降壓或升壓而轉(zhuǎn)換為具有不同值的其他直流電壓的功能、附加了反饋控制和PWM控制的直流穩(wěn)定化電源的功能。通常，DC — DC轉(zhuǎn)換器由2個開關(guān)元件、一個電抗線圈、續(xù)流二極管等構(gòu)成為直流斬波電路。基本是第I及第2開關(guān)元件串聯(lián)連接在直流電源的正負(fù)端子之間，電抗線圈經(jīng)由負(fù)載與位于負(fù)側(cè)的第2開關(guān)元件并聯(lián)連接的構(gòu)成。
[0003]各開關(guān)元件與吸收二極管(snubber d1de)或續(xù)流二極管(free-wheelingd1de)并聯(lián)連接，第I及第2開關(guān)元件被交替地接通斷開控制。在第I開關(guān)元件接通的期間，從直流電源經(jīng)由電抗線圈向負(fù)載供給直流電流，若所述元件斷開，則電抗線圈中積蓄由反電動勢引起的電能。
[0004]該積蓄能量成為通過在與第I開關(guān)元件的斷開同時第2開關(guān)元件接通而形成的閉回路中循環(huán)的電流，作為直流電流向負(fù)載放電。在這樣的DC - DC轉(zhuǎn)換器中，由于在直流電源的正負(fù)端子之間串聯(lián)連接著第I及第2開關(guān)元件，因此若存在兩個開關(guān)元件同時接通的期間，則會流過短路電流而元件受到損壞。為了防止該情況，通常利用這兩個開關(guān)元件都成為斷開狀態(tài)的時間段、所謂死區(qū)時間(dead time)控制為分別轉(zhuǎn)為接通斷開。
[0005]短路電流的產(chǎn)生除了能夠通過利用如上述那樣的死區(qū)時間來防止的原因之外，還存在由恢復(fù)電流(recovery current)引起的情況。例如日本特開2009-273336號公報(專利文獻(xiàn)I)中公開了一種在共振型DC - DC轉(zhuǎn)換器中抑制恢復(fù)電流的產(chǎn)生的技術(shù)。恢復(fù)電流是在與上述那樣的開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的吸收二極管或續(xù)流二極管中反向流過的瞬間大電流。若開關(guān)元件斷開，則二極管上被施加反向電壓，但由于二極管的內(nèi)部中積蓄的殘留載流子，瞬間流過反向電流。若構(gòu)成直流斬波電路的一對串聯(lián)連接開關(guān)元件因恢復(fù)電流而短路，則直流輸出電壓變動或放射噪聲。
[0006]因恢復(fù)電流而產(chǎn)生的短路電流為尖銳的脈沖狀波形，帶來大的浪涌電壓，引起強(qiáng)烈的噪聲。例如在DC - DC轉(zhuǎn)換器搭載于車輛的情況下，上述的浪涌電壓帶來使車體底盤電位變動、使控制的誤差放大、使開關(guān)損失增大等多種故障。此外，這種DC — DC轉(zhuǎn)換器大多被作為便攜用電氣設(shè)備的直流電源電路使用，隨著電氣設(shè)備的小型化?小功率化的進(jìn)展，強(qiáng)烈希望消除由短路電流引起的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以簡單且廉價的結(jié)構(gòu)抑制因恢復(fù)電流而產(chǎn)生的短路電流的DC - DC轉(zhuǎn)換器。
[0009]用于解決問題的手段
[0010]根據(jù)實施方式的DC — DC轉(zhuǎn)換器，使主電抗線圈以及第I主開關(guān)元件介于從直流電壓輸入端子到直流電壓輸出端子的主通電路上，通過第I主開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制，以使通過主電抗線圈的電流斷續(xù)。第2主開關(guān)元件形成將主電抗線圈中積蓄的電能向直流電壓輸出端子側(cè)釋放的放電回路。此外，使輔助電抗線圈在主通電路內(nèi)介于第I主開關(guān)元件與主電抗線圈之間，通過輔助開關(guān)元件，將輔助電抗線圈以及主電抗線圈中積蓄的電能經(jīng)由主電抗線圈向直流電壓輸出端子側(cè)釋放。并且，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，輔助電抗線圈與由以陽極為主電抗線圈側(cè)的二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0011]此外，根據(jù)實施方式的DC — DC轉(zhuǎn)換器，將第I主開關(guān)元件以及輔助開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間，在兩個開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與正側(cè)輸出端子之間將輔助電抗線圈以及主電抗線圈串聯(lián)連接。此外，在兩個電抗線圈的公共連接點(diǎn)與負(fù)側(cè)輸出端子之間連接第2主開關(guān)元件，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，輔助電抗線圈與由二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0012]此外，根據(jù)實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器，將第I以及第2主開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間，在兩個主開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與正側(cè)輸出端子之間連接主電抗線圈，將第I以及第2輔助開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間。并且，對各主開關(guān)元件以及各輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，在第I及第2主開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與第I及第2輔助開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)之間連接輔助電抗線圈，該輔助電抗線圈與由二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0013]此外，根據(jù)實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器，使主電抗線圈以及第I主開關(guān)元件介于從直流電壓輸入端子到直流電壓輸出端子的主通電路上，通過第I主開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制，以使通過主電抗線圈的電流斷續(xù)。