電力變換裝置及使用它的電池充電裝置制造方法
【專利摘要】在輸出端子上連接電感性元件的電力變換裝置中，具備：變壓器，交替地感應(yīng)出第1電壓和第2電壓；全橋電路，插入在將變壓器與電感性元件連結(jié)的電力供給路徑中，將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第1臂及第2臂相互并聯(lián)連接而成；控制電路，控制構(gòu)成全橋電路的各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟關(guān)閉；控制電路在電壓V2是第1電壓的期間中使第1臂及第2臂的至少一方的各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟，該開(kāi)啟的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pon、電壓V2是第1電壓的期間的長(zhǎng)度PX、從開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束期到電壓V2從第1電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)的長(zhǎng)度PS、各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度α、體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度β滿足Pon>（β/α）PS，0≦PS<α及Pon+PS≦PX的關(guān)系。
【專利說(shuō)明】電力變換裝置及使用它的電池充電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備由電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor:以下記作FET)構(gòu)成的全橋電路的電力變換裝置及電池充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有一種具備變壓器及整流電路、在輸出端子上連接電感性元件的電力變換裝置(例如專利文獻(xiàn)I)。圖20是表示有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了在搭載在具備主電池及副電池的電動(dòng)汽車(chē)中的電池充電裝置中使用該電力變換裝置的例子。
[0003]專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的電池充電裝置具備連接在外部電源9001上的電源電路9002、變壓器9003、二次側(cè)電路9004、插入在二次側(cè)電路9004與主電池9005之間的平滑電路9006、導(dǎo)通角調(diào)整電路9007、和插入在導(dǎo)通角調(diào)整電路9007與副電池9009之間的整流平滑電路9008。
[0004]在主電池9005的充電時(shí)，將繼電器9010連接在電容器9011側(cè)。并且，二次側(cè)電路9004將晶體管9004a、9004b的兩者關(guān)閉，使用這些體二極管，進(jìn)行作為將在變壓器9003的二次繞線9003a中激勵(lì)出的交流電壓變換為直流電壓的整流電路的動(dòng)作。另一方面，在副電池9009的充電時(shí)，將繼電器9010連接到作為電感性元件的扼流線圈9012側(cè)。并且，二次側(cè)電路9004通過(guò)重復(fù)晶體管9004a開(kāi)啟而晶體管9004b關(guān)閉的狀態(tài)、和晶體管9004a關(guān)閉而晶體管9004b開(kāi)啟 的狀態(tài)，進(jìn)行將直流電壓變換為交流電壓的動(dòng)作。這樣，由變壓器9003及二次側(cè)電路9004構(gòu)成的電力變換裝置能夠?qū)⑤斎氲碾妷哼M(jìn)行交直變換。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平8 — 154311號(hào)公報(bào)
[0008]發(fā)明概要
[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]在上述以往的電力變換裝置中，要求抑制從電力變換裝置發(fā)生的噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]所以，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制噪聲的發(fā)生的電力變換裝置及電池充電
>J-U ρ?α裝直。
[0012]在本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的電力變換裝置，是在輸出端子上連接電感性元件的電力變換裝置，具備:變壓器，交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓和與該第I電壓不同的第2電壓；全橋電路，插入在將上述變壓器與上述電感性元件連結(jié)的電力供給路徑中，是將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第I臂及第2臂相互并聯(lián)連接而成的；以及控制電路，對(duì)構(gòu)成上述全橋電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟及關(guān)閉進(jìn)行控制；在上述變壓器中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟；在將使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pm、將上述變壓器中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Px、將從上述開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述第I電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps、將上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為α、將上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為β的情況下，Pm、Px、Ps、α及β滿足Ροη> (β/α )PS，且O蘭Ps〈 α ,且Pon+Ps ^ Px的關(guān)系。
[0013]發(fā)明效果[0014]根據(jù)在本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的電力變換裝置，能夠降低在變壓器中發(fā)生的浪涌電壓，結(jié)果能夠降低從電力變換裝置發(fā)生的噪聲。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的電池充電裝置1000的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0016]圖2 Ca)~圖2 (O)是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的第I期間的時(shí)序圖的圖。
[0017]圖3 (a)、圖3 (b)是將圖2所示的時(shí)序圖的特征部分放大表示的圖，圖3 (C)是使晶體管401、404具備的體二極管的狀態(tài)與對(duì)于晶體管401~404的控制信號(hào)波形(圖3(a))及電壓V2的變化(圖3 (b))對(duì)應(yīng)而表示的圖，圖3 (d)是表示晶體管402、403具備的體二極管的狀態(tài)的圖。
[0018]圖4 (a)、圖4 (b)是用來(lái)說(shuō)明晶體管401~404具備的體二極管的特性的時(shí)序圖。
[0019]圖5 (a)、圖5 (b)是表示理想狀態(tài)下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。
[0020]圖6 (a)、圖6 (b)是表示理想狀態(tài)下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。
[0021]圖7 (a)、圖7 (b)是用來(lái)對(duì)實(shí)際情況下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0022]圖8 (a)是表示從D期間的開(kāi)始時(shí)點(diǎn)起到正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始時(shí)點(diǎn)為止的期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖，圖8 (b )是表示正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。
[0023]圖9是表示使開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期變化的情況下的在第I 二次繞線中發(fā)生的浪涌電壓變化量的曲線圖。
[0024]圖10 (a)~圖10 (d)是表不有關(guān)比較例的時(shí)序圖的圖。
[0025]圖11 (a)~圖11 Cd)是表不有關(guān)第I實(shí)施方式的另一例的時(shí)序圖的圖。
[0026]圖12 (a)~圖12 (C)是表不有關(guān)第I實(shí)施方式的另一例的時(shí)序圖的圖。
[0027]圖13 (a)~圖13 Cd)是用來(lái)研究開(kāi)啟狀態(tài)期間的位置的圖。
[0028]圖14 (a)~圖14 (e)是將能得到浪涌電壓降低效果的情況下的開(kāi)啟狀態(tài)期間的一例總結(jié)的圖。
[0029]圖15 (a)~圖15 (C)是將不能得到浪涌電壓降低效果的情況下的開(kāi)啟狀態(tài)期間的一例總結(jié)的圖。[0030]圖16 (a)~圖16 (ο)是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的第2期間的時(shí)序圖的圖。
[0031]圖17 Ca)~圖17 (O)是表示有關(guān)第2實(shí)施方式的第I期間的時(shí)序圖的圖。
[0032]圖18 (a)是表示不開(kāi)啟晶體管401~404的情況下的電壓V1、V2的波形的圖，圖18 (b)是表示按照有關(guān)第2實(shí)施方式的時(shí)序圖(圖17)使電池充電裝置動(dòng)作的情況下的電壓V1、V2的波形的圖。
[0033]圖19是表示有關(guān)第3實(shí)施方式的電池充電裝置3000的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0034]圖20是表示有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0035]圖21是表示本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】考慮的有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電力變換裝置的改良例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]在有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電力變換裝置中，為變壓器9003的二次繞線9003a包括中央抽頭9013的結(jié)構(gòu)。因此，從變壓器9003引出的端子數(shù)增加到3條，有電力變換裝置大型化的問(wèn)題。
[0037]所以，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】考慮了將二次側(cè)電路做成以下這樣的結(jié)構(gòu)。圖21是表示本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】考慮的、有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電力變換裝置的改良例的電路圖。在本改良例中，將二次側(cè)電路9004A做成了由晶體管9004c、9004d構(gòu)成的第I臂、和由晶體管9004e、9004f構(gòu)成的第2臂相互并聯(lián)連接而成的全橋電路。由于全橋電路的輸入側(cè)端子是兩條，所以從變壓器9003A的二次繞線9003b引出的端子也兩條就足夠。這樣，能夠保持交直變換功能原樣不變地使變壓器9003A成為不包含中央抽頭的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，能夠使變壓器9003A小型化。進(jìn)而，由于變壓器9003A在構(gòu)成電力變換裝置的零件中是大型的零件，所以通過(guò)使變壓器9003A小型化，能實(shí)現(xiàn)電力·變換裝置整體的大幅的小型化。
[0038]在主電池9005的充電時(shí)使二次側(cè)電路9004A作為整流電路動(dòng)作的情況下，將晶體管9004c~9004f全部關(guān)閉，使電流流到這些體二極管中。但是，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】銳意研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在作為整流電路動(dòng)作時(shí)單單進(jìn)行這樣的動(dòng)作的情況下，在變壓器9003A中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的瞬間，有可能在變壓器9003A中發(fā)生較大的浪涌電壓。浪涌電壓由于可能成為噪聲源，所以可能成為從電力變換裝置發(fā)生的噪聲增大的原因。進(jìn)而，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】還得到了如下認(rèn)識(shí):該較大的浪涌電壓是起因于在變壓器9003A中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的瞬間或在即將發(fā)生轉(zhuǎn)變之前在晶體管9004c~9004f的體二極管中流過(guò)電流。
