電力變換裝置的制造方法
【專利摘要】在現(xiàn)有技術(shù)中存在諧振電路大型化的問題。電力變換裝置具有變壓器、包括開關(guān)元件的電橋電路、諧振電感器和諧振電容器，該變壓器包括第1繞組和與所述第1繞組磁耦合的第2繞組，所述諧振電感器和所述諧振電容器與所述第1繞組具有的電感器一起構(gòu)成諧振電路，n1≥n2，所述諧振電感器與所述第1繞組串聯(lián)地插入在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1繞組到達(dá)所述第2連接點(diǎn)的路徑中，所述諧振電容器與所述第2繞組串聯(lián)地插入在從所述第2繞組到達(dá)所述輸出端的路徑中，設(shè)所述諧振電容器的電容為Cr，在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1繞組到達(dá)所述第2連接點(diǎn)的路徑中，設(shè)與所述第1繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電容成分的電容為C1，則Cr>C1。
【專利說明】
電力變換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于電力變換等的電力變換裝置（例如，開關(guān)電源裝置）。
【背景技術(shù)】 陽00引在W往的開關(guān)電源中，作為構(gòu)成諧振電路并控制輸出功率的技術(shù)，例如有如專利 文獻(xiàn)1公開的、將諧振電容器和諧振電感器與變壓器的繞組中的一個繞組串聯(lián)連接的事 例。 陽00引【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0004]【專利文獻(xiàn)】 陽0化]【專利文獻(xiàn)1】日本特開2014 - 217196號公報
[0006] 發(fā)明要解決的問題
[0007] 在現(xiàn)有技術(shù)中存在諧振電路大型化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引用于解決問題的手段
[0009] 本發(fā)明的一個方式的電力變換裝置，具有：變壓器，包括第1繞組和與所述第1繞 組磁禪合的第2繞組；電橋電路，包括開關(guān)元件；諧振電感器；W及諧振電容器，所述電橋電 路的一個輸出端與第1連接點(diǎn)連接，所述電橋電路的另一個輸出端與第2連接點(diǎn)連接，所述 電橋電路的一個輸入端與第3連接點(diǎn)連接，所述電橋電路的另一個輸入端與第4連接點(diǎn)連 接，所述第1繞組與所述第1連接點(diǎn)及所述第2連接點(diǎn)連接，通過所述電橋電路的所述開關(guān) 元件的通-斷動作，被輸入到所述第3連接點(diǎn)和所述第4連接點(diǎn)之間的直流電壓被變換為 交流電壓，通過將所述交流電壓供給至所述第1繞組，在所述第2繞組感應(yīng)形成輸出電壓， 將所述輸出電壓輸出至輸出端，所述諧振電感器和所述諧振電容器與所述第1繞組具有的 電感一起構(gòu)成諧振電路，設(shè)所述第1繞組的應(yīng)數(shù)為ni、設(shè)所述第2繞組的應(yīng)數(shù)為ri2,n 2， 所述諧振電感器與所述第1繞組串聯(lián)地插入在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1繞組到達(dá)所 述第2連接點(diǎn)的路徑中，所述諧振電容器與所述第2繞組串聯(lián)地插入在從所述第2繞組到 達(dá)所述輸出端的路徑中，設(shè)所述諧振電容器的電容為。，在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1 繞組到達(dá)所述第2連接點(diǎn)的路徑中，設(shè)與所述第1繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電容成分的電容為 Cl, 口Cl。
[0010] 發(fā)明效果 W11] 根據(jù)本發(fā)明，能夠使諧振電路小型化。
【附圖說明】
[0012] 圖1是表示實(shí)施方式1的電力變換裝置1000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0013] 圖2是表示諧振電容器的容許電流和頻率和電容值的關(guān)系的圖。
[0014] 圖3是表示實(shí)施方式1的電力變換裝置1100的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0015] 圖4是表示實(shí)施方式2的電力變換裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0016] 圖5是表示實(shí)施方式3的電力變換裝置3000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0017] 圖6是表示實(shí)施方式4的電力變換裝置4000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0019] 首先，說明本發(fā)明的發(fā)明人的著眼點(diǎn)。