第2主開關(guān)元件形成將主電抗線圈中積蓄的電能向直流電壓輸出端子側(cè)釋放的放電回路。此外，使輔助電抗線圈在主通電路內(nèi)介于第I主開關(guān)元件與主電抗線圈之間，通過輔助開關(guān)元件，將輔助電抗線圈以及主電抗線圈中積蓄的電能經(jīng)由主電抗線圈向直流電壓輸出端子側(cè)釋放。并且，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，連接電力消耗電路，該電力消耗電路由串聯(lián)連接在輔助電抗線圈及主電抗線圈的公共連接點(diǎn)與地線之間的二極管及電容器、以及由與所述電容器并聯(lián)連接的電力消耗元件構(gòu)成。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示第I實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0015]圖2是概略電壓電流波形圖。
[0016]圖3是表示第2實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0017]圖4是概略電壓電流波形圖。
[0018]圖5是表示第3實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0019]圖6是表示第4實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0020]圖7是表示第5實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0021 ]圖8是概略電壓電流波形圖。
【具體實施方式】
[0022]因此，提供一種能夠以簡單且廉價的結(jié)構(gòu)抑制因恢復(fù)電流而產(chǎn)生的短路電流的DC - DC轉(zhuǎn)換器。
[0023]根據(jù)實施方式的DC — DC轉(zhuǎn)換器，使主電抗線圈以及第I主開關(guān)元件介于從直流電壓輸入端子到直流電壓輸出端子的主通電路上，通過第I主開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制，以使通過主電抗線圈的電流斷續(xù)。第2主開關(guān)元件形成將主電抗線圈中積蓄的電能向直流電壓輸出端子側(cè)釋放的放電回路。此外，使輔助電抗線圈在主通電路內(nèi)介于第I主開關(guān)元件與主電抗線圈之間，通過輔助開關(guān)元件，將輔助電抗線圈以及主電抗線圈中積蓄的電能經(jīng)由主電抗線圈向直流電壓輸出端子側(cè)釋放。并且，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，輔助電抗線圈與由以陽極為主電抗線圈側(cè)的二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0024]此外，根據(jù)實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器，將第I主開關(guān)元件以及輔助開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間，在兩個開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與正側(cè)輸出端子之間將輔助電抗線圈以及主電抗線圈串聯(lián)連接。此外，在兩個電抗線圈的公共連接點(diǎn)與負(fù)側(cè)輸出端子之間連接第2主開關(guān)元件，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，輔助電抗線圈與由二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0025]此外，根據(jù)實施方式的DC — DC轉(zhuǎn)換器，將第I以及第2主開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間，在兩個主開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與正側(cè)輸出端子之間連接主電抗線圈，將第I以及第2輔助開關(guān)元件串聯(lián)連接在正側(cè)輸入端子以及負(fù)側(cè)輸入端子之間。并且，對各主開關(guān)元件以及各輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，在第I及第2主開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)與第I及第2輔助開關(guān)元件的公共連接點(diǎn)之間連接輔助電抗線圈，該輔助電抗線圈與由二極管以及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
[0026]此外，根據(jù)實施方式的DC - DC轉(zhuǎn)換器，使主電抗線圈以及第I主開關(guān)元件介于從直流電壓輸入端子到直流電壓輸出端子的主通電路上，通過第I主開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制，以使通過主電抗線圈的電流斷續(xù)。第2主開關(guān)元件形成將主電抗線圈中積蓄的電能向直流電壓輸出端子側(cè)釋放的放電回路。此外，使輔助電抗線圈在主通電路內(nèi)介于第I主開關(guān)元件與主電抗線圈之間，通過輔助開關(guān)元件，將輔助電抗線圈以及主電抗線圈中積蓄的電能經(jīng)由主電抗線圈向直流電壓輸出端子側(cè)釋放。并且，對各主開關(guān)元件和輔助開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接二極管，連接電力消耗電路，該電力消耗電路由串聯(lián)連接在輔助電抗線圈及主電抗線圈的公共連接點(diǎn)與地線之間的二極管及電容器、以及由與所述電容器并聯(lián)連接的電力消耗元件構(gòu)成。
[0027](第I實施方式)
[0028]以下，參照圖1及圖2對第