專利名稱：對稱dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景技術(shù)領(lǐng)域這項發(fā)明涉及一種DC/DC變換器，它用于在傳輸電能時執(zhí)行升壓或降壓操作，并且本發(fā)明特別涉及一種對稱DC/DC變換器。
背景技術(shù)：
例如，雙層電容器被認為是電能存儲設(shè)備，它具有與其中存儲的電能的量相關(guān)的電壓。當(dāng)使用雙層電容器時，在充電或放電操作執(zhí)行電能傳輸?shù)那闆r下，需要DC/DC變換器執(zhí)行升壓或降壓操作。
在電動汽車的電機用作負載，而消耗雙層電容器中的電能的情況下，例如，電機可以在剎車時可逆地產(chǎn)生電能，而用作發(fā)電設(shè)備。如果電機產(chǎn)生的電能被回收，那么能夠顯著地提高整個系統(tǒng)的電能效率，其中這樣的系統(tǒng)包括雙層電容器和電機，各自作為電源和負載。
由此，在從一個終端部分到另一個終端部分的方向上，并且在從另一個終端部分到這個終端部分的方向上，用于執(zhí)行升壓和降壓操作的DC/DC變換器具有雙向傳輸電能的功能，這一點是很重要的，其中，任何一個終端部分都用作提供有電能的輸入終端部分。在這方面，建議在各自方向上提供一對DC/DC變換器，并且提供開關(guān)來選擇一個DC/DC變換器。然而，這種結(jié)構(gòu)不實際，因為整個系統(tǒng)的尺寸增加了。考慮上述問題，有必要提供這樣一種DC/DC變換器，它作為單一電路，即使輸入終端部分與輸出終端部分交換，它也能夠操作。
作為上述類型的DC/DC變換器，已經(jīng)建議了所謂的雙向變換器。
第一種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器是電路設(shè)備，它連接到電池或電源(如雙層電容器)與負載(如電機)之間，并且具有多個變換電路和四個終端。
第一種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器以下面的方式操作。當(dāng)雙層電容器對電機提供電能而驅(qū)動電機的情況下，一個開關(guān)電路進入開路狀態(tài)，而另一個開關(guān)電路在PWM(脈寬調(diào)制)控制或相似的條件下操作。在這種情況下，DC/DC變換器作為前向變換電路而操作。另一方面，在電機產(chǎn)生的電能提供給雙層電容器，而使雙層電容器充電的情況下，一個開關(guān)電路在PWM控制和相似的條件下操作，而另一個開關(guān)電路進入開路狀態(tài)。在這種情況下，DC/DC變換器作為前向變換電路操作。
日本未審查專利公開說明書第2000-33445號(JP2000-33445A)介紹了第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器，它連接在d.c.電源與包括電容器的負載之間。第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器使用FET(場效應(yīng)晶體管)作為開關(guān)設(shè)備。特別是，第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器包括了第一串聯(lián)電路、第二串聯(lián)電路、電感器和控制單元。第一串聯(lián)電路包括第一和第二FET，它們并聯(lián)到d.c.電源上。第二串聯(lián)電路包括第三和第四FET，它們并聯(lián)到負載上。電感器連接到第一和第二FET的接點與第三和第四FET的另一個接點之間。控制單元控制第一、第二、第三和第四FET各自的柵極。使電能從d.c.電源提供給負載，并且使電容器中存儲的電能回收，并且反饋到d.c.電源中。
上述第一種已有技術(shù)的雙向電容器包括多個電感器，并且具有復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)。
在使用具有可變電壓的電能存儲設(shè)備，如雙層電容器的情況下，或者在電機被驅(qū)動而作為負載，并且可逆地產(chǎn)生電能而被回收的情況下，系統(tǒng)包括可變電壓，它相應(yīng)于電能的量。由此，不僅有必要雙向傳輸電能，而且相應(yīng)于雙層電容器(電源)和電機(負載)的狀態(tài)，根據(jù)需要執(zhí)行升壓或降壓操作。
在系統(tǒng)是由多個電能存儲設(shè)備、多個發(fā)電設(shè)備和多個負載設(shè)備的組合來構(gòu)成的情況下，有必要設(shè)置DC/DC變換器具有適當(dāng)?shù)纳龎罕然蜻m當(dāng)?shù)慕祲罕龋渲蠨C/DC變換器連接到這些部件上。這樣，每個已經(jīng)出現(xiàn)的雙向DC/DC變換器不能用在這樣的系統(tǒng)中。
本發(fā)明的概述由此，本發(fā)明的目的是提供對稱DC/DC變換器，它在相應(yīng)于電能傳輸方向的可變方向中，以相應(yīng)于輸入/輸出電壓比的升壓或降壓比操作。