[0020] 專利文獻(xiàn)1的開關(guān)電源裝置將諧振電容器和諧振電感器與變壓器的繞組中的一 個繞組串聯(lián)連接。因此，根據(jù)開關(guān)電路的驅(qū)動頻率或者輸入輸出電壓等開關(guān)電源裝置的用 途，存在難W將諧振電路小型化的問題。
[0021] 另一方面，根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)開關(guān)電路的驅(qū)動頻率或者輸入輸出電壓等開關(guān) 電源裝置的用途，使用變壓器的阻抗變換的功能，能夠?qū)⒅C振電路小型化。 陽0巧（實(shí)施方式1)
[0023] 圖1是表示實(shí)施方式1的電力變換裝置1000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0024] 實(shí)施方式1的電力變換裝置1000具有變壓器109、電橋電路、諧振電感器118、和 諧振電容器119。
[00巧]變壓器109包括第1繞組、和與第1繞組磁禪合的第2繞組。 陽026] 電橋電路包括開關(guān)元件。電橋電路的一個輸出端與第1連接點(diǎn)連接。電橋電路的 另一個輸出端與第2連接點(diǎn)連接。電橋電路的一個輸入端與第3連接點(diǎn)連接。電橋電路的 另一個輸入端與第4連接點(diǎn)連接。
[0027] 在圖1所示的結(jié)構(gòu)例中，電橋電路包括第1開關(guān)元件101、第2開關(guān)元件102、第3 開關(guān)元件103、和第4開關(guān)元件104。
[0028] 在該結(jié)構(gòu)例中，第1開關(guān)元件101的第2端（例如源極端子）和第2開關(guān)元件102 的第1端（例如漏極端子）在第1連接點(diǎn)al連接。
[0029] 并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第3開關(guān)元件103的第2端（例如源極端子）和第4開關(guān)元 件104的第1端（例如漏極端子）在第2連接點(diǎn)a2連接。
[0030] 并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第1開關(guān)元件101的第1端（例如漏極端子）和第3開關(guān)元 件103的第1端（例如漏極端子）在第3連接點(diǎn)a3連接。
[0031] 并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第2開關(guān)元件102的第2端（例如源極端子）和第4開關(guān)元 件104的第2端（例如源極端子）在第4連接點(diǎn)a4連接。
[0032] 第1繞組與第1連接點(diǎn)al及第2連接點(diǎn)a2連接。
[0033] 通過電橋電路的開關(guān)元件的通-斷動作，被輸入到第3連接點(diǎn)和第4連接點(diǎn)之間 的直流電壓被變換為交流電壓。通過將該交流電壓供給第1繞組，在第2繞組感應(yīng)形成輸 出電壓。將該輸出電壓輸出至輸出端。在圖1所示的結(jié)構(gòu)例中，該輸出端是指bl和b2。
[0034] 另外，被輸入到第3連接點(diǎn)和第4連接點(diǎn)之間的直流電壓也可W是來自直流電源 的輸入電壓?；蛘撸绷麟妷阂部蒞是來自AC/DC電路或DC/DC電路等的輸入電壓。 陽03引構(gòu)成電橋電路的第1~第4開關(guān)元件101、102、103、104分別可W是MOS陽T (電場 效應(yīng)晶體管）?；蛘?，開關(guān)元件也可W采用與MOSFET不同形式的開關(guān)元件（例如，S端子開 關(guān)元件等）。
[0036] 另外，在圖I所示的結(jié)構(gòu)例中，實(shí)施方式I的電力變換裝置1000還具有電流檢測 部113、電壓檢測部124、控制部114、和整流電路110。
[0037] 控制部114也可W根據(jù)來自電流檢測部113的檢測信號120和來自電壓檢測部 124的檢測信號123,生成驅(qū)動電壓121和驅(qū)動電壓122。另外，控制部114例如也可W由處 理器（例如 CPU (Central Processing Unit)、MPU (Micro-Processing Unit)等）和存儲器 構(gòu)成。此時，該處理器也可W通過讀出在存儲器中存儲的程序并執(zhí)行程序，來執(zhí)行本發(fā)明公 開的控制方法。 陽03引一次側(cè)的各開關(guān)元件分別根據(jù)來自控制部114的驅(qū)動電壓121被控制接通和斷 開。
[0039] 整流電路110對變壓器109的開關(guān)輸出進(jìn)行整流，通過平滑電容器111使整流輸 出變平滑。另外，構(gòu)成整流電路的開關(guān)元件分別是M0SFET，根據(jù)驅(qū)動電壓122控制開關(guān)的 接通和斷開。另外，也可W采用與MOSFET不同形式的S端子開關(guān)元件，還可W采用二極管。 另外，在整流電路采用二極管的情況下，將不需要驅(qū)動電壓122,因而能夠簡化控制部114。 W40] 諧振電感器118和諧振電容器119與第1繞組具有的電感一起構(gòu)成諧振電路。另 夕F，為了在電路圖中便于理解，劃分為漏電感116和理想變壓器中的第1繞組115來圖示變 壓器109。
