電力轉(zhuǎn)換裝置以及電力修正方法
【專利說明】
[0001] 將于2013年11月19日提交的日本申請?zhí)?013-238913的公開文本包括的說明 書、附圖以及摘要援用于此。
技術(shù)領域
[0002] 本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換裝置以及電力修正方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 已知有根據(jù)初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)和次級側(cè)轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)之間的相位差來調(diào) 整在初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路和與初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路通過變壓器磁耦合的次級側(cè)轉(zhuǎn)換電路之間傳輸 的傳輸電力的電力轉(zhuǎn)換裝置（例如參照日本特開2011 - 193713)。
[0004] 但是，由于變壓器等磁元件的電路常數(shù)和初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路等的開關(guān)定時容易發(fā)生 偏差，因此難以使傳輸電力接近所期望的值。
[0005] 于是，本發(fā)明的目的在于進行高精度的電力傳輸。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)一個方式，提供一種電力修正方法，對在初級側(cè)電路和經(jīng) 由電抗器與所述初級側(cè)電路連接且通過變壓器與所述初級側(cè)電路磁耦合的次級側(cè)電路之 間傳輸，并且根據(jù)所述初級側(cè)電路的開關(guān)與所述次級側(cè)電路的開關(guān)之間的相位差而被調(diào)整 的傳輸電力進行修正，該電力修正方法包括：使與所述初級側(cè)電路的負極母線連接的第1 晶體管以及第2晶體管接通的開關(guān)步驟；在所述次級側(cè)電路的負極母線與正極母線之間施 加規(guī)定的電壓的步驟；使與所述次級側(cè)電路的正極母線連接的第3晶體管以及經(jīng)由所述電 抗器與所述第3晶體管連接且與所述次級側(cè)電路的負極母線連接的第4晶體管接通的開關(guān) 步驟；計測從使所述第3晶體管以及所述第4晶體管接通后到在所述第1晶體管以及所述 第2晶體管開始流過電流為止的延遲時間的步驟；計測在所述第1晶體管以及所述第2晶 體管中流動的電流的變化率的步驟；和根據(jù)所述延遲時間的計測值以及所述變化率的計測 值來修正所述傳輸電力的步驟。
[0007] 根據(jù)一個方式，能夠進行高精度的電力傳輸。
【附圖說明】
[0008] 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的特點、優(yōu)點、技術(shù)以及工業(yè)上的意義，以下將結(jié)合附 圖進行說明。其中，對相同或相近的元件賦予相同的附圖標記：
[0009] 圖1是表示電力轉(zhuǎn)換裝置的構(gòu)成例的圖。
[0010] 圖2是表示控制部的構(gòu)成例的框圖。
[0011] 圖3是表不1次側(cè)電路和次級側(cè)電路的開關(guān)例的時序圖。
[0012] 圖4是表示電力修正方法的一例的圖。
[0013] 圖5是表不電力修正方法的一例的圖。
【具體實施方式】
[0014] <電源裝置101的構(gòu)成>
[0015] 圖1是表示作為電力轉(zhuǎn)換裝置的實施方式的電源裝置101的構(gòu)成例的框圖。電源 裝置101例如是具備電源電路10、控制部50以及傳感器部70的電源系統(tǒng)。電源裝置101 例如是搭載于汽車等車輛且向車載的各負載配電的系統(tǒng)。作為這樣的車輛的具體例，可列 舉混合動力車輛、插電式混合動力車輛和電動汽車等。
[0016] 電源裝置101例如具有連接初級側(cè)高電壓級負載61a的第1輸入輸出端口 60a和 連接初級側(cè)低電壓級負載61c以及初級側(cè)低電壓級電源62c的第2輸入輸出端口 60c作為 初級側(cè)端口。初級側(cè)低電壓級電源62c向以與初級側(cè)低電壓級電源62c相同的電壓級（例 如12V級）動作的初級側(cè)低電壓級負載61c供給電力。另外，初級側(cè)低電壓級電源62c向 以與初級側(cè)低電壓級電源62c不同的電壓級（例如比12V級高的48V級）動作的初級側(cè)高 電壓級負載61a供給由在電源電路10構(gòu)成的初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路20升壓后的電力。作為初級 偵電壓級電源62c的具體例，可列舉鉛電池等二次電池。
[0017] 電源裝置101例如具有連接次級側(cè)高電壓級負載61b以及次級側(cè)高電壓級電源 62b的第3輸入輸出端口 60b和連接次級側(cè)低電壓級負載61d的第4輸入輸出端口 60d作 為次級側(cè)端口。次級側(cè)高電壓級電源62b向以與次級側(cè)高電壓級電源62b相同的電壓級 (例如比12V級以及48V級高的288V級）動作的次級側(cè)高電壓級負載61b供給電力。另 外,次級側(cè)高電壓級電源62b向以與次級側(cè)高電壓級電源62b不同的電壓級（例如比288V 級低的72V級）動作的次級側(cè)低電壓級負載61d供給由在電源電路10構(gòu)成的次級側(cè)轉(zhuǎn)換 電路30降壓后的電力。作為次級側(cè)高電壓級電源62b的具體例，可列舉鋰離子電池等二次 電池。