根據(jù)本發(fā)明，提供了對稱的DC/DC變換器，它包括單一的電容器，電容器具有一對開關(guān)裝置，以相應(yīng)于電容器對稱的方式連接到它的終端上，變換器以這樣的方式作為升壓(放大)變換器和降壓(反向)變換器操作，即一個和另一個開關(guān)裝置各自用作輸入開關(guān)和輸出開關(guān)，并且一個和另一個開關(guān)裝置相反地各自用作輸出開關(guān)和輸入開關(guān)。
附圖的簡要描述

圖1是電路圖，顯示了第一種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器的結(jié)構(gòu)；圖2是電路圖，顯示了第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器的結(jié)構(gòu)；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖5顯示了圖4中的對稱DC/DC變換器，它升壓操作中使用第三和第四終端作為輸入終端；圖6顯示了圖4中的對稱DC/DC變換器，它降壓操作中使用第三和第四終端作為輸入終端；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；圖11是流程圖，用于描述圖10中說明的對稱DC/DC變換器的操作；圖12是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的對稱DC/DC變換器的電路圖；而圖13是流程圖，用于描述圖12中說明的對稱DC/DC變換器的操作。
優(yōu)選實施例的描述為了更好地理解本發(fā)明，將首先對已有技術(shù)的DC/DC變換器進行描述。
參考圖1，第一種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器連接到作為電源的雙層電容器17與作為負載的電機19之間，并且雙向DC/DC變換器包括變壓器25和一對開關(guān)電路27和29。
在電能從雙層電容器17提供給電機19來驅(qū)動電機19的情況下，開關(guān)電路29進入開路狀態(tài)，而開關(guān)電路27在PWM控制或相似的條件下操作。在這種情況下，DC/DC變換器作為前向變換電路工作。
在電機19產(chǎn)生的電能提供給雙層電容器17，而使雙層電容器17充電的情況下，開關(guān)電路27進入開路狀態(tài)，而開關(guān)電路29在PWM控制或相似的條件下操作。在這種情況下，DC/DC變換器作為前向變換電路工作。
參考圖2，第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器31連接到d.c.電源33與包括電容器35的負載37之間。第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器31使用FET作為開關(guān)設(shè)備。特別是，第二種已有技術(shù)的雙向DC/DC變換器31包括第一串聯(lián)電路43、第二串聯(lián)電路49、電感器23和控制單元(未畫出)。第一串聯(lián)電路43包括第一和第二FET39和41，它們并聯(lián)到d.c.電源33上。第二串聯(lián)電路49包括第三和第四FET45和47，它們并聯(lián)到負載37上。電感器23連接到第一和第二FET39和41的接點，與第三和第四FET45和47的接點之間?？刂茊卧刂频谝?、第二、第三和第四FET39、41、45和47各自的柵極，使電能從d.c.電源33提供給負載37，并且存儲在電容器35中的電能被回收，并反饋給d.c.電源33。
現(xiàn)在，將參考附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例進行描述。
參考圖3，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對稱DC/DC變換器51，包括電感器23和一對開關(guān)部分53、53。通過各自控制開關(guān)部分53、53，來選擇輸入/輸出方向(即電能傳輸方向)和升壓或降壓方向。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的對稱DC/DC變換器55包括電感器23；第一和第二開關(guān)部分57和59，使它們的一端連接到電感器23的一端；第三和第四開關(guān)部分61和63，使它們的一端連接到電感器23的另一端；第一到第四終端65、67、69和71，它們各自連接到第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63的另一端；和一對電容器73、73，它們各自連接到第一與第二開關(guān)部分57與59之間，和第三與第四開關(guān)部分69與71之間。第二和第四終端67和71彼此連接。