[0041] 在由包括變壓器的漏電感及外置的諧振電感器118的電感值在內(nèi)的電感值即諧 振電感值Lf (H)、和諧振電容器的電容值Cf (巧決定的諧振頻率、與由變壓器的第1繞組具有 的電感值Lm (H)和^和(：,決定的諧振頻率之間，控制第1~第4開關(guān)元件的開關(guān)頻率。因 此，能夠使電力變換裝置1000 (例如開關(guān)電源裝置）的輸出電壓穩(wěn)定。
[0042] 其中，設(shè)第1繞組的應(yīng)數(shù)為ni。設(shè)第2繞組的應(yīng)數(shù)為rv
[0043] 在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，ni> n 2。因此，還能夠生成比所輸入的電 壓低的電壓的輸出電壓。
[0044] 此時，在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，諧振電容器119與第2繞組串聯(lián)地 插入在從第2繞組到輸出端的路徑中。 W45] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，諧振電容器連接于應(yīng)數(shù)較少的第2繞組側(cè)。因此發(fā)揮如下的效 果。
[0046] 目P，在面向電力變換裝置的小型化等而提高開關(guān)頻率的情況下，在考慮到諧振電 容器Cf時，隨著頻率的上升，所需要的電容器的電容值減小。因此，在有利于在電容器的小 型化方面發(fā)揮作用。另一方面，如圖2所示，根據(jù)電容器的容許電流值和電容值的關(guān)系，電 容器需要并聯(lián)使用，W便得到必要的電流量。另一方面，為了構(gòu)成得到較高的諧振頻率而需 要的較小的電容值，并為了減小在并聯(lián)使用中增加的電容值，電容器需要串聯(lián)使用。其結(jié)果 是，作為諧振電容器整體存在容積增大的問題。運(yùn)是由于隨著諧振頻率的上升，諧振所需要 的電容值與得到容許電流所需要的電容值之前的空隙（gap)增大而產(chǎn)生的問題。
[0047] 因此，在實(shí)施方式1中，諧振電容器與變壓器的第2繞組連接而構(gòu)成諧振電路。
[0048] 變壓器的第1繞組側(cè)的阻抗Zi和第2繞組側(cè)的阻抗Z 2形成下述式（1)的關(guān)系。
[0049]
[0050] 其中，由于變壓器的繞線比是ni>n 2,因而形成下述式（2)的關(guān)系。 陽〇5U【數(shù)式2】Z2《Zi……似 陽0巧其中，電容器的阻抗Zc用下述式做表示。
[005引【數(shù)式3】
[0054] 目P，如果是實(shí)施方式1的電力變換裝置1000,與將諧振電容器連接于應(yīng)數(shù)較多的 第1繞組側(cè)的情況相比，能夠增大為了得到較高的諧振頻率所需要的電容值。因此，能夠減 小諧振所需要的電容值與得到容許電流所需要的電容值之間的空隙。因此，例如能夠減少 用于減小因并聯(lián)使用而增加的電容值的電容器串聯(lián)使用的個數(shù)。因此，即使是高頻用途時， 也能夠減小諧振電容器整體的容積。
[0055] 另外，在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，諧振電感器118與第1繞組串聯(lián)地 插入在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中。
[0056] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，能夠得到穩(wěn)定的電感值。
[0057] 另一方面，在基于高頻用途而將諧振電感器連接于二次側(cè)時，如下述式（4)所示， 能夠減小諧振所需要的電感值。 陽05引【數(shù)式4】/Zl/=WL......(4)
[0059] 但是，在基于高頻用途而將諧振電感器連接于二次側(cè)時，電感值過小。因此，產(chǎn)生 難W得到穩(wěn)定的電感值的問題。因此，在實(shí)施方式1中，諧振電感器連接于第1繞組側(cè)的結(jié) 構(gòu)比較適合。 W60] 其中，設(shè)諧振電容器119的電容為。。
[0061] 另外，在從第1連接點(diǎn)經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)的路徑中，設(shè)與第1繞組形成 串聯(lián)關(guān)系的電容成分的電容為。。其中，該電容成分可W是外置的電容器元件?；蛘?，該電 容成分也可W是電路的寄生電容成分。
[0062] 此時，在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，。Cl。