[0039]所以，在本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的電力變換裝置中，在變壓器中感應(yīng)的電壓是第I電壓的期間中所包含的開(kāi)啟狀態(tài)期間中，進(jìn)行將構(gòu)成第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的各晶體管開(kāi)啟的控制。這里，將在變壓器中感應(yīng)的電壓是第I電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Px，將從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps，將晶體管的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為α，將下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為β ο并且，設(shè)定開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm、Px、Ps、a及^以滿足^打。)(β/α )PS, (B)
O^ Ps< a及(C) Pon+Ps ^ Px的全部3個(gè)關(guān)系。
[0040]基于上述定義，開(kāi)啟狀態(tài)期間中的體二極管的下降量(電流的下降量)用Ρ?/β表示。另一方面，在從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間中，晶體管是關(guān)閉的，體二極管轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)啟狀態(tài)。因此，從開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束期起到在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間(Ps)中的體二極管的上升量(電流的上升量)用Ps/α表示。
[0041]在本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的電力變換裝置中，使從開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期起到在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間中的體二極管的下降量比上升量大。即，通過(guò)滿足(Pm/i3 ? (Ps/a )的關(guān)系，在進(jìn)行了一般的控制的情況下在體二極管中流過(guò)電流的期間中，基本上能夠使體二極管成為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)。通過(guò)這樣，與使體二極管成為完全上升的狀態(tài)的情況相比，能夠使流到晶體管的體二極管中的電流量減少。結(jié)果，能夠降低在變壓器中發(fā)生的浪涌電壓。另外，通過(guò)將上述(Ρ?/β)> (Ps/a)的關(guān)系式對(duì)Pm整理，能得到(A)的關(guān)系式。
[0042]但是，即使?jié)M足(A)的關(guān)系式，在Ps是體二極管的上升時(shí)間α以上的情況下，在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，體二極管將完全上升。因此，使從開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束期起到在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間(Ps)比體二極管的上升時(shí)間α短。即，通過(guò)滿足上述(B)的關(guān)系式，能夠使得在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)、體二極管成為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)。
[0043]此外，如上述(C)那樣Pm與Ps的總和為Px以下、即開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期，為在變壓器中感應(yīng)的電壓從第2電壓向第I電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)以后。假如在變壓器中感應(yīng)的電壓是第2電壓的期間中將構(gòu)成臂的各晶體管開(kāi)啟的情況下，這些晶體管間短路，但通過(guò)使得滿足(C)的關(guān)系式，能夠防止短路。
[0044]因而，根據(jù)在本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的電力變換裝置，能夠降低在變壓器中發(fā)生的浪涌電壓，結(jié)果能夠降低從電力變換裝置發(fā)生的噪聲。
[0045]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]〈〈第I實(shí)施方式y(tǒng)>
[0047][電池充電裝置的結(jié)構(gòu)]
[0048]圖1是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的電池充電裝置1000的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0049]電池充電裝置1000具備功率因數(shù)改善電路1、DC/AC逆變器2、變壓器3、二次側(cè)電路4、第I平滑電路5、扼流線圈短路電路6、導(dǎo)通角調(diào)整電路7、整流電路8、第2平滑電路
9、控制電路10。此外，由變壓器3的第I 二次繞線302、二次側(cè)電路4及控制電路10構(gòu)成電力變換裝置。
[0050]電池充電裝置1000與專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的電池充電裝置同樣，例如搭載在具備主電池MBA及副電池SBA的電動(dòng)汽車(chē)中。主電池MBA輸出比副電池SBA高的電壓。主電池MBA是用來(lái)對(duì)行駛用馬達(dá)供電的，副電池SBA是用來(lái)對(duì)前照燈、雨刮器、各種電子儀器等的輔助設(shè)備類供電的。
[0051 ] 一般是主電池MBA被從商用的外部電源AC經(jīng)由充電電路充電，副電池SBA被從主電池MBA經(jīng)由電力變換電路充電的結(jié)構(gòu)。充電電路及電力變換電路雖然輸入輸出的電壓規(guī)格不同，但是在功能、結(jié)構(gòu)上有類似的點(diǎn)。因此，通過(guò)使二次側(cè)電路4兼具有充電電路及電力變換電路的功能，實(shí)現(xiàn)了電池充電裝置的小型化、低成本化。
[0052] 電池充電裝置1000也與上述的一般結(jié)構(gòu)同樣，在與外部電源AC連接的期間中，從外部電源AC將主電池MBA和副電池SBA充電。在沒(méi)有與外部電源AC連接的期間、例如電動(dòng)汽車(chē)的行駛時(shí)，從主電池MBA將副電池SBA充電。以下，設(shè)從外部電源AC將主電池MBA和副電池SBA充電的期間為第I期間，設(shè)從主電池MBA將副電池SBA充電的期間為第2期間。
[0053]〈外部電源AC〉
[0054]外部電源AC例如是設(shè)置在住宅等中的AC100?250 [V]的商用電源。
[0055]〈主電池MBA>
[0056]主電池MBA例如將多個(gè)鋰離子電池單元連接而構(gòu)成，根據(jù)自身的充電狀態(tài)而產(chǎn)生例如250?350 [V]的電壓。在第I期間中，將主電池MBA例如充電至Ij 350 [V]。
[0057]< 副電池 SBA>
[0058]副電池SBA例如是額定12 [V]的鉛電池。副電池SBA在第I期間中被從外部電源AC充電，在第2期間中被從主電池MBA充電。
[0059]<功率因數(shù)改善電路1>
[0060]功率因數(shù)改善電路I連接在外部電源AC上，由二極管電橋101、扼流線圈102、晶體管103、二極管104、電容器105構(gòu)成。功率因數(shù)改善電路I是一般的功率因數(shù)改善電路。
[0061]功率因數(shù)改善電路I在第I期間中，通過(guò)基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)將晶體管103開(kāi)啟關(guān)閉，將從外部電源AC供給的交流電壓例如變換為380 [V]的直流電壓。在第2期間中，不進(jìn)行將交流電壓變換為直流電壓的動(dòng)作，為停止?fàn)顟B(tài)。
[0062]作為晶體管103,可以舉出例如金屬一絕緣體一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal —Insulator — Semiconductor Field Effect Transistor,MISFET)、金屬一氧化物一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal — Oxide — Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)、金屬一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal — Semiconductor Field Effect Transistor,MESFET)、結(jié)型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Junction Field Effect Transistor, JFET)、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate BiPolar Transistor, IGBT)等。
[0063]〈DC/AC 逆變器 2>
[0064]DC/AC逆變器2通過(guò)將由串聯(lián)連接的晶體管201、202構(gòu)成的臂、和由串聯(lián)連接的晶體管203、204構(gòu)成的臂并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成。在晶體管201?204中分別內(nèi)置有體二極管。由功率因數(shù)改善電路I和DC/AC逆變器2構(gòu)成連接在外部電源上、產(chǎn)生交流電壓的電源電路。電源電路將從外部電源AC供給的交流電壓升壓，以將主電池MBA充電。
[0065]作為晶體管201?204，例如使用金屬一絕緣體一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一氧化物一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、結(jié)型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管。
[0066]DC/AC逆變器2在第I期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，例如以100 [kHz]的頻率依次對(duì)晶體管201、204是開(kāi)啟而晶體管202、203是關(guān)閉的期間、晶體管201?204全部是關(guān)閉的期間、晶體管201、204是關(guān)閉而晶體管202、203是開(kāi)啟的期間、晶體管201?204全部是關(guān)閉的期間進(jìn)行重復(fù)。由此，將從功率因數(shù)改善電路I供給的直流電壓例如變換為100 [kHz]的交流電壓。
[0067]第2期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，將晶體管201、202、203、204全部關(guān)閉，不進(jìn)行將直流電壓變換為交流電壓的動(dòng)作，設(shè)為停止?fàn)顟B(tài)。
[0068]<變壓器3>[0069]變壓器3具有一次繞線301、第I 二次繞線302、第2 二次繞線303，一次繞線301連接在DC/AC逆變器2上。
[0070]一次繞線301的兩端分別連接在晶體管201與晶體管202的連接點(diǎn)及晶體管203與晶體管204的連接點(diǎn)上。
[0071]第I 二次繞線302的兩端分別連接在晶體管401與晶體管402的連接點(diǎn)及晶體管403與晶體管404的連接點(diǎn)上。第I 二次繞線302被交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓和與該第I電壓不同的第2電壓。進(jìn)而，在第2電壓中，有作為超過(guò)第I電壓的有限值的、正側(cè)的第2電壓，和作為不到第I電壓的有限值的、負(fù)側(cè)的第2電壓。在本實(shí)施方式中，作為一例而設(shè)第I電壓(基準(zhǔn)電壓)為O [V]，設(shè)正側(cè)的第2電壓為380 [V]，設(shè)負(fù)側(cè)的第2電壓為-380 [V]。
[0072]第2 二次繞線303的兩端分別連接在構(gòu)成導(dǎo)通角調(diào)整電路7的晶體管701、702的漏極端子上。在本實(shí)施方式中，假設(shè)一次繞線301、第I 二次繞線302、第2 二次繞線303的匝數(shù)比是5:5:1。
[0073]變壓器3在第I期間中將在一次繞線301中感應(yīng)出的電壓向第I 二次繞線302及第2 二次繞線303傳遞。在第2期間中，將在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的電壓向第2 二次繞線303傳遞。
[0074]< 二次側(cè)電路4>
[0075]將二次側(cè)電路4插入到將變壓器3與后述的作為電感性元件的扼流線圈501結(jié)合的電力供給路徑中。更詳細(xì)地講，插入到將第I 二次繞線302與主電池MBA連結(jié)的電力供給路徑中。二次側(cè)電路4通過(guò)將由串聯(lián)連接的晶體管401、402構(gòu)成的第I臂和由串聯(lián)連接的晶體管403、404構(gòu)成的第2臂相互并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成。作為晶體管401?404,例如使用金屬一絕緣體一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一氧化物一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、結(jié)型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管等的電場(chǎng)效應(yīng)晶體管，分別內(nèi)置有體二極管。此外，在晶體管401?404中全部使用規(guī)格相同的元件。
[0076]由晶體管401、402構(gòu)成的第I臂連接在第I 二次繞線302的一端上，由晶體管403、404構(gòu)成的第2臂連接在第I 二次繞線302的另一端上。