表1顯示了在第一和第二終端65和67用作輸入終端，而第三和第四終端69和71用作輸出終端的情況下，和在第一和第二終端65和67用作輸出終端，而第三和第四終端69和71用作輸入終端的情況下，第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63的狀態(tài)。對于每種情況，顯示了升壓操作和降壓操作。
表1

在表1中，“ON”、“OFF”各自代表短路或閉合狀態(tài)和開路狀態(tài)?！癝W”是控制狀態(tài)，在PWM控制或相似條件下，ON/OFF間歇地變換，從而得到適當(dāng)?shù)纳龎夯蚪祲罕取！癉”代表執(zhí)行整流操作的整流狀態(tài)。
參考圖5，對稱DC/DC變換器55作為升壓變換器操作，它具有第一和第二終端67和67用作輸入終端，并且具有第三和第四終端69和71，用作輸出終端。
第一開關(guān)部分57在ON狀態(tài)，即在閉合狀態(tài)，而第二開關(guān)部分59在OFF狀態(tài)，即在開路狀態(tài)。第三開關(guān)部分61在D狀態(tài)，即用作二極管75來執(zhí)行整流操作。第四開關(guān)部分63在SW狀態(tài)，即用作開關(guān)電路77，而可控制地設(shè)置適當(dāng)?shù)纳龎罕取?br> 參考圖6，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的對稱DC/DC變換器55作為降壓變換器操作，它具有第一和第二終端65和67，用作輸入終端，并且具有第三和第四終端69和71，用作輸出終端，像圖5中的情況一樣。
第一開關(guān)部分57在SW狀態(tài)，即用作開關(guān)電路77，來可控制地設(shè)置適當(dāng)?shù)慕祲罕取５诙_關(guān)部分59在D狀態(tài)，即用作二極管75來執(zhí)行整流操作。第三開關(guān)部分61在ON狀態(tài)，即在閉合狀態(tài)，而第四開關(guān)部分63在OFF狀態(tài)，即在開路狀態(tài)。
相反，在第一和第二終端65和67用作輸出終端，而第三和第四終端69和71用作輸入終端的情況下，通過改變一對第一和第二開關(guān)部分57和59，與另一對第三和第四開關(guān)部分61和63之間的開關(guān)部分的狀態(tài)，來實現(xiàn)相似的操作。
參考圖7，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的對稱DC/DC變換器，在結(jié)構(gòu)上與第二實施例相似。在第三實施例中，第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63的每個，包括開關(guān)電路77(77a-77d)和整流器75，它們彼此并聯(lián)。
表2顯示了在第一和第二終端65和67用作輸入終端，而第三和第四終端69和71用作輸出終端的情況下，和在第一和第二終端65和67用作輸出終端，而第三和第四終端69和71用作輸入終端的情況下，第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63的狀態(tài)。對于每種情況，顯示了升壓操作和降壓操作。
表2

在表2中，如果開關(guān)電路77進入OFF狀態(tài)，即開路狀態(tài)，那么開關(guān)部分在D狀態(tài)下執(zhí)行整流操作，因為二極管并聯(lián)到開關(guān)電路77上。由此，表1每部分中的OFF狀態(tài)或開路狀態(tài)改變?yōu)閳?zhí)行整流操作的D狀態(tài)。
然而，在開路狀態(tài)改變?yōu)閳?zhí)行整流操作的D狀態(tài)的部分，開關(guān)部分中的二極管不應(yīng)用前向電壓，這意味著這個D狀態(tài)與開路狀態(tài)等效。由此，實現(xiàn)了與表1顯示相似的操作。
這樣，在圖7的對稱DC/DC變換器中，可以通過開關(guān)電路77ON/OFF狀態(tài)的變換，來容易地實現(xiàn)與表1顯示相似的操作。
參考圖8，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的對稱DC/DC變換器79使用FET81，作為圖7中說明的開關(guān)電路77(77a-77d)。每個FET81具有體二極管83，它可以用作整流器。
如圖8所說明的，作為高性能二極管的二極管75，并聯(lián)到在相同方向上定向的每個FET81的體二極管83上，其中二極管75與體二極管83相比，前向電壓較低，而恢復(fù)時間較短。通過這種結(jié)構(gòu)，對稱DC/DC變換器79獨立于體二極管83來操作。
參考圖9，根據(jù)本發(fā)明第五實施例的對稱DC/DC變換器85，具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中通過同步整流，實現(xiàn)了圖8中DC/DC變換器的二極管操作，從而提高了效率。