[0063] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Cl的寄生電容成分時，也能夠抑制對用于決定 輸出電壓的諧振頻率的影響。 W64] 其中，設(shè)諧振電感器118的電感值為k。 陽0化]另外，在從第2繞組到輸出端的路徑中，設(shè)與第2繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電感成分的 電感值為L2。其中，該電感成分也可W是外置的電感元件。或者，該電感成分也可W是電路 的寄生電感成分。
[0066] 此時，在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，^乂2。
[0067] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Lz的寄生電感成分時，也能夠抑制對用于決定 輸出電壓的諧振頻率的影響。 W側(cè)另外，在實(shí)施方式1的電力變換裝置1000中，諧振電感器118也可W由變壓器109 的漏電感構(gòu)成。 W例根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，將不需要外置的諧振電感。因此，能夠使諧振電路部進(jìn)一步小型 化。 陽070] 另外，電橋電路也可W是半橋電路。
[0071] 圖3是表示實(shí)施方式1的電力變換裝置1100的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0072] 在圖3所示的結(jié)構(gòu)例中，電橋電路包括第I開關(guān)元件101和第2開關(guān)元件102。
[0073] 在該結(jié)構(gòu)例中，第1開關(guān)元件101的第2端（例如源極端子）和第2開關(guān)元件102 的第1端（例如漏極端子）在第1連接點(diǎn)al連接。
[0074] 并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第1開關(guān)元件101的第1端（例如漏極端子）與第3連接點(diǎn) 曰3連接。
[00巧]并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第2開關(guān)元件102的第2端（例如源極端子）與第4連接點(diǎn) 曰4連接。
[0076] 并且，在該結(jié)構(gòu)例中，第2連接點(diǎn)曰2與第4連接點(diǎn)曰4連接。另外，如圖3所示，第 2連接點(diǎn)曰2和第4連接點(diǎn)曰4也可W是相同的連接點(diǎn)。
[0077] (實(shí)施方式。
[0078] 下面說明實(shí)施方式2。另外，對與上述的實(shí)施方式1相同的部分，適當(dāng)省略詳細(xì)說 明。 陽079] 圖4是表示實(shí)施方式2的電力變換裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0080] 其中，設(shè)第1繞組的應(yīng)數(shù)為ni。設(shè)第2繞組的應(yīng)數(shù)為rv
[0081] 在實(shí)施方式2的電力變換裝置2000中，ni> n 2。因此，也能夠生成比所輸入的電 壓低的電壓的輸出電壓。
[0082] 實(shí)施方式2和上述的實(shí)施方式1的差異如下。
[0083] 目P，在實(shí)施方式2的電力變換裝置2000中，諧振電感器118與第2繞組串聯(lián)地插 入在從第2繞組到輸出端的路徑中。
[0084] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，諧振電感器連接于應(yīng)數(shù)較少的第2繞組側(cè)。因此發(fā)揮如下的效 果。
[0085] 目P，在面向電力變換裝置的損耗降低等而設(shè)為較低的開關(guān)頻率的情況下，在考慮 到諧振電感器^時，隨著頻率的降低，所需要的電感值增加。因此，產(chǎn)生諧振電感器的容積 增大的問題。
[0086] 因此，在實(shí)施方式2中，諧振電感器連接于變壓器的第2繞組而構(gòu)成諧振電路。
[0087] 其中，由于變壓器的繞線比是ni> n 2,因而根據(jù)上述的式似，Z2《Z 1。
[0088] 電感器的阻抗瓦用上述的式（4)表示。
[0089] 因此，通過將諧振電感器連接于應(yīng)數(shù)較少的第2繞組側(cè)，與將諧振電感器連接于 應(yīng)數(shù)較多的第1繞組側(cè)的情況相比，能夠減小為了得到較低的諧振頻率所需要的電感值。 因此，即使是低頻用途時，也能夠減小諧振電感器的容積。
[0090] 另外，在實(shí)施方式2的電力變換裝置2000中，諧振電容器119與第1繞組串聯(lián)地 插入在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中。
[0091] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制諧振電路部的大型化。
[0092] 另一方面，在基于低頻用途而將諧振電容器連接于二次側(cè)時，如上述的式（3)所 示，諧振所需要的電容值過大。因此，產(chǎn)生導(dǎo)致諧振電路部的大型化的問題。因此，在實(shí)施 方式2中，諧振電容器連接于第1繞組側(cè)的結(jié)構(gòu)比較適合。