[0077]如上述那樣，通過(guò)將二次側(cè)電路4用全橋電路構(gòu)成，能夠在保持有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電池充電裝置具有的、向主電池和副電池的同時(shí)充電功能及從主電池向副電池的充電功能不變的狀態(tài)下，形成第I 二次繞線302不包含中央抽頭的結(jié)構(gòu)。能夠削減從第I 二次繞線302引出的端子數(shù)，結(jié)果能夠使變壓器3小型化。
[0078]此外，在電流量較小但電壓較高的相當(dāng)于向主電池的電力供給路徑的第I 二次繞線302中，從絕緣的觀點(diǎn)，需要使從第I 二次繞線302引出的端子彼此的距離變長(zhǎng)。因此，通過(guò)削減從第I 二次繞線302引出的端子數(shù)帶來(lái)的變壓器3的小型化的效果變得更大。進(jìn)而，變壓器3由于在構(gòu)成電力變換裝置的零件中是大型的零件，所以通過(guò)使變壓器3小型化，能夠期待電力變換裝置整體的大幅的小型化。
[0079]另外，通過(guò)使二次側(cè)電路4為全橋電路，二次側(cè)電路4中包含的晶體管的數(shù)量增力口，但由于晶體管在構(gòu)成電力變換裝置的零件中是小型的零件，所以給電力變換裝置的大小帶來(lái)的影響較小。
[0080]二次側(cè)電路4在第I期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，將在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的交流電壓整流。并且，將整流后的電壓向第I平滑電路5供給。該整流動(dòng)作通過(guò)控制晶體管401?404的開(kāi)啟及關(guān)閉來(lái)進(jìn)行，但此時(shí)，在本實(shí)施方式中進(jìn)行特別的控制。通過(guò)進(jìn)行該特別的控制，能夠降低在變壓器3的第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓，結(jié)果，能夠降低從電力變換裝置發(fā)生的噪聲。關(guān)于該特別的控制的詳細(xì)情況，在后面的[電池充電裝置的動(dòng)作]項(xiàng)中詳細(xì)地說(shuō)明。
[0081]在第2期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，例如以100 [kHz]的頻率依次使晶體管401、404是開(kāi)啟而晶體管402、403是關(guān)閉的期間、晶體管401?404全部是關(guān)閉的期間、晶體管401、404是關(guān)閉而晶體管402、403是開(kāi)啟的期間、晶體管401?404全部是關(guān)閉的期間重復(fù)。由此，將來(lái)自主電池MBA的直流電壓變換為100 [kHz]的交流電壓，向第I 二次繞線302供給，以將副電池SBA充電。
[0082]〈第I平滑電路5、扼流線圈短路電路6>
[0083]平滑電路5由作為電感性元件的扼流線圈501與電容器502的串聯(lián)電路構(gòu)成。扼流線圈短路電路6由繼電器構(gòu)成。
[0084]在第I期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，扼流線圈短路電路6進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作。結(jié)果，平滑電路5作為扼流線圈501和電容器502的濾波電路作用，在電容器502中產(chǎn)生規(guī)定的直流電壓。
[0085]在第2期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)，扼流線圈短路電路6進(jìn)行短路動(dòng)作。由此，扼流線圈501被扼流線圈短路電路6短路，平滑電路5作為單純的電容器發(fā)揮功能。
[0086]〈導(dǎo)通角調(diào)整電路7>
[0087]導(dǎo)通角調(diào)整電路7被插入到將第2 二次繞線303與副電池SBA連結(jié)的電力供給路徑中，由晶體管701、702構(gòu)成。導(dǎo)通角調(diào)整電路7的輸入側(cè)連接在第2 二次繞線303上，輸出側(cè)連接在整流電路8上。晶體管701、702各自的漏極端子連接在第2 二次繞線303的兩端上。在晶體管701、702中，例如使用金屬一絕緣體一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一氧化物一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、金屬一半導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、結(jié)型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管。
[0088]導(dǎo)通角調(diào)整電路7在第I期間中，調(diào)整在第2 二次繞線303中感應(yīng)的交流電壓的導(dǎo)通角，以將副電池SBA充電。具體而言，通過(guò)基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)進(jìn)行晶體管701、702的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，重復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)。在導(dǎo)通狀態(tài)下，將在第2 二次繞線303中感應(yīng)的交流電壓向整流電路8供給，在非導(dǎo)通狀態(tài)下，不進(jìn)行該交流電壓的向整流電路8的供給。
[0089]在本實(shí)施方式的第I期間中，匹配于由二次側(cè)電路4進(jìn)行特別的控制而進(jìn)行控制，以使導(dǎo)通角調(diào)整電路7成為導(dǎo)通狀態(tài)。通過(guò)進(jìn)行這樣的控制，將在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓分散到第2 二次繞線303中，所以能夠進(jìn)一步降低在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓。關(guān)于其詳細(xì)情況，在后面的[電池充電裝置的動(dòng)作]項(xiàng)中進(jìn)行說(shuō)明。
[0090]在第2期間中，基于來(lái)自控制電路10的信號(hào)調(diào)整在第2 二次繞線303中感應(yīng)的交流電壓的導(dǎo)通角，以得到用來(lái)向副電池SBA供給的交流電壓。具體而言，將晶體管701、702開(kāi)啟，將在第2 二次繞線303中感應(yīng)出的交流電壓原樣向整流電路8供給。
[0091]〈整流電路8>
[0092]整流電路8是二極管801、二極管802的各自的陽(yáng)極端子相互連接的串聯(lián)電路。二極管801的陰極端子連接在晶體管701的源極端子上，二極管802的陰極端子連接在晶體管702的源極端子上。
[0093]整流電路8不論第I期間、第2期間都將來(lái)自導(dǎo)通角調(diào)整電路7的交流電壓整流，向第2平滑電路9供給。
[0094]〈第2平滑電路9>
[0095]第2平滑電路9由扼流線圈901、902和電容器903構(gòu)成。扼流線圈901和扼流線圈902的一端相互連接，各自的另一端連接在晶體管701與二極管801的連接點(diǎn)、晶體管702與二極管802的連接點(diǎn)上。電容器903連接在扼流線圈901、902的連接點(diǎn)、和二極管801,802的連接點(diǎn)上。
[0096]第2平滑電路9不論第I期間、第2期間都根據(jù)在第2 二次繞線303中感應(yīng)的交流電壓的極性，作為由扼流線圈901和電容器903構(gòu)成的濾波電路、以及由扼流線圈902和電容器903構(gòu)成的濾波電路發(fā)揮作用，使電容器903的兩端產(chǎn)生規(guī)定的直流電壓。
[0097]〈控制電路10>
[0098]控制電路10控制功率因數(shù)改善電路1、DC/AC逆變器2、二次側(cè)電路4、扼流線圈短路電路6、導(dǎo)通角調(diào)整電路7的動(dòng)作。
[0099]控制電路10例如由微控制器(Micro Controller Unit (MCU))等的數(shù)字電路、和驅(qū)動(dòng)電池充電裝置1000中包含的各晶體管的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。此外，控制電路10還具備讀取電容器105、電容器502及電容器903的兩端電壓的機(jī)構(gòu)。
[0100]在第I期間中，控制功率因數(shù)改善電路I的晶體管103的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器105的兩端電壓為380[V]。此外，控制DC/AC逆變器2的晶體管201?204的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器502的兩端電壓成為與主電池MBA的充電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電壓。
[0101]關(guān)于對(duì)二次側(cè)電路4的控制，進(jìn)行控制，以除了進(jìn)行上述特別的控制的期間以外基本上將晶體管401?404全部關(guān)閉、進(jìn)行使用它們的體二極管的整流動(dòng)作。
[0102]進(jìn)而，控制電路10通過(guò)控制導(dǎo)通角調(diào)整電路7的晶體管701、702的開(kāi)啟關(guān)閉、控制導(dǎo)通角調(diào)整電路7的導(dǎo)通狀態(tài)及非導(dǎo)通狀態(tài)，使電容器903的兩端電壓例如成為14[V]。此時(shí)，匹配于在二次側(cè)電路4中進(jìn)行特別的控制而控制導(dǎo)通角調(diào)整電路7以使其成為導(dǎo)通狀態(tài)。并且，使扼流線圈短路電路6成為開(kāi)放狀態(tài)。
[0103]在第2期間中，控制二次側(cè)電路4的晶體管401?404的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器903的兩端電壓例如成為14[V]。此外，將晶體管103、201?204關(guān)閉，以使功率因數(shù)改善電路I及DC/AC逆變器2成為停止?fàn)顟B(tài)。扼流線圈短路電路6為短路狀態(tài)，將導(dǎo)通角調(diào)整電路7的晶體管701、702開(kāi)啟，以將在第2 二次繞線303中感應(yīng)出的交流電壓向副電池SBA供給。
[0104][電池充電裝置的動(dòng)作]
[0105]〈第I期間〉
[0106](概略)
[0107]圖2是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的第I期間的時(shí)序圖的圖。
[0108]圖2 (a)、圖2 (b)、圖2 (C)、圖2 (d)是分別表示從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管201、202、203、204的控制信號(hào)的波形的圖。圖2 (e)、圖2 (f)、圖2 (g)、圖2 (h)是分別表示從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管401、402、403、404的控制信號(hào)的波形的圖。圖2(i)是表示對(duì)于扼流線圈短路電路6的控制信號(hào)的波形的圖。圖2 (j)、圖2 (k)是分別表示對(duì)于晶體管701、702的控制信號(hào)的波形的圖。圖2 (I)、圖2 (m)、圖2 (η)、圖2 (ο)是分別表示在一次繞線301中感應(yīng)的電壓(一次繞線301的兩端電壓)V1、在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓(第I 二次繞線302的兩端電壓)V2、在第2 二次繞線303中感應(yīng)的電壓(第2二次繞線303的兩端電壓)V3、導(dǎo)通角調(diào)整電路7通過(guò)后的電壓V4的變化的圖。另外，該電壓Vl?V4在圖1中也圖示了。
[0109]如圖2 (a)、圖2 (b)、圖2 (C)、圖2 (d)所示，控制電路10控制晶體管201?204的占空比，以使電容器502的兩端電壓成為與主電池的充電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電壓。由此，對(duì)一次繞線301施加圖2 (I)所示的波形。電壓Vl的波高值依存于功率因數(shù)改善電路I的輸出電壓，這里假設(shè)是380 [V]。
[0110]在第I期間中，二次側(cè)電路4進(jìn)行使用體二極管的整流動(dòng)作。因此，如圖2 Ce),圖2 (f)、圖2 (g)、圖2 (h)所示，除了一部分期間以外，基本上將晶體管401?404全部關(guān)閉。在該“一部分期間”中，進(jìn)行上述特別的控制。
[0111]在第I期間中，由于使扼流線圈短路電路6為開(kāi)放狀態(tài)，所以如圖2 (i)所示，扼流線圈短路電路是關(guān)閉。
[0112]在第I 二次繞線302、第2 二次繞線303中，分別感應(yīng)出圖2 (m)、圖2 (η)所示的波形的電壓。電壓V2的波高值依存于一次繞線301與第I 二次繞線302的匝數(shù)比。如上述那樣，在本實(shí)施方式中，由于使一次繞線301與第I 二次繞線302的匝數(shù)比為5:5，所以電壓V2的波高值與電壓Vl同樣為380 [V]。
[0113]電壓V3的波高值依存于一次繞線301與第2 二次繞線303的匝數(shù)比。如上述那樣，一次繞線301與第2 二次繞線303的匝數(shù)比是5:1，所以電壓V3的波高值為380/5=76[V]。
[0114]此外，如圖2 (j)、圖2 (k)所示，控制電路10控制晶體管701、702的占空比，以使電容器903的兩端電壓成為14 [V]。此時(shí)，匹配于在二次側(cè)電路4中進(jìn)行特別的控制而將導(dǎo)通角調(diào)整電路7控制為導(dǎo)通狀態(tài)，S卩，使晶體管701、702成為開(kāi)啟。進(jìn)而，如圖2 (ο)所示，通過(guò)導(dǎo)通角調(diào)整電路7后的電壓V4的波高值與電壓V3相同，但波形為被縮減了導(dǎo)通角的波形。
[0115](二次側(cè)電路4的詳細(xì)動(dòng)作)
[0116]接著，對(duì)作為本實(shí)施方式的特征部分的二次側(cè)電路4中的特別的控制進(jìn)行說(shuō)明。