特別是在第五實施例中，二極管21通過電阻87連接到每個FET81的一端，而以操作放大器89的輸出不在副邊飽和的方式，來執(zhí)行模擬控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一到第五實施例，能夠提供對稱DC/DC變換器，它在所需的電能傳輸方向上，并且以所需的升壓或所需的降壓比操作。
參考圖10，根據(jù)本發(fā)明第六實施例的對稱DC/DC變換器91，用在聯(lián)系第二實施例敘述的相似的電能傳輸系統(tǒng)中。變換器91連接到雙層電容器17、太陽能電池93和光發(fā)射設(shè)備95上，它們分別用作電能存儲設(shè)備、發(fā)電設(shè)備和負載，電能在它們之中傳輸?？刂茊卧?7從電壓監(jiān)視器99和101獲得每個終端的電壓信息，并且從電流傳感器103和105獲得每個終端的電流信息。控制單元97具有參考電壓信息和電流信息，來判斷電能狀態(tài)的功能?？刂茊卧?7連接到第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63上，使每個開關(guān)部分可控制地進入開關(guān)狀態(tài)(SW狀態(tài))、閉合狀態(tài)(ON狀態(tài))、開路狀態(tài)(OFF狀態(tài))和整流狀態(tài)(D狀態(tài))之一，其中在開關(guān)狀態(tài)(SW狀態(tài))，在開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間高速變換，而在整流狀態(tài)(D狀態(tài))進行整流操作，或者電流只在一個方向上流動。
參考圖11，在根據(jù)本發(fā)明第六實施例的對稱DC/DC變換器91中，第一到第四開關(guān)部分57、59、61和63中每個的狀態(tài)由控制單元97控制?？刂茊卧?7從電壓監(jiān)視器99和101(步驟SA1和SA2)獲得并判斷電壓信息，并從電流監(jiān)視器103和105獲得電流信息，確定哪個終端將用作輸入和輸出終端(即電流傳輸方向)，并且確定DC/DC變換器是否作為升壓變換器和降壓變換器操作(步驟SA3)。
一旦確定了電能傳輸方向和升壓與降壓操作之一，開關(guān)部分57、59、61和63可控制地進入圖3顯示的狀態(tài)，來執(zhí)行相應(yīng)的操作。而且，對于SW狀態(tài)中的每個開關(guān)部分，開路與閉合操作之間的時間間隔，可控制地設(shè)置在適當(dāng)?shù)拈L度上(步驟SA4)，這個長度相應(yīng)于輸入/輸出電壓比。在執(zhí)行了電能傳輸后(步驟SA5)，控制單元97再次從電壓監(jiān)視器99和101判斷電壓信息，并從電流傳感器103和105判斷電流信息，并且確定下面如何操作開關(guān)部分(步驟SA6)。通常地，上述操作被重復(fù)，直到提供結(jié)束指令為止。
表3

第六實施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，使太陽能電池93產(chǎn)生的電能不僅被光發(fā)射設(shè)備95消耗，而且多余的電能對雙層電容器17充電。當(dāng)太陽能電池93產(chǎn)生足以使光發(fā)射設(shè)備95充分光發(fā)射的電能時，控制單元97判斷對雙層電容器17充電的操作將被執(zhí)行。這時，與電能狀態(tài)即雙層電容器17的電壓無關(guān)，控制單元97判斷變換器91的輸入和輸出電壓，并且確定升壓操作或降壓操作，而對雙層電容器17充電。更進一步，假設(shè)在太陽能電池93不產(chǎn)生電能的情況下，光發(fā)射設(shè)備95也需要光發(fā)射。在這種情況下，如果雙層電容器17的電壓高于或低于光發(fā)射設(shè)備95光發(fā)射所需的特定電壓，那么電壓被調(diào)整到適當(dāng)?shù)乃缴?，然后提供給光發(fā)射設(shè)備95。這樣，光發(fā)射設(shè)備95以所需要的亮度光發(fā)射。
參考圖12，根據(jù)本發(fā)明第七實施例的對稱DC/DC變換器，用在聯(lián)系第三實施例敘述的相似電能傳輸系統(tǒng)中。DC/DC變換器連接到雙層電容器17和電機19上，它們分別用作電能存儲設(shè)備、發(fā)電設(shè)備和負載，電能在它們之中傳輸?？刂茊卧?7從電壓監(jiān)視器99和101獲得每個終端的電壓信息，并且從電流傳感器103和105獲得每個終端的電流信息。
控制單元97還根據(jù)用戶的需要，從扭矩設(shè)定單元107獲得扭矩信息，其中扭矩信息代表電機19的扭矩?？刂茊卧?7具有從提供給它的這些信息中判斷電能狀態(tài)的功能?？刂茊卧?7連接到開關(guān)電路77上，使每個開關(guān)電路可以可控制地進入開關(guān)狀態(tài)(SW狀態(tài))、閉合狀態(tài)和開路狀態(tài)之一，其中在開關(guān)狀態(tài)(SW狀態(tài))，在閉合狀態(tài)(OFF狀態(tài))和開路狀態(tài)(ON狀態(tài))之間高速切換。