[0093] 其中，設(shè)諧振電感器118的電感值為Lr。
[0094] 另外，在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中，設(shè)與第1繞 組形成串聯(lián)關(guān)系的電感成分的電感值為Li。其中，該電感成分也可W是外置的電感元件。或 者，該電感成分也可W是電路的寄生電感成分。
[0095] 此時，在實(shí)施方式2的電力變換裝置2000中，^乂1。
[0096] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Li的寄生電感成分的情況下，也能夠抑制對用 于決定輸出電壓的諧振頻率的影響。
[0097] 其中，設(shè)諧振電容器119的電容為。。
[009引另外，在從第2繞組到輸出端的路徑中，設(shè)與第2繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電容成分的 電容為C2。其中，該電容成分也可W是外置的電容器元件?；蛘咴撾娙莩煞忠部蒞是電路 的寄生電容成分。
[0099] 此時，在實(shí)施方式2的電力變換裝置2000中，化〉C2。
[0100] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Cz的寄生電容成分的情況下，也能夠抑制對用 于決定輸出電壓的諧振頻率的影響。 陽1〇1](實(shí)施方式3) 陽102] 下面說明實(shí)施方式3。另外，對與上述的實(shí)施方式1相同的部分，適當(dāng)省略詳細(xì)說 明。 陽103] 圖5是表示實(shí)施方式3的電力變換裝置3000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0104] 實(shí)施方式3和上述的實(shí)施方式1的差異如下。 陽105] 其中，設(shè)第1繞組的應(yīng)數(shù)為ni。設(shè)第2繞組的應(yīng)數(shù)為rv 陽106] 在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，ni<ri2。因此，能夠生成比所輸入的電壓高 的電壓的輸出電壓。 陽107] 此時，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，諧振電容器119與第1繞組串聯(lián)地 插入在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中。
[0108] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，諧振電容器連接于應(yīng)數(shù)較少的第1繞組側(cè)。因此發(fā)揮如下的效 果。
[0109] 目P，在開關(guān)頻率較高的用途中，在考慮到諧振電容器Cf時，隨著頻率的上升，如上 所述諧振所需要的電容值與得到容許電流所需要的電容值之間的空隙增大。因此，產(chǎn)生作 為諧振電容器整體的容積增大的問題。
[0110] 因此，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，諧振電容器119連接于變壓器109 的第1繞組而構(gòu)成諧振電路。 陽111] 其中，由于變壓器的繞線比是ni<n2,因而形成下述的式（5)所示的關(guān)系。 陽11引【數(shù)式5】Zi<Z2……巧）
[0113] 其中，電容器的阻抗Z。用上述的式（3)表示。
[0114] 因此，通過將諧振電容器連接于應(yīng)數(shù)較少的第1繞組側(cè)，與將諧振電容器連接于 應(yīng)數(shù)較多的第2繞組側(cè)的情況相比，能夠增大為了得到較高的諧振頻率所需要的電容值。 因此，能夠減小諧振所需要的電容值與得到容許電流所需要的電容值之間的空隙。因此，即 使是高頻用途時，也能夠減小諧振電容器整體的容積。
[0115] 另外，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，諧振電感器118與第2繞組串聯(lián)地 插入在從第2繞組到輸出端的路徑中。
[0116] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，能夠得到穩(wěn)定的電感值。
[0117] 另一方面，在基于高頻用途而將諧振電感器連接于一次側(cè)時，如上述的式（4)所 示，能夠減小諧振所需要的電感值。
[0118] 但是，在基于高頻用途而將諧振電感器連接于一次側(cè)時，電感值過小。因此，產(chǎn)生 難W得到穩(wěn)定的電感值的問題。因此，在實(shí)施方式3中，諧振電感器連接于第2繞組側(cè)的結(jié) 構(gòu)比較適合。
[0119] 其中，設(shè)諧振電容器119的電容為Cf。