[0117]圖3 (a)、圖3 (b)是將圖2所示的時(shí)序圖的特征部分放大表示的圖。圖3 (a)表示從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管401?404的控制信號(hào)的波形，對(duì)應(yīng)于圖2 Ca)?圖2(d)。在本實(shí)施方式的第I期間中，由于對(duì)晶體管401?404的控制信號(hào)的波形是共通的，所以在圖3 (a)中將這些控制信號(hào)一起用I個(gè)表示。圖3 (b)表示電壓V2，對(duì)應(yīng)于圖2 (m)。
[0118]此外，如圖2及圖3所示，在以下的說(shuō)明中，將以電壓V2從O [V]轉(zhuǎn)變?yōu)?80 [V]的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以從380 [V]轉(zhuǎn)變?yōu)镺 [V]的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間設(shè)為A期間。此外，將以電壓V2從380 [V]轉(zhuǎn)變?yōu)镺 [V]的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以從O [V]轉(zhuǎn)變?yōu)?380 [V]的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間設(shè)為B期間。并且，將以電壓V2從O [V]轉(zhuǎn)變?yōu)?380 [V]的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以從-380 [V]轉(zhuǎn)變?yōu)镺 [V]的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間設(shè)為C期間。最后，將以電壓V2從-380 [V]轉(zhuǎn)變?yōu)镺 [V]的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以從O [V]轉(zhuǎn)變?yōu)?80 [V]的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間設(shè)為D期間。
[0119]即，A期間是在第I 二次繞線302中感應(yīng)出作為超過(guò)第I電壓即0[V]的有限值的、正側(cè)的第2電壓的期間，C期間是在第I 二次繞線302中感應(yīng)出作為不到第I電壓(O [V])的有限值的、負(fù)側(cè)的第2電壓的期間。另一方面，B期間及D期間是在第I 二次繞線302中感應(yīng)出第I電壓(O [V])的期間。
[0120]在本實(shí)施方式中，如圖2 (e)、圖2 (f)、圖2 (g)、圖2 (h)及圖3所示，在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的電壓是第I電壓的期間中的體二極管的下降時(shí)間β以上的規(guī)定期間中，將二次側(cè)電路4的晶體管401?404全部開(kāi)啟，該規(guī)定期間是包括從在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起、到向前追溯了晶體管401?404具備的體二極管的上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)為止的期間Pa的一部分或全部的期間。以下，將使該晶體管401?404為開(kāi)啟的期間記作“開(kāi)啟狀態(tài)期間”。以下，將晶體管401?404具備的體二極管的上升時(shí)間α單記作“上升時(shí)間α ”，將晶體管401?404具備的體二極管的下降時(shí)間β單記作“下降時(shí)間β ”。
[0121]開(kāi)啟狀態(tài)期間是在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓為第I電壓的期間，即，在B期間及D期間分別包含的二次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間。在開(kāi)啟狀態(tài)期間中，有B期間中包含的負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間、和D期間中包含的正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間。在本實(shí)施方式中，負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間包括從電壓V2從第I電壓向負(fù)側(cè)的第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起、到向前追溯了上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)為止的期間Pa的全部。另一方面，在本實(shí)施方式中，正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間包括從電壓V2從第I電壓向正側(cè)的第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起、到向前追溯了上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)為止的期間Pa的全部。
[0122]在本實(shí)施方式中，在該負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間及正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中，將二次側(cè)電路4的晶體管401?404全部開(kāi)啟。通過(guò)進(jìn)行這樣的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓的降低。
[0123]這里，使用圖4對(duì)上升時(shí)間α進(jìn)行說(shuō)明。圖4是用來(lái)說(shuō)明晶體管401?404具備的體二極管的特性的時(shí)序圖。圖4 Ca)表示晶體管401?404的狀態(tài)，圖4 (b)表示各晶體管具備的體二極管的狀態(tài)。這里，為了說(shuō)明體二極管的特性，如圖4 (a)所示，對(duì)晶體管401?404是關(guān)閉的期間進(jìn)行圖不。
[0124]以下，使用“順偏(bias) ”及“逆偏”的詞語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明，但本說(shuō)明書(shū)中的“順偏”及“逆偏”只要沒(méi)有特別敘述，就是對(duì)于晶體管而言的順偏及逆偏的意思。對(duì)于晶體管而言的順偏相當(dāng)于對(duì)于二極管而言的逆偏，對(duì)于晶體管而言的逆偏相當(dāng)于對(duì)于二極管而言的順偏。此外，關(guān)于“順?lè)较颉奔啊澳娣较颉钡挠谜Z(yǔ)，也只要沒(méi)有特別敘述，就是對(duì)于晶體管而言的順?lè)较蚣澳娣较虻囊馑肌?br> [0125]如圖4(b)所示，當(dāng)在晶體管上施加了順偏的電壓時(shí)，體二極管是關(guān)閉，而如果被施加逆偏的電壓則成為開(kāi)啟。但是，如果從順偏的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟嫫臓顟B(tài)，則體二極管不是立即上升。為了體二極管完全上升、即體二極管成為開(kāi)啟，需要規(guī)定的時(shí)間。該晶體管401?404具備的體二極管完全上升為止所需要的時(shí)間相當(dāng)于“上升時(shí)間α”。另外，體二極管的上升時(shí)間根據(jù)晶體管的規(guī)格及其他電路元件的常數(shù)等而不同。另外，所謂“體二極管完全上升的狀態(tài)”，不包括體二極管處于從關(guān)閉向開(kāi)啟的轉(zhuǎn)變時(shí)間中的狀態(tài)。
[0126]同樣，為了體二極管完全下降、即體二極管成為關(guān)閉，需要規(guī)定的時(shí)間。該晶體管401?404具備的體二極管完全下降為止所需要的時(shí)間相當(dāng)于“下降時(shí)間β”。另外，體二極管的下降時(shí)間根據(jù)晶體管的規(guī)格及其他電路元件的常數(shù)等而不同。另外，所謂“體二極管完全下降的狀態(tài)”，不包括體二極管處于從開(kāi)啟向關(guān)閉的轉(zhuǎn)變中的狀態(tài)。
[0127](浪涌電壓降低原理)
[0128]首先，使用圖5、圖6，對(duì)理想狀態(tài)下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流進(jìn)行說(shuō)明。
[0129]圖5及圖6是表示理想狀態(tài)下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。圖5 (a)、圖5 (b)、圖6 (a)及圖6 (b)分別表示在圖2所示的A期間、B期間、C期間及D期間中流過(guò)的電流。此外，在圖5及圖6的各圖中，將第I 二次繞線302中包含的漏電感用“Le”的符號(hào)表不。
[0130]在圖5 Ca)所示的A期間中，從第I 二次繞線302沿著漏電感Le、晶體管401的體二極管、扼流線圈501、電容器502、晶體管404的體二極管的路徑流過(guò)電流。在圖5 (b)所示的B期間中，從扼流線圈501沿著電容器502、晶體管402的體二極管、晶體管401的體二極管的路徑、以及從扼流線圈501沿著電容器502、晶體管404的體二極管、晶體管403的體二極管的路徑流過(guò)電流。
[0131]在圖6 (a)所示的C期間中，從第I 二次繞線302沿著晶體管403的體二極管、扼流線圈501、電容器502、晶體管402的體二極管、漏電感Le的路徑流過(guò)電流。在圖6 (b)所示的D期間中，從扼流線圈501沿著電容器502、晶體管402的體二極管、晶體管401的體二極管的路徑、以及從扼流線圈501沿著電容器502、晶體管404的體二極管、晶體管403的體二極管的路徑流過(guò)電流。
[0132]在理想狀態(tài)下，依次重復(fù)圖5 (a)、圖5 (b)、圖6 (a)、圖6 (b)所示的狀態(tài)。但是，實(shí)際上不是將圖5及圖6所示的狀態(tài)單純地重復(fù)，而是在從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間及從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的瞬間，流過(guò)與圖5及圖6所示的電流不同的電流。以下，舉從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間進(jìn)行說(shuō)明。
[0133]圖7是用來(lái)對(duì)實(shí)際的情況下的第I期間中的流到電力變換裝置中的電流進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0134]圖7 (a)是表示實(shí)際的情況下的從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間的、流到電力變換裝置中的電流的圖。在從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間、即電壓V2從O [V]向380 [V]轉(zhuǎn)變的瞬間，如用虛線表示那樣，從第I 二次繞線302沿著漏電感Le、晶體管401的體二極管、晶體管403的體二極管的路徑流過(guò)短路電流。由該虛線表示的短路電流也稱作恢復(fù)電流，倒流流過(guò)晶體管403的體二極管。進(jìn)而，如用單點(diǎn)劃線表示那樣，在從第I 二次繞線302沿著漏電感Le、晶體管402的體二極管、晶體管404的體二極管的路徑中也流過(guò)短路電流。由該單點(diǎn)劃線表示的短路電流倒流流過(guò)晶體管402的體二極管。
[0135]流過(guò)短路電流的現(xiàn)象本身，是即使在作為二極管而使用肖特基勢(shì)壘二極管等的恢復(fù)時(shí)間較短的高速二極管的情況下也會(huì)發(fā)生的。但是，晶體管的體二極管因?yàn)槭请p極型且恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)的二極管，所以流過(guò)特別多的短路電流，此外流過(guò)短路電流的時(shí)間也較長(zhǎng)。
[0136]這里，對(duì)恢復(fù)時(shí)間簡(jiǎn)單地說(shuō)明。考慮從對(duì)于二極管而言順偏(對(duì)于晶體管而言逆偏)的狀態(tài)變化為逆偏(對(duì)于晶體管而言順偏)的狀態(tài)的情況。當(dāng)是對(duì)于二極管而言逆偏的狀態(tài)時(shí)，本來(lái)在二極管中不流過(guò)電流。但是，實(shí)際上，即使成為對(duì)于二極管而言逆偏的狀態(tài)，也在一段期間中在二極管中流過(guò)對(duì)于二極管而言逆方向的電流(對(duì)于晶體管而言順?lè)较?。該電流是短路電流，短路電流流過(guò)的期間是恢復(fù)時(shí)間。該恢復(fù)時(shí)間是二極管中存在的少量載流子為主要的原因而發(fā)生的，是因所謂的少量載流子累積效果帶來(lái)的。
[0137]圖7 (b)是表示短路電流流過(guò)的期間經(jīng)過(guò)后的流到電力變換裝置中的電流的圖。在短路電流流盡后，如圖7 (b)所示那樣回到理想狀態(tài)(圖5 (a)所示的A期間)。但是，當(dāng)回到理想狀態(tài)時(shí)，在漏電感Le中發(fā)生在圖7 (b)中用“ + ”及表示那樣的極性的電壓，以將在短路電流流過(guò)的期間中積存在漏電感Le中的能量釋放。該電壓在A期間中被添加到在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2中，所以在第I 二次繞線302中發(fā)生浪涌電壓。如上述那樣，在作為二極管而使用晶體管的體二極管的情況下流過(guò)特別大的短路電流，所以積存在漏電感Le中的能量也相應(yīng)地變大。結(jié)果，在第I 二次繞線302中發(fā)生更大的浪涌電壓。較大的浪涌電壓成為從電力變換裝置發(fā)生的噪聲的原因。
[0138]另外，在圖7中表示了從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間的狀態(tài)。雖然沒(méi)有特別圖示，但在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的瞬間流過(guò)的短路電流的方向及在漏電感Le中發(fā)生的電壓的極性與圖7所示相反。