參考圖13，在根據(jù)本發(fā)明第七實施例的對稱DC/DC變換器中，開關(guān)電路77的狀態(tài)由控制單元97控制?？刂茊卧?7獲得外部輸入信息，即在說明的例子中，從扭矩設(shè)定單元107提供扭矩信息(步驟SB1)。控制單元97還從電壓監(jiān)視器99和101獲得電壓信息，從電流傳感器103和105獲得電流信息(步驟SB2)?？刂茊卧?7判斷提供給它的這些信息(步驟SB3)，確定哪個終端用作輸入和輸出終端(即電能傳輸方向)(步驟SB4)，并且確定DC/DC變換器是作為升壓變換器，還是作為降壓變換器操作(步驟SB5)。
一旦確定了電能傳輸方向和升壓操作與降壓操作之一，開關(guān)電路77可控制地進入表4顯示的狀態(tài)，使開關(guān)部分57、59、61和63執(zhí)行相應(yīng)的操作。對于SW狀態(tài)下的每個開關(guān)部分，開關(guān)電路的開路與閉合操作之間的時間間隔，可控制地設(shè)置在適當(dāng)?shù)拈L度上(步驟SB6)，這個長度相應(yīng)于輸入/輸出電壓比。在執(zhí)行了電能傳輸后(步驟SB7)，控制單元97再次從電壓監(jiān)視器99和101判斷電壓信息，從電流傳感器103和105判斷電流信息，并且確定下面如何操作開關(guān)電路77(步驟SB8)。
表4

在本發(fā)明的第七實施例中，所需的電機19的扭矩用作外部信息或信號。例如，如果在操作中，所需扭矩小于電機19的實際扭矩，如果需要旋轉(zhuǎn)停止，而電機19旋轉(zhuǎn)，那么電機19作為發(fā)電設(shè)備。這時，與電能狀態(tài)即雙層電容器17的電壓水平無關(guān)，并且與電機19產(chǎn)生的電壓無關(guān)。控制單元97判斷輸入和輸出電壓，并且確定升壓或降壓操作，而使雙層電容器充電。例如在操作中，如果所需的扭矩大于電機19的實際扭矩，如果需要以適當(dāng)?shù)乃俣刃D(zhuǎn)而電機19停止，那么電機19作為負載。在這種情況下，如果雙層電容器的電壓高于或低于操作電機19所需的特定電壓，那么電壓被調(diào)整到適當(dāng)?shù)乃缴?，來?qū)動電機19。
權(quán)利要求
1.一種對稱DC/DC變換器，它包括單一的電容器，電容器具有一對開關(guān)裝置，相應(yīng)于所述電容器對稱的安排連接到它的終端上，所述變換器以這樣的方式作為升壓變換器和降壓變換器操作，即一個和另一個所述開關(guān)裝置各自作為輸入開關(guān)和輸出開關(guān)，并且一個與另一個所述開關(guān)裝置相反地各自作為輸出開關(guān)和輸入開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的對稱DC/DC變換器，其中一個所述開關(guān)裝置包括兩個串聯(lián)的開關(guān)部分，所述電感器使它的一個終端連接到一個開關(guān)裝置的所述兩個開關(guān)部分一個終端之間的接點上，電容器與所述兩個開關(guān)部分并聯(lián)到其另一個終端上，所述另一個終端作為所述對稱DC/DC變換器的輸入或輸出終端；另一個所述開關(guān)裝置包括兩個串聯(lián)的開關(guān)部分，所述電感器使它的另一個終端連接到另一個開關(guān)裝置的所述兩個開關(guān)部分一個終端之間的接點上，另一個電容器與所述兩個開關(guān)部分并聯(lián)到其另一個終端上，所述另一個終端作為所述對稱DC/DC變換器的輸出或輸入終端；所述輸入終端和所述輸出終端之一彼此連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的對稱DC/DC變換器，其中所述一對開關(guān)裝置包括四個開關(guān)部分，每個所述開關(guān)部分包括快速開關(guān)機構(gòu)，用于以適當(dāng)?shù)拈g隔，在每個所述開關(guān)部分的開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間高速變換，并且包括保持閉合狀態(tài)的機構(gòu)，還包括整流機構(gòu)，用于使電流只在一個方向上流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的對稱DC/DC變換器，其中所述一對開關(guān)裝置包括四個開關(guān)部分，至少一個所述開關(guān)部分具有整流機構(gòu)，它使用了同步整流技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任何之一的對稱DC/DC變換器，其中一個和另一個所述開關(guān)裝置各自包括第一與第二開關(guān