[0120] 另外，在從第2繞組到輸出端的路徑中，設(shè)與第2繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電容成分的 電容為C2。 陽121] 此時，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，。乂2。
[0122] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Cz的寄生電容成分時，也能夠抑制對用于決定 輸出電壓的諧振頻率的影響。 陽123] 其中，設(shè)諧振電感器118的電感值為k。
[0124]另外，在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中，設(shè)與第1繞 組形成串聯(lián)關(guān)系的電感成分的電感值為Li。 陽125] 此時，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，^乂1。
[01%] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Li的寄生電感成分時，也能夠抑制對用于決定 輸出電壓的諧振頻率的影響。
[0127] 另外，在實(shí)施方式3的電力變換裝置3000中，諧振電感器118也可W由變壓器109 的漏電感構(gòu)成。 陽12引根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，將不需要外置的諧振電感。因此，能夠使諧振電路部進(jìn)一步小型 化。 陽129](實(shí)施方式4)
[0130] 下面說明實(shí)施方式4。另外，對與上述的實(shí)施方式1相同的部分，適當(dāng)省略詳細(xì)說 明。 陽131] 圖6是表示實(shí)施方式4的電力變換裝置4000的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0132] 實(shí)施方式4和上述的實(shí)施方式1的差異如下。 陽133] 其中，設(shè)第1繞組的應(yīng)數(shù)為ni。設(shè)第2繞組的應(yīng)數(shù)為rv 陽134] 在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，ni<ri2。因此，能夠生成比所輸入的電壓高 的電壓的輸出電壓。
[0135] 此時，在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，諧振電感器118與第1繞組串聯(lián)地 插入在從第1連接點(diǎn)al經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)a2的路徑中。 陽136] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，諧振電感器連接于應(yīng)數(shù)較少的第1繞組側(cè)。因此發(fā)揮如下的效 果。 陽137] 即，在開關(guān)頻率較低的用途中，在考慮到諧振電感器^時，隨著頻率的降低，所需 要的電感值增大。因此，產(chǎn)生諧振電感器的容積增大的問題。
[0138] 因此，在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，諧振電感器118連接于變壓器109 的第1繞組而構(gòu)成諧振電路。 陽139] 其中，由于變壓器的繞線比是ni<n2,因而根據(jù)上述的式巧），Zi<Z2。
[0140] 并且，電感器的阻抗瓦用上述的式（4)表示。 陽141] 因此，通過將諧振電感器連接于應(yīng)數(shù)較少的第1繞組側(cè)，與將諧振電感器連接于 應(yīng)數(shù)較多的第2繞組側(cè)的情況相比，能夠減小為了得到較低的諧振頻率所需要的電感值。 因此，即使是低頻用途時，也能夠減小諧振電感器的容積。 陽142] 另外，在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，諧振電容器119與第2繞組串聯(lián)地 插入在從第2繞組到輸出端的路徑中。
[0143] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制諧振電路部的大型化。
[0144] 另一方面，在基于低頻用途而將諧振電容器連接于一次側(cè)時，如上述的式（3)所 示，諧振所需要的電容值過大。因此，產(chǎn)生導(dǎo)致諧振電路部的大型化的問題。因此，在實(shí)施 方式4中，諧振電容器連接于第2繞組側(cè)的結(jié)構(gòu)比較適合。
[0145] 其中，設(shè)諧振電感器118的電感值為k。 陽146]另外，在從第2繞組到輸出端的路徑中，設(shè)與第2繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電感成分的 電感值為Lz。
[0147] 此時，在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，^乂2。
[0148] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Lz的寄生電感成分的情況下，也能夠抑制對用 于決定輸出電壓的諧振頻率的影響。 陽149] 其中，設(shè)諧振電容器119的電容為。。