[0139]本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】考慮，進(jìn)行控制以使得在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間或在即將轉(zhuǎn)變之前在晶體管的體二極管中流過(guò)電流，為產(chǎn)生較大的短路電流的原因。所以，本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】想到了進(jìn)行在電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間或即將轉(zhuǎn)變之前將晶體管開(kāi)啟而使電流流到不是晶體管的體二極管的溝道中那樣的控制，來(lái)抑制在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓的發(fā)明。
[0140]這里，所謂“電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間或即將轉(zhuǎn)變之前”，相當(dāng)于“在變壓器中感應(yīng)的電壓是第I電壓的期間中的、包括從在變壓器中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起到向前追溯了各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間的時(shí)點(diǎn)為止的期間的一部分或全部的期間、而且是體二極管的下降時(shí)間以上的期間”。在本實(shí)施方式中，進(jìn)行晶體管401?404的控制，以使開(kāi)啟狀態(tài)期間包含與“電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓瞬間或即將轉(zhuǎn)變之前”對(duì)應(yīng)的期間。對(duì)于抑制在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓的原理，使用圖3及圖8進(jìn)行說(shuō)明。
[0141]圖3 (C)是使晶體管401、404具備的體二極管的狀態(tài)與對(duì)于晶體管401?404的控制信號(hào)波形(圖3 (a))及電壓V2的變化(圖3 (b))對(duì)應(yīng)而表示的圖。在本實(shí)施方式中，由于晶體管401、404的動(dòng)作是共通的，所以在圖3 (c)中將它們一起用I個(gè)表示。另一方面，圖3 Cd)是表示晶體管402、403具備的體二極管的狀態(tài)的圖。關(guān)于晶體管402、403也同樣，由于動(dòng)作是共通的，所以一起用I個(gè)表示。
[0142]圖8 (a)是表示在從D期間的開(kāi)始期起到正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期為止的期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。圖8 (b)是表示在正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中的流到電力變換裝置中的電流的圖。
[0143]如圖3 (a)及圖8 (a)所示，在從D期間的開(kāi)始期起到正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期為止的期間中，與在圖6 (b)中說(shuō)明的理想狀態(tài)同樣，晶體管401?404的全部的體二極管是開(kāi)啟狀態(tài)。并且，如圖3 (a)所示，在開(kāi)啟狀態(tài)期間中進(jìn)行控制以將晶體管401?404全部開(kāi)啟。于是，一般與體二極管相比，溝道的開(kāi)啟電阻更小，所以通過(guò)將晶體管401?404開(kāi)啟，如圖8 (b)所示，流到晶體管的體二極管中的電流的幾乎全部流過(guò)溝道。因此，如圖3 (C)、圖3 (d)所示，在負(fù)側(cè)及正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中，晶體管401?404的體二極管為關(guān)閉。在各晶體管的體二極管中幾乎不流過(guò)電流的狀態(tài)下，如果電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓(如果從D期間轉(zhuǎn)變?yōu)锳期間)，則幾乎不發(fā)生恢復(fù)時(shí)間。通過(guò)幾乎不存在恢復(fù)時(shí)間，也幾乎不流過(guò)短路電流。結(jié)果，積存到漏電感Le中的能量被大幅降低，能夠防止在第I 二次繞線302中發(fā)生較大的浪涌電壓。
[0144]另外，不言而喻，在開(kāi)啟狀態(tài)期間中，使與流到晶體管401?404的體二極管中的電流相同方向的電流流到晶體管401?404的溝道中。即，使得在晶體管401?404中流過(guò)反方向的電流。在晶體管401?404中流過(guò)反方向的電流的情況下，晶體管401?404的漏極端子一源極端子間電壓需要是逆偏。因而，在開(kāi)啟狀態(tài)期間中所謂“將晶體管401?404開(kāi)啟”，正確地講，是“將晶體管401?404的漏極端子一源極端子間電壓設(shè)為對(duì)于晶體管而言逆偏后而開(kāi)啟”的意思。但是，在除了開(kāi)啟狀態(tài)期間以外的B期間及D期間中，由于在體二極管中流過(guò)電流，所以晶體管401?404的漏極端子一源極端子間電壓已經(jīng)成為逆偏。因此，在控制上單單僅通過(guò)將晶體管401?404開(kāi)啟，在晶體管401?404的溝道中流過(guò)反方向的電流。
[0145](開(kāi)啟狀態(tài)期間)
[0146]本實(shí)施方式的開(kāi)啟狀態(tài)期間至少包括滿足以下的3條件的期間。
[0147](I)開(kāi)啟狀態(tài)期間包括在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的電壓V2為第I電壓的期間的一部分或全部。
[0148](2)開(kāi)啟狀態(tài)期間包括從在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起到向前追溯了上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)為止的期間Pa的一部分或全部。
[0149](3)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度是下降時(shí)間β以上。
[0150]以下，對(duì)各條件的意義進(jìn)行說(shuō)明。
[0151]條件(I)因?yàn)楸緦?shí)施方式通過(guò)在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的瞬間或即將轉(zhuǎn)變之前(即B期間內(nèi))、以及從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間或即將轉(zhuǎn)變之前(即D期間內(nèi))將晶體管401?404開(kāi)啟，使得在體二極管中不流過(guò)電流，所以是當(dāng)然應(yīng)滿足的條件。
[0152]此外，通過(guò)滿足條件(3 )，能夠在開(kāi)啟狀態(tài)期間內(nèi)使體二極管完全下降。
[0153]條件(2)與開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期被設(shè)定在期間Pa內(nèi)是等價(jià)的。由于開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期被設(shè)定期間Pa內(nèi)，所以從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到B期間的結(jié)束期為止的期間、以及從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到D期間的結(jié)束期為止的期間比體二極管的上升時(shí)間α短。因而，如果在開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期中將體二極管完全下降，則通過(guò)滿足條件(2)，能夠避免在B期間的結(jié)束期及D期間的結(jié)束期中體二極管再次完全上升的狀況。
[0154]圖9是表示使開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期變化的情況下的在第I 二次繞線中發(fā)生的浪涌電壓變化量的曲線圖。這里，開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期被固定為電壓V2從第2電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈贗電壓的時(shí)點(diǎn)(即，從期間A轉(zhuǎn)變?yōu)槠陂gB的時(shí)點(diǎn)、以及從期間C轉(zhuǎn)變?yōu)槠陂gD的時(shí)點(diǎn))。
[0155]橫軸表示時(shí)間[ns](納秒),橫軸的值越在正向變大,意味著使開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期越遲，橫軸的值在負(fù)向越大，意味著越將開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期提早。橫軸中的0[ns]對(duì)應(yīng)于電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)。因而，時(shí)刻是正值的區(qū)域(從表示O的虛線向右側(cè)的區(qū)域)意味著開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期存在于A期間或C期間中。另一方面，時(shí)刻是負(fù)值的區(qū)域(從表示O [ns]的虛線向左側(cè)的區(qū)域)意味著開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期存在于B期間或D期間中。另一方面，縱軸表不浪涌電壓變化量[%]，表不相對(duì)于橫軸O [ns]的情況下的浪涌電壓量的變化量。
[0156]根據(jù)圖9的曲線圖可知，如果將開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期設(shè)定到時(shí)刻是正值的區(qū)域中，則浪涌電壓變化量急劇地增加?？紤]這是因?yàn)?，通過(guò)在晶體管的溝道側(cè)流過(guò)大電流，漏電感積存的能量變大。因而，在本實(shí)施方式中，將開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期設(shè)為電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)。
[0157]另一方面，考慮用有關(guān)圖10的比較例的時(shí)序圖控制的情況。與圖3同樣，圖10(a)表不從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管401?404的控制信號(hào)的波形，圖10 (b)表不在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2，圖10 (c)表示晶體管401、404具備的體二極管的狀態(tài)，圖10 (d)表示晶體管402、403具備的體二極管的狀態(tài)。
[0158]在本比較例中，如圖10 (a)所示，將開(kāi)啟狀態(tài)期間設(shè)在從電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)向前追溯了上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)靠前。在此情況下，在從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期經(jīng)過(guò)上升時(shí)間α后，晶體管401?404的各體二極管完全上升,再次成為開(kāi)啟狀態(tài)。這樣，在電壓V2是第I電壓的B期間及D期間的結(jié)束期附近，發(fā)生在體二極管中流過(guò)電流的Y期間。因此，在電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間、即從D期間向A期間轉(zhuǎn)變的瞬間以及從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的瞬間，晶體管401?404的各體二極管成為開(kāi)啟。這是與在圖7中說(shuō)明那樣的、在第I 二次繞線302中發(fā)生較大的浪涌電壓的情況相同的狀態(tài)。
[0159]另一方面，在將開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期設(shè)定在從電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)起到向前追溯了上升時(shí)間α的時(shí)點(diǎn)為止的期間Pa內(nèi)的情況下，開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束而體二極管再次開(kāi)始上升，但在電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)，體二極管沒(méi)有完全上升。因此，在電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)，流到體二極管中的電流被抑制，浪涌電壓被抑制。實(shí)際上，如圖9所示，可知只要開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期是O?-300[ns]附近的范圍內(nèi)，浪涌電壓變化量就大致是O [%]。但是，在使開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期比-300 [ns]提早的情況下，浪涌電壓變化量急劇地增加。此外，維持大致O [%]的浪涌電壓變化量的該300 [ns]的時(shí)間幅度與在有關(guān)圖9的實(shí)驗(yàn)中使用的晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間大致對(duì)應(yīng)。另外，由于體二極管的上升時(shí)間根據(jù)晶體管的規(guī)格及其他電路元件的常數(shù)等而不同，所以與此對(duì)應(yīng)，維持大致O [%]的浪涌電壓變化量的期間可能變化。
[0160](其他)