)部分的組合和第三與第四開關(guān)部分的組合，一個輸入終端和一個輸出終端與形成其間的輸入/輸出公共點彼此連接，通過以下方式，輸入電壓升壓到所需的電壓，作為輸出電壓可控制地使輸入終端與電感器之間的第一開關(guān)部分進入閉合狀態(tài)；可控制地使第二開關(guān)部分進入開路狀態(tài)，其中第二開關(guān)部分在輸入/輸出公共點與第一開關(guān)部分和所述電感器的接點之間；可控制地使輸出終端與電感器之間的第三開關(guān)部分進入整流狀態(tài)，使電流在從電感器到輸出終端的方向上流動；可控制地使第四開關(guān)部分進入開關(guān)狀態(tài)，而以適當(dāng)?shù)臅r間間隔在開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間高速變換，其中第四開關(guān)部分在輸入/輸出公共點與所述電感器和第三開關(guān)部分的接點之間；并且在開關(guān)狀態(tài)下，控制第一到第四開關(guān)部分的每個在開路操作與閉合操作之間的時間間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任何之一的對稱DC/DC變換器，其中一個和另一個所述開關(guān)裝置各自包括第一與第二開關(guān)部分的組合和第三與第四開關(guān)部分的組合，通過以下方式，輸入電壓降壓到所需的電壓，作為輸出電壓可控制地使輸入終端與電感器之間的第一開關(guān)部分進入開關(guān)狀態(tài)，而以適當(dāng)?shù)臅r間間隔在開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間變換；可控制地使第二開關(guān)部分進入整流狀態(tài)，使電流在從輸入/輸出公共點到電感器的方向上流動，其中第二開關(guān)部分在輸入/輸出終端公共點，與第一開關(guān)部分和電感器的接點之間；可控制地使輸出終端與電感器之間的第三開關(guān)部分進入閉合狀態(tài)，；可控制地使第四開關(guān)部分進入開路狀態(tài)，其中第四開關(guān)部分在輸入/輸出終端公共點與第三開關(guān)部分和電感器的接點之間；并且在開關(guān)狀態(tài)下控制第一到第四開關(guān)部分的每個在開路操作與閉合操作之間的時間間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任何之一的對稱DC/DC變換器，它進一步包括控制單元，用于監(jiān)視兩個輸入終端和兩個輸出終端的電壓或電流，相應(yīng)于每個輸入和輸出終端的狀態(tài)，自動地判斷電能傳輸方向，并且從開關(guān)狀態(tài)、閉合保持狀態(tài)和整流狀態(tài)中選擇，可控制地使四個開關(guān)部分的每個進入所需的狀態(tài)，在開關(guān)狀態(tài)下，以適當(dāng)?shù)拈g隔在開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間高速變換，而在整流狀態(tài)下，使電流只在一個方向上流動，所述四個開關(guān)部分組成所述一對開關(guān)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的對稱DC/DC變換器，進一步包括控制單元，用于監(jiān)視兩個輸入終端和兩個輸出終端的電壓或電流，判斷每個所述輸入和所述輸出終端的狀態(tài)，從代表每個所述輸入和所述輸出終端狀態(tài)的信息，與外部信息的合成判斷中，自動地判斷電能傳輸方向，并且從開關(guān)狀態(tài)、閉合保持狀態(tài)和整流狀態(tài)中選擇，可控制地使四個開關(guān)部分的每個進入所需的狀態(tài)，在開關(guān)狀態(tài)下，以適當(dāng)?shù)拈g隔在開路狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間變換，而在整流狀態(tài)下，使電流只在一個方向上流動，所述四個開關(guān)部分組成所述一對開關(guān)裝置。
全文摘要
一種對稱DC/DC變換器，適于根據(jù)需要選擇電能傳輸方向，和升壓或降壓操作，以及選擇所需的升壓或降壓比。這種變換器包括單一電感器，具有一對開關(guān)裝置以相應(yīng)于電感對稱的方式連接到它的終端上。變換器以這樣的方式作為升壓變換器和降壓變換器操作，即一個和另一個開關(guān)裝置各自用作輸入開關(guān)和輸出開關(guān)，并且一個和另一個開關(guān)裝置相反地各自用作輸出開關(guān)和輸入開關(guān)。
文檔編號H02M3/04GK1445914SQ0114560
公開日2003年10月1日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者關(guān)純子, 伊東孝彥 申請人:Nec東金株式會社