[0150] 另外，在從第1連接點(diǎn)經(jīng)由第1繞組到達(dá)第2連接點(diǎn)的路徑中，設(shè)與第1繞組形成 串聯(lián)關(guān)系的電容成分的電容為Cl。 陽151] 此時，在實(shí)施方式4的電力變換裝置4000中，(；乂1。 陽152] 根據(jù)W上的結(jié)構(gòu)，即使是存在作為Cl的寄生電容成分的情況下，也能夠抑制對用 于決定輸出電壓的諧振頻率的影響。 陽153] 另外，實(shí)施方式1~4的電力變換裝置也可W是進(jìn)行從直流電壓Vin朝向負(fù)載方 向的單向的電力變換的電力變換裝置。或者，也可W是進(jìn)行雙向的電力變換的電力變換裝 置。另外，電力變換的雙向變化例如能夠通過在整流電路的部分使用開關(guān)元件來實(shí)現(xiàn)。 陽154] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0155] 本發(fā)明適合用于例如要求小型/高輸出/高效率的車載用電源設(shè)備、大功率調(diào)節(jié) 器等各種開關(guān)電源裝置。
[0156] 標(biāo)號說明 陽157] 101、102、103、104開關(guān)元件；109變壓器；110整流電路；111平滑電容器；114控 制部；115第1繞組；116漏電感；117第2繞組；118諧振電感器；119諧振電容器；120、123 檢測信號；121、122驅(qū)動電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電力變換裝置，具有 變壓器，包括第1繞組和與所述第1繞組磁耦合的第2繞組； 電橋電路，包括開關(guān)元件； 諧振電感器；以及 諧振電容器， 所述電橋電路的一個輸出端與第1連接點(diǎn)連接，所述電橋電路的另一個輸出端與第2 連接點(diǎn)連接， 所述電橋電路的一個輸入端與第3連接點(diǎn)連接，所述電橋電路的另一個輸入端與第4 連接點(diǎn)連接， 所述第1繞組與所述第1連接點(diǎn)及所述第2連接點(diǎn)連接， 通過所述電橋電路的所述開關(guān)元件的通-斷動作，被輸入到所述第3連接點(diǎn)和所述第 4連接點(diǎn)之間的直流電壓被變換為交流電壓， 通過將所述交流電壓供給至所述第1繞組，在所述第2繞組感應(yīng)形成輸出電壓， 將所述輸出電壓輸出至輸出端， 所述諧振電感器和所述諧振電容器與所述第1繞組具有的電感一起構(gòu)成諧振電路， 設(shè)所述第1繞組的匝數(shù)為叫、設(shè)所述第2繞組的匝數(shù)為η2,叫彡η 2， 所述諧振電感器與所述第1繞組串聯(lián)地插入在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1繞組到 達(dá)所述第2連接點(diǎn)的路徑中， 所述諧振電容器與所述第2繞組串聯(lián)地插入在從所述第2繞組到達(dá)所述輸出端的路徑 中， 設(shè)所述諧振電容器的電容為(；， 在從所述第1連接點(diǎn)經(jīng)由所述第1繞組到達(dá)所述第2連接點(diǎn)的路徑中，設(shè)與所述第1 繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電容成分的電容為Q， cr>c1〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置， 設(shè)所述諧振電感器的電感值為W， 在從所述第2繞組到達(dá)所述輸出端的路徑中，設(shè)與所述第2繞組形成串聯(lián)關(guān)系的電感 成分的電感值為L2， Lr〉L<2 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置， 所述電橋電路包括第1開關(guān)元件、第2開關(guān)元件、第3開關(guān)元件和第4開關(guān)元件， 所述第1開關(guān)元件的第2端和所述第2開關(guān)元件的第1端在所述第1連接點(diǎn)連接， 所述第3開關(guān)元件的第2端和所述第4開關(guān)元件的第1端在所述第2連接點(diǎn)連接， 所述第1開關(guān)元件的第1端和所述第3開關(guān)元件的第1端在所述第3連接點(diǎn)連接， 所述第2開關(guān)元件的第2端和所述第4開關(guān)元件的第2端在所述第4連接點(diǎn)連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置， 所述諧振電感器由所述變壓器的漏電感構(gòu)成。
【文檔編號】H02M3/335GK105939114SQ201510940258
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月16日
【發(fā)明人】山岡正拓, 山川岳彥, 藤村元彥
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社