[0161](I)在圖2及圖3中，表示了開(kāi)啟狀態(tài)期間包括期間Pa的全部的例子，但本實(shí)施方式并不限定于此。只要開(kāi)啟狀態(tài)期間包括期間Pa的一部分，與不進(jìn)行這樣的控制的情況相比就能夠得到在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓的降低效果。對(duì)此使用圖11進(jìn)行說(shuō)明。
[0162]圖11是表不有關(guān)第I實(shí)施方式的另一例的時(shí)序圖的圖。與圖3同樣，圖11 (a)表不從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管401?404的控制信號(hào)的波形，圖11 (b)表不在第
I二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2，圖11 (c)表示晶體管401、404具備的體二極管的狀態(tài)，圖11 (d)表示晶體管402、403具備的體二極管的狀態(tài)。
[0163]在本例中，設(shè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度與圖3的例子相同，將開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期比圖3的例子提早。如果是這樣的情況，如圖11 (C)、圖11 (d)所示，在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，晶體管401、404的體二極管不會(huì)完全上升。此外，在從D期間轉(zhuǎn)變?yōu)锳期間的時(shí)點(diǎn)，晶體管402、403的體二極管也不完全上升。因此，與體二極管完全上升的情況相比，流到體二極管中的電流較少。因而，與沒(méi)有設(shè)置開(kāi)啟狀態(tài)期間的情況相比，浪涌電壓被降低。
[0164](2)在圖2、圖3、圖11所示的時(shí)序圖中，將開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度設(shè)為下降時(shí)間β以上，但根據(jù)情況，有即使開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度不到體二極管的下降時(shí)間β也能夠得到效果的情況。
[0165]圖12是表示從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)附近的時(shí)序圖。這里，開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度不到體二極管的下降時(shí)間β。在此情況下，也能夠在B期間的結(jié)束期將晶體管401、404的體二極管某種程度降低。因而，與沒(méi)有設(shè)置開(kāi)啟狀態(tài)期間的情況相比能夠降低浪涌電壓。
[0166]圖13表示開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度與圖12相同、使B期間內(nèi)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的位置變化的情況。
[0167]圖13 (b)與圖12的情況相同。
[0168]圖13 (C)是將開(kāi)啟狀態(tài)期間提早的情況。在此情況下，在從開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到B期間的結(jié)束期為止的期間中，晶體管401、404的體二極管再次上升。但是，開(kāi)啟狀態(tài)期間中的體二極管的下降的分量(電流的下降量)比開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束后的體二極管的上升的分量(電流的上升量)大。因此，在B期間的結(jié)束期能夠?qū)⒕w管401、404的體二極管某種程度降低。因而，與沒(méi)有設(shè)置開(kāi)啟狀態(tài)期間的情況相比，能夠降低浪涌電壓。
[0169]圖13 (d)是進(jìn)一步將開(kāi)啟狀態(tài)期間提早的情況。在此情況下，雖然在開(kāi)啟狀態(tài)期間中體二極管某種程度下降，但在開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束后體二極管再次上升，到B期間的結(jié)束期為止已完全上升。因而，不能得到降低浪涌電壓的效果。
[0170]考慮以上的情況可知，只要設(shè)定在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓為第I電壓的期間內(nèi)的負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的位置、以及負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度，以使得負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中的體二極管的下降的分量比在從負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到在第I二次繞線302中感應(yīng)的電壓從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的時(shí)點(diǎn)為止的期間中體二極管上升的分量大就可以。只要滿足該條件，不論負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度是否是體二極管的下降時(shí)間β以上，都能夠得到降低浪涌電壓的效果。以下，參照?qǐng)D14及圖15，對(duì)能夠得到浪涌電壓降低效果的開(kāi)啟狀態(tài)期間進(jìn)行數(shù)式化。
[0171]圖14是將能得到浪涌電壓降低效果的情況下的開(kāi)啟狀態(tài)期間的一例匯總的圖。圖14 (a)表示在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2的變動(dòng)。圖14 (b)?圖14 (e)表示設(shè)定了負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間以便能得到浪涌電壓降低效果的情況下的晶體管401、404的體二極管的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于實(shí)施方式。圖14 (b)的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖3，圖14 (c)的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖12及圖13 (b)。此外，圖14 (d)的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖11。進(jìn)而，圖14 (e)的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于圖13 (C)。
[0172]如上述那樣，只要在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管401、404的體二極管處于還沒(méi)有完全上升的狀態(tài)，就能夠降低浪涌電壓。所以，參照?qǐng)D14，對(duì)用來(lái)使得在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管401、404的體二極管成為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)的、負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的設(shè)定條件進(jìn)行說(shuō)明。以下，除了體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度α及下降時(shí)間的長(zhǎng)度β以外，將負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pm2，將B期間的長(zhǎng)度定義為Px，將從負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps而進(jìn)行說(shuō)明。
[0173]首先，如圖14(b)所示，如果負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm2是下降時(shí)間β以上、即滿足Prai2 ^ β的關(guān)系，則在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，能夠?qū)⒕w管401、404的體二極管完全地下降。
[0174]接著，如圖14 (C)所示，在負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期是與從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)同時(shí)的情況下，負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間只要稍稍設(shè)定就可以。即，通過(guò)滿足Ps=O且ροη2>0的關(guān)系，能夠使得在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)體二極管為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)。
[0175]進(jìn)而，如圖14 (d)、圖14 (e)所示，在負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期不是與從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)同時(shí)的情況下，即，即使是Ps>0的情況，也能夠使得在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)體二極管為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)。為此，只要從負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期起到從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間中的體二極管的下降的分量比上升的分量大就可以。
[0176]這里，將負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間中的體二極管的下降的分量用Ρ?2/β表示。另一方面，將從負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間結(jié)束期起到從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間(Ps)中的體二極管的上升的量用Ps/α表示。因而，通過(guò)使得滿足(Pm2/i3)> (Ps/a)的關(guān)系，能夠使得在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)體二極管為沒(méi)有完全上升的狀態(tài)。
[0177]此外，假如在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓是第2電壓的期間中將各晶體管開(kāi)啟的情況下，各臂中包含的晶體管間將會(huì)短路。由此，為了防止該短路，使開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm2與Ps的總和為B期間的長(zhǎng)度Px以下，即滿足Pm2+Ps ^ Px的關(guān)系。換言之，負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期為第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓從第2電壓向第I電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)以后。
[0178]圖15是將不能得到浪涌電壓降低效果的情況下的開(kāi)啟狀態(tài)期間的一例匯總的圖。圖15 (a)表示在第I 二次 繞線302中感應(yīng)的電壓V2的變動(dòng)。圖15 (b)、圖15 (c)表示不能得到浪涌電壓降低效果的情況下的晶體管401、404的體二極管的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于比較例。圖15 (b)的比較例對(duì)應(yīng)于圖10所示的比較例，圖15 (c)的比較例對(duì)應(yīng)于圖13 Cd)所示的比較例。
[0179]如在圖14 (d)、圖14 Ce)中說(shuō)明那樣，也可以使負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期與從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)不為同時(shí)(Ps>0)。但是，在己為體二極管的上升時(shí)間α以上的情況下，如圖15 (b)所示，在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，體二極管將再次完全上升。結(jié)果，在B期間的結(jié)束期，會(huì)產(chǎn)生在體二極管中流過(guò)電流的Y期間。因而，為了避免在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)體二極管完全上升的狀況，滿足Ps〈 α的關(guān)系。
[0180]在圖15 (C)所示的例子中，滿足Ps〈a的關(guān)系。但是，從負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間的開(kāi)始期起到從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的期間中的體二極管的下降的分量Pm2/^與上升的分量匕/^相同。即，不將開(kāi)啟狀態(tài)期間設(shè)定為滿足上述(Ρ?2/β)> (Ps/a)的關(guān)系。因此，在B期間的結(jié)束期中產(chǎn)生在體二極管中流過(guò)電流的Y期間，不能得到浪涌電壓降低效果O