[0018] 電源電路10是具有上述4個輸入輸出端口，并具有從上述4個輸入輸出端口中選 擇任意的2個輸入輸出端口，在該2個輸入輸出端口間進行電力轉(zhuǎn)換的功能的電力轉(zhuǎn)換電 路。另外，具備電源電路10的電源裝置101也可以是具有至少3個以上的多個輸入輸出端 口，并能夠在至少3個以上的多個輸入輸出端口中任意2個輸入輸出端口間轉(zhuǎn)換電力的裝 置。例如，電源電路10可以是具有不包含第4輸入輸出端口 60d的3個輸入輸出端口的電 路。
[0019] 端口電力Pa、Pc、Pb、Pd分別是第1輸入輸出端口 60a、第2輸入輸出端口 60c、第 3輸入輸出端口 60b、第4輸入輸出端口 60d的輸入輸出電力（輸入電力或輸出電力）。端 口電壓Va、Vc、Vb、Vd分別是第1輸入輸出端口 60a、第2輸入輸出端口 60c、第3輸入輸出 端口 60b、第4輸入輸出端口 60d的輸入輸出電壓（輸入電壓或輸出電壓）。端口電流la、 Ic、Ib、Id分別是第1輸入輸出端口 60a、第2輸入輸出端口 60c、第3輸入輸出端口 60b、第 4輸入輸出端口 60d的輸入輸出電流（輸入電流或輸出電流）。
[0020] 電源電路10具備設置于第1輸入輸出端口 60a的電容器C1、設置于第2輸入輸出 端口 60c的電容器C3、設置于第3輸入輸出端口 60b的電容器C2以及設置于第4輸入輸 出端口 60d的電容器C4。作為電容器C1、C2、C3、C4的具體例，可列舉薄膜電容、鋁電解電 容，陶瓷電容、固體高分子電容等。
[0021] 電容器C1被插入于第1輸入輸出端口 60a的高電位側(cè)的端子613和第1輸入輸出 端口 60a以及第2輸入輸出端口 60c的低電位側(cè)的端子614之間。電容器C3被插入于第 2輸入輸出端口 60c的高電位側(cè)的端子616和第1輸入輸出端口 60a以及第2輸入輸出端 口 60c的低電位側(cè)的端子614之間。電容器C2被插入于第3輸入輸出端口 60b的高電位 側(cè)的端子618和第3輸入輸出端口 60b以及第4輸入輸出端口 60d的低電位側(cè)的端子620 之間。電容器被插入于第4輸入輸出端口 60d的高電位側(cè)的端子622和第3輸入輸出 端口 60b以及第4輸入輸出端口 60d的低電位側(cè)的端子620之間。
[0022] 電容器C1、C2、C3、C4可以設置于電源電路10的內(nèi)部，也可以設置于電源電路10 的外部。
[0023] 電源電路10是構(gòu)成為包含初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路20和次級側(cè)轉(zhuǎn)換電路30的電力轉(zhuǎn)換 電路。另外，初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路20和次級側(cè)轉(zhuǎn)換電路30經(jīng)由初級側(cè)磁耦合電抗器204以及 次級側(cè)磁耦合電抗器304而連接，且通過變壓器400 (中心抽頭式變壓器）進行磁耦合。由 第1輸入輸出端口 60a以及第2輸入輸出端口 60c構(gòu)成的初級側(cè)端口和由第3輸入輸出端 口 60b以及第4輸入輸出端口 60d構(gòu)成的次級側(cè)端口經(jīng)由變壓器400而連接。
[0024] 初級側(cè)轉(zhuǎn)換電路20是構(gòu)成為包含初級側(cè)全橋電路200、第1輸入輸出端口 60a和 第2輸入輸出端口 60的初級側(cè)電路。初級側(cè)全橋電路200是構(gòu)成為包含變壓器400的初 級側(cè)線圈202、初級側(cè)磁耦合電抗器204、初級側(cè)第1上臂U1、初級側(cè)第1下臂/U1、初級側(cè) 第2上臂VI和初級側(cè)第2下臂/VI的初級側(cè)電力轉(zhuǎn)換部。這里，初級側(cè)第1上臂U1、初級 側(cè)第1下臂/U1、初級側(cè)第2上臂VI和初級側(cè)第2下臂/VI分別例如是構(gòu)成為包含N溝道 型M0SFET和作為該M0SFET的寄生元件的體二極管的開關(guān)元件。也可以與該M0SFET并聯(lián) 地追加連接二極管。
[0025] 初級側(cè)全橋電路200具有與第1輸入輸出端口 60a的高電位側(cè)的端子613連接的 初級側(cè)正極母線298和與第1輸入輸出端口 60a以及第2輸入輸出端口 60c的低電位側(cè)的 端子614連接的初級側(cè)負極母線299。
[0026] 在初級側(cè)正極母線298和初級側(cè)負極母線299之間，安裝有將初級側(cè)第1上臂U1 和初級側(cè)第1下臂/U1串聯(lián)連接的初級側(cè)第1臂電路207。初級側(cè)第1臂電路207是能夠 進行基于初級側(cè)第1上臂U1以及初級側(cè)第1下臂/U1的接通斷開的開關(guān)動作的電力轉(zhuǎn)換 動作的初級側(cè)第1電力轉(zhuǎn)換電路部（初級側(cè)U相電力轉(zhuǎn)換電路部）。并且，在初級側(cè)正極母 線298和初級側(cè)負極母線299之間，與初級側(cè)第1臂電路207并聯(lián)地安裝有將初級側(cè)第2 上臂VI和