[0181]如使用圖14及圖15說(shuō)明的那樣，關(guān)于開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm2，需要滿足(Pm2/β )> (Ps/a ), BP (A)Pon2) ( β/α )PS的關(guān)系和(C)Pm+Ps蘭Px這兩個(gè)關(guān)系。此外，關(guān)于Ps還需要滿足(B)O = Ps〈a的關(guān)系。另外，在圖14 (b)的例子中說(shuō)明了滿足Prai2蘭β的關(guān)系，在圖14 (c)的例子中滿足Pm2>0的關(guān)系。這些例子是Ps是O的情況下的例子，哪個(gè)例子都滿足上述(A)的關(guān)系。
[0182]在從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，體二極管的下降程度越大，越能夠降低浪涌電壓。因而，在圖14所示的各實(shí)施方式中能得到最有效果的浪涌電壓降低效果的是圖14(b)所示的實(shí)施方式。在圖14 (b)的例子中，在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，體二極管完全下降。為了這樣，除了(A)?(C)的3個(gè)關(guān)系以外，只要使得滿足(D)Pm2 3 β且(E) Ps=O的兩個(gè)條件就可以。
[0183]在圖12?圖15中，以從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，但容易地類推，如果是從D期間轉(zhuǎn)變?yōu)锳期間的時(shí)點(diǎn)也同樣。
[0184](3)在圖2、圖3及圖11?圖14中，在開(kāi)啟狀態(tài)期間中將構(gòu)成第I臂及第2臂的全部的晶體管開(kāi)啟，但本實(shí)施方式并不限定于此。只要將構(gòu)成第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的晶體管開(kāi)啟，與不將晶體管401?404開(kāi)啟的情況相比，在以二次側(cè)電路4整體觀察的情況下，就能夠減少流過(guò)體二極管的電流量。因而，與不將晶體管401?404開(kāi)啟的情況相比能夠降低浪涌電壓。
[0185](4)通過(guò)除了二次側(cè)電路4中的控制以外還在導(dǎo)通角調(diào)整電路7的控制方面下功夫，能夠進(jìn)一步抑制在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓。
[0186]具體而言，使將導(dǎo)通角調(diào)整電路7接通為導(dǎo)通狀態(tài)的定時(shí)與在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的定時(shí)、即開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期同步。通過(guò)進(jìn)行這樣的控制，產(chǎn)生積存在變壓器3的漏電感中的浪涌電壓的能量不僅是第I 二次繞線302、也被分散釋放到第2 二次繞線303中。結(jié)果，在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓被降低，所以也進(jìn)一步降低了從電力變換裝置發(fā)生的噪聲。
[0187]在圖2中，表示了在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)與導(dǎo)通角調(diào)整電路成為導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)點(diǎn)為同時(shí)的例子。但是，通過(guò)在至少包括在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)的期間中使導(dǎo)通角調(diào)整電路為導(dǎo)通狀態(tài)，能夠得到上述浪涌電壓分散的效果。
[0188]〈第2期間〉
[0189]圖16是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的第2期間的時(shí)序圖的圖。圖16 (a)?圖16 (k)所示的波形分別表示從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管201、202、203、204、401、402、403、404、扼流線圈短路電路6、晶體管701、702的控制信號(hào)的波形。圖16 (I)?圖16 (ο)所示的波形分別表示電壓V1、電壓V2、電壓V3、導(dǎo)通角調(diào)整電路7通過(guò)后的電壓V4的變化。
[0190]在第2期間中由于使DC/AC逆變器2為停止?fàn)顟B(tài)，所以如圖16 (a)、圖16 (b)、圖16 (C)、圖16 (d)所示，晶體管201?204為關(guān)閉。此外，由于使扼流線圈短路電路6為短路狀態(tài)，所以如圖16 (i)所示那樣扼流線圈短路電路6是開(kāi)啟。
[0191]如圖16 (e)、圖16 (f)、圖16 (g)、圖16 (h)所示，控制電路10控制晶體管401、402、403、404的占空比，以使電容器903的兩端電壓成為14 [V]。由此，在第I 二次繞線302中，感應(yīng)出圖16 (m)所示的波形的電壓。電壓V2的波高值依存于主電池MBA的輸出電壓，根據(jù)充電狀態(tài)，在250?350 [V]的范圍中變化。另外，在一次繞線301中感應(yīng)出圖16(I)所示的波形的電壓，經(jīng)由晶體管201、202、203、204的體二極管將電容器105充電，但該電力由于非常小所以忽視。因此，在圖16 (I)中，電壓Vl的波高值沒(méi)有特別記載。[0192]在第2 二次繞線303中，感應(yīng)出圖16 (η)所示的波形的電壓。電壓V3的波高值依存于第I 二次繞線302、第2 二次繞線303和匝數(shù)，為50 (=250/5)?70 (=350/5) [V]。
[0193]如圖16 (j)、圖16 (k)所示，由于在第2期間中晶體管701、702是開(kāi)啟，所以通過(guò)圖16 (ο)所示的導(dǎo)通角調(diào)整電路7后的電壓V4成為與電壓V3相同。
[0194][總結(jié)]
[0195]有關(guān)本實(shí)施方式的電池充電裝置1000的二次側(cè)電路4能夠?qū)?lái)自主電池的直流電壓變換為交流電壓并向第I 二次繞線供給，這一點(diǎn)與有關(guān)專利文獻(xiàn)I的二次側(cè)電路是同樣的。但是，在本實(shí)施方式中，使二次側(cè)電路4的結(jié)構(gòu)為全橋電路。在有關(guān)專利文獻(xiàn)I的電池充電裝置的電路結(jié)構(gòu)中，需要從變壓器的二次繞線1003b引出3條端子，但由于全橋電路的輸入側(cè)端子是兩條，所以從變壓器3的第I 二次繞線302引出的端子也兩條就足夠。這樣，在本實(shí)施方式中，能夠削減從第I 二次繞線引出的端子數(shù)，結(jié)果能夠?qū)⒆儔浩餍⌒突?br> [0196]進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在開(kāi)啟狀態(tài)期間中將構(gòu)成二次側(cè)電路4的晶體管401?404開(kāi)啟，使得不是在晶體管401?404的體二極管、而是在溝道中流過(guò)電流。通過(guò)這樣的控制，在第I 二次繞線302中感應(yīng)出的電壓從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間，能夠使短路電流流過(guò)的期間變短。通過(guò)流過(guò)短路電流的期間變短，積存在第I 二次繞線302的漏電感中的能量也變小。結(jié)果，在第I 二次繞線302中感應(yīng)出電壓的瞬間被加上的能量也變小，在第I 二次繞線302中發(fā)生的浪涌電壓被降低。如以上說(shuō)明，根據(jù)在有關(guān)本實(shí)施方式的電池充電裝置中使用的電力變換裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化并且能夠降低噪聲。
[0197]〈〈第2實(shí)施方式》
[0198][電池充電裝置的動(dòng)作]
[0199]本實(shí)施方式與第I實(shí)施方式的差異點(diǎn)只是第I期間中的時(shí)序圖，電池充電裝置的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式(圖1)是同樣的。以下，參照?qǐng)D1及圖17對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0200]圖17是表示有關(guān)第2實(shí)施方式的第I期間的時(shí)序圖的圖。與圖2所示的有關(guān)第I實(shí)施方式的第I期間的時(shí)序圖不同的點(diǎn)，只是二次側(cè)電路4中的晶體管401?404的控制。大體上，將晶體管401?404開(kāi)啟的期間變長(zhǎng)。
[0201]圖17 (e)、圖17⑴、圖17 (g)、圖17 (h)所示，控制電路10在電壓V2 (圖17(m))是正側(cè)的第2電壓的期間中進(jìn)行控制，以使晶體管401、404為開(kāi)啟、將晶體管402、403關(guān)閉。通過(guò)這樣控制，電壓V2是正側(cè)的第2電壓的期間沿著第I 二次繞線302、晶體管401、扼流線圈501、電容器502、晶體管404的路徑流過(guò)電流。在使晶體管401、404的漏極端子一源極端子間電壓成為逆偏后，通過(guò)將晶體管401、404開(kāi)啟，不是體二極管、而是在晶體管401、404的溝道中流過(guò)電流。
[0202]此外，在電壓V2是負(fù)側(cè)的第2電壓的期間中，進(jìn)行控制，以使晶體管402、403為開(kāi)啟、晶體管401、404為關(guān)閉。由此，沿著第I 二次繞線302、晶體管403、扼流線圈501、電容器502、晶體管402的路徑流過(guò)電流。在該期間中，也是在使晶體管402、403的漏極端子一源極端子間電壓成為逆偏后，通過(guò)將晶體管402、403開(kāi)啟，不是體二極管、而是在晶體管402、403的溝道中流過(guò)電流。
[0203]在二次側(cè)電路4進(jìn)行整流動(dòng)作的第I期間中，在圖11所示的第I實(shí)施方式的另一例的情況下，在除了開(kāi)啟狀態(tài)期間以外的期間Pa中晶體管401?404是關(guān)閉，所以不是晶體管401?404的溝道、而在體二極管中流過(guò)電流。一般而言，內(nèi)置在晶體管中的體二極管由于對(duì)于體二極管而言順?lè)较虻碾妷合陆递^高，所以各晶體管中的電力損失比較大。但是，根據(jù)本實(shí)施方式，使電流流到與晶體管的體二極管相比、對(duì)于體二極管而言順?lè)较?對(duì)于晶體管而言逆方向)的電壓下降較低的溝道中。因而，與第I實(shí)施方式的另一例相比，能夠使各晶體管中的電力損失變小。
[0204]進(jìn)而，如圖17 (e)、圖17 (f)、圖17 (g)、圖17 (h)所示，在電壓V2是第I電壓的期間全部中，將晶體管401?404的全部開(kāi)啟。如在圖5及圖6中說(shuō)明那樣，在電壓V2是第I電壓的期間中，在扼流線圈501、電容器502、晶體管402的體二極管、晶體管401的體二極管的路徑(B期間)，或者，扼流線圈501、電容器502、晶體管404的體二極管、晶體管403的體二極管的路徑(D期間)中流過(guò)電流，以將積存在扼流線圈501中的能量釋放。在本實(shí)施方式中，在該期間全部中，不是晶體管401?404的體二極管、而是在溝道中流過(guò)電流。通過(guò)進(jìn)行這樣的控制，與第I實(shí)施方式相比，能夠進(jìn)一步減小各晶體管中的電力損失。
[0205]但是，需要根據(jù)變壓器3的第I 二次繞線302的電壓將晶體管401?404適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉。具體而言，在電壓V2是正側(cè)的第2電壓的期間中，為了使得在晶體管402、403的溝道中不流過(guò)短路電流，將晶體管402、403關(guān)閉。同樣，在電壓V2是負(fù)側(cè)的第2電壓的期間中，為了使得在晶體管401、404的溝道中不流過(guò)短路電流，將晶體管401、404關(guān)閉。S卩，在本實(shí)施方式中，將晶體管402、403在電壓V2是正側(cè)的第2電壓的期間中關(guān)閉，在其他期間中開(kāi)啟，將晶體管401、404在電壓V2是負(fù)側(cè)的第2電壓的期間中關(guān)閉，在其他期間中開(kāi)啟。
[0206]如以上說(shuō)明，除了在第I實(shí)施方式中敘述的浪涌電壓降低效果以外，還能夠降低二次側(cè)電路中的電力損失。
[0207][浪涌電壓降低效果的驗(yàn)證]
[0208]本申請(qǐng)的
【發(fā)明者】對(duì)在本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的電力變換裝置的浪涌電壓降低效果進(jìn)行了驗(yàn)證。在本驗(yàn)證中，記錄了使用有關(guān)第2實(shí)施方式的電池充電裝置按照?qǐng)D17所示的時(shí)序圖使電池充電裝置動(dòng)作的情況下的在一次繞線301中感應(yīng)的電壓V1、和在第I 二次繞線302中感應(yīng)的電壓V2的波形。將其結(jié)果表示在圖18中。
[0209]圖18 Ca)是表示沒(méi)有設(shè)置開(kāi)啟狀態(tài)期間的情況下的電壓V1、V2的波形的圖。此夕卜，圖18 (b)是表示按照有關(guān)第2實(shí)施方式的時(shí)序圖(圖17)使電池充電裝置動(dòng)作的情況下的電壓V1、V2的波形的圖。
[0210]比較圖18 (a)和圖18 (b)可見(jiàn)，在從D期間轉(zhuǎn)變?yōu)锳期間的時(shí)點(diǎn)及從B期間向C期間轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)可看到在第I 二次繞線中感應(yīng)的沖擊激勵(lì)(ringing)的振幅變小。進(jìn)而，在圖18 (a)的情況下，在A期間及C期間的結(jié)束期附近也殘留有沖擊激勵(lì)，相對(duì)于此，在圖18 (b)的情況下，沖擊激勵(lì)幾乎消失。
[0211]因而，顯現(xiàn)出通過(guò)在開(kāi)啟狀態(tài)期間中將晶體管401?404開(kāi)啟，能夠?qū)⒃诘贗 二次繞線中發(fā)生的浪涌電壓降低。
[0212]〈〈第3實(shí)施方式》
[0213]在第I及第2實(shí)施方式中，對(duì)在第I期間中從外部電源將主電池及副電池充電、在第2期間中從主電池將副電池充電的電池充電裝置進(jìn)行了說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，對(duì)通過(guò)在第I期間中進(jìn)行電池的充電、在第2期間中進(jìn)行電池的放電而向外部電源供給電力的電池充電裝置進(jìn)行說(shuō)明。該電池充電裝置例如是在從搭載在電動(dòng)汽車(chē)中的電池向家庭供給電力的情況下等使用的。[0214][電池充電裝置的結(jié)構(gòu)]
[0215]圖19是表示有關(guān)第3實(shí)施方式的電池充電裝置3000的整體結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0216]電池充電裝置3000具備功率因數(shù)改善電路11、第2平滑電路12、第2扼流線圈短路電路13、一次側(cè)電路14、變壓器15、二次側(cè)電路16、第I平滑電路17、第I扼流線圈短路電路18、控制電路19。此外，由變壓器15的一次繞線1501、第2平滑電路12的扼流線圈1201、一次側(cè)電路14、及控制電路19構(gòu)成一次側(cè)電力變換裝置。進(jìn)而，由變壓器15的二次繞線1502、第I平滑電路17的扼流線圈1701、二次側(cè)電路16及控制電路19構(gòu)成二次側(cè)電力變換裝置。
[0217]二次側(cè)電路16、第I平滑電路17、第I扼流線圈短路電路18分別是與有關(guān)第I實(shí)施方式的二次側(cè)電路4、第I平滑電路5、扼流線圈短路電路6同樣的電路結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行同樣的動(dòng)作，所以省略說(shuō)明。此外，本實(shí)施方式的晶體管1601?1604、扼流線圈1701、電容器1702分別對(duì)應(yīng)于第I實(shí)施方式的晶體管401?404、扼流線圈501、電容器502。
[0218]<外部電源AC，電池BA〉
[0219]外部電源AC與在第I實(shí)施方式中說(shuō)明的是同樣的。電池BA例如使用在第I實(shí)施方式中說(shuō)明的鋰離子電池或鎳氫電池等。
[0220]<功率因數(shù)改善電路11>
[0221 ] 功率因數(shù)改善電路11連接在外部電源AC上，通過(guò)由電容器1101、扼流線圈1102、晶體管1103、1104、1105、1106形成的全橋電路構(gòu)成。通過(guò)功率因數(shù)改善電路11具備全橋電路，能夠進(jìn)行交直變換。
[0222]功率因數(shù)改善電路11在第I期間中，基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，根據(jù)外部電源AC的極性將晶體管1104或1106開(kāi)啟關(guān)閉，將從外部電源AC供給的交流電壓變換為例如380 [V]的直流電壓。并且，將變換后的直流電壓向第2平滑電路12供給。在第2期間中，通過(guò)基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，依次使晶體管1103、1106是開(kāi)啟而晶體管1104、1105是關(guān)閉的期間、晶體管1103?1106全部是關(guān)閉的期間、晶體管1103、1106是關(guān)閉而晶體管1104、1105是開(kāi)啟的期間、晶體管1103?1106全部是關(guān)閉的期間重復(fù)，將直流電壓變換為交流電壓，向外部電源AC供給。
[0223]〈第2平滑電路12，第2扼流線圈短路電路13>
[0224]第2平滑電路12由作為第2電感性元件的扼流線圈1201與電容器1202的串聯(lián)電路構(gòu)成。第2扼流線圈短路電路13由繼電器構(gòu)成。
[0225]在第I期間中，基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，第2扼流線圈短路電路13進(jìn)行短路動(dòng)作。由此，扼流線圈1201被第2扼流線圈短路電路13短路，第2平滑電路12作為單純的電容器發(fā)揮功能。在第2期間中，基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，第2扼流線圈短路電路13進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作。結(jié)果，第2平滑電路12作為扼流線圈1201和電容器1202的濾波電路發(fā)揮作用，在電容器1202中產(chǎn)生規(guī)定的直流電壓。
[0226]〈一次側(cè)電路14>
[0227]—次側(cè)電路14通過(guò)將由串聯(lián)連接的晶體管1401、1402形成的第3臂、和由串聯(lián)連接的晶體管1403、1404形成的第4臂并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成。在晶體管1401?1404中使用相同規(guī)格的晶體管。
[0228]在第I期間中，通過(guò)基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，依次使晶體管1401、1404是開(kāi)啟而晶體管1402、1403是關(guān)閉的期間、晶體管1401?1404全部是關(guān)閉的期間、晶體管1401、1404是關(guān)閉而晶體管1402、1403是開(kāi)啟的期間、晶體管1401?1404全部是關(guān)閉的期間重復(fù)，將直流電壓變換為交流電壓。第2期間基于來(lái)自控制電路19的信號(hào)，使用關(guān)閉的晶體管1401?1404的體二極管，將輸入的交流電壓整流。
[0229]這樣，一次側(cè)電路14在第I期間中進(jìn)行二次側(cè)電路16在第2期間中進(jìn)行的動(dòng)作，第2期間中進(jìn)行二次側(cè)電路16在第I期間中進(jìn)行的動(dòng)作。因此，從控制電路19輸出的對(duì)于晶體管1401?1404的控制信號(hào)的波形，成為將在第I實(shí)施方式中從控制電路10輸出的對(duì)于晶體管401?404的控制信號(hào)的第I期間和第2期間替換后的波形。但是，不言而喻，與二次側(cè)電路16根據(jù)在二次繞線1502中感應(yīng)的電壓進(jìn)行動(dòng)作相對(duì)的是，一次側(cè)電路14根據(jù)在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓進(jìn)行動(dòng)作。
[0230]< 變壓器 15>
[0231]變壓器15具有一次繞線1501、二次繞線1502，一次繞線1501連接在一次側(cè)電路14上，二次繞線1502連接在二次側(cè)電路16上。變壓器15在第I期間中，將在一次繞線1501中感應(yīng)出的電壓向二次繞線1502傳遞。在第2期間中，相反地將在二次繞線1502中感應(yīng)出的電壓向一次繞線1501傳遞。假設(shè)一次繞線1501與二次繞線1502的匝數(shù)比是1:1o
[0232]一次繞線1501的兩端分別連接在晶體管1401與晶體管1402的連接點(diǎn)及晶體管1403與晶體管1404的連接點(diǎn)上。在一次繞線1501中，交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓和與該第I電壓不同的第3電壓。進(jìn)而，在第3電壓中，有作為超過(guò)第I電壓的有限值的正側(cè)的第3電壓、和作為不到第I電壓的有限值的負(fù)側(cè)的第3電壓。
[0233]二次繞線1502的兩端分別連接在晶體管1601與晶體管1602的連接點(diǎn)及晶體管1603與晶體管1604的連接點(diǎn)上。在二次繞線302中，與第I實(shí)施方式同樣，感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓、正側(cè)的第2電壓、負(fù)側(cè)的第2電壓。
[0234]〈控制電路19>
[0235]控制電路19控制功率因數(shù)改善電路11、第2扼流線圈短路電路13、一次側(cè)電路
14、二次側(cè)電路16、第I扼流線圈短路電路18的動(dòng)作。對(duì)于二次側(cè)電路16、第I扼流線圈短路電路18的控制與第I實(shí)施方式是同樣的，所以省略說(shuō)明。
[0236]在第I期間中，控制功率因數(shù)改善電路11的晶體管1104或1106的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器1202的兩端電壓成為380[V]。此外，控制一次側(cè)電路14的晶體管1401?1404的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器1702的兩端電壓成為與電池BA的充電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電壓。第2扼流線圈短路電路13為短路狀態(tài)。
[0237]在第2期間中，控制功率因數(shù)改善電路11的晶體管1103?1106的開(kāi)啟關(guān)閉動(dòng)作，以使電容器1101的兩端電壓例如成為AC100[V]。第2扼流線圈短路電路13為開(kāi)放狀態(tài)。
[0238]關(guān)于第2期間中的對(duì)于一次側(cè)電路14的控制，基本上是進(jìn)行控制以將晶體管1401?1404全部關(guān)閉，進(jìn)行使用這些體二極管的整流動(dòng)作。這里，在第I實(shí)施方式中，對(duì)第I期間中的可能由二次側(cè)電力變換裝置發(fā)生的較大的浪涌電壓進(jìn)行了說(shuō)明，但該現(xiàn)象在本實(shí)施方式的第2期間中的一次側(cè)電力變換裝置中也可能發(fā)生。
[0239]所以，在本實(shí)施方式中，進(jìn)行控制，使得至少在第2期間中的在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓是第I電壓的期間中的、包括從在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)起到向前追溯了構(gòu)成一次側(cè)電路14的晶體管1401~1404具備的體二極管的上升時(shí)間的時(shí)點(diǎn)為止的期間的一部分或全部的期間、而且是晶體管1401~1404的體二極管的下降時(shí)間以上的期間中，將一次側(cè)電路14中的構(gòu)成第3臂及第4臂中的至少一個(gè)臂的晶體管開(kāi)啟。通過(guò)這樣，能夠?qū)⒃诘?期間中在一次繞線1501中發(fā)生的浪涌電壓降低。
[0240]另外，當(dāng)然也能夠?qū)⒂嘘P(guān)第2實(shí)施方式的控制應(yīng)用到有關(guān)本實(shí)施方式的一次側(cè)電路14中。
[0241]此外，在用來(lái)說(shuō)明第1~第3實(shí)施方式的各圖中，圖示了作為晶體管而使用電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的例子，但并不限定于此。如上述那樣，作為晶體管103、201、202、203、204、701、.702、1103、1104、1105、1106也可以使用絕緣柵雙極型晶體管。
[0242][其他]
[0243]如在第1實(shí)施方式中使用圖14及圖15說(shuō)明那樣，在二次側(cè)電路中，只要在第1 二次繞線302中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管401~404的體二極管處于沒(méi)有完全上升的狀態(tài)，就能夠降低浪涌電壓。作為用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的條件，說(shuō)明了需要滿足(A)Pm2> ( β/α )PS, (B)O≤ Ps<a及(C) Pm+Ps≤Px的3個(gè)關(guān)系。在本實(shí)施方式的一次側(cè)電路14的控制中可以說(shuō)也是同樣的。即，只要在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓從第1電壓向第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)，晶體管1401~1404的體二極管處于沒(méi)有完全上升的狀態(tài)，就能夠降低浪涌電壓。
[0244]以下，將第2期間中的使構(gòu)成一次側(cè)電路14的晶體管1401~1404為開(kāi)啟的期間定義為一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間，將該一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Ponl，將在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓是第1電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Py，將從一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓從第1電壓向第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Pt，將晶體管1401~1404的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為Y，將下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為δ而繼續(xù)說(shuō)明。
[0245]為了使得在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管1401~1404的體二極管為沒(méi)有完全上升的狀態(tài),需要滿足(F) Pml> ( δ / y ) PT, (G)O≤PT〈 Y及(H) Pon1+PT≤Py的3個(gè)關(guān)系。該(F)~(H)的3個(gè)關(guān)系式與將在第I實(shí)施方式中說(shuō)明的(A)~(C)的關(guān)系式中的Pon2置換為Ponl、將Ps置換為Pt、將Px置換為PY、將a置換為Y、將β置換為δ的式子對(duì)應(yīng)。
[0246]此外，如上述那樣，優(yōu)選的是使得在第1 二次繞線302中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管401~404的體二極管完全下降。作為用于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的要件，說(shuō)明了需要還滿足(D)Pon2 ≥ β及(E)Ps=O的兩個(gè)關(guān)系。與此同樣，在一次側(cè)電路14中，如果在一次繞線1501中感應(yīng)的電壓從第I電壓向第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)晶體管1401~1404的體二極管處于沒(méi)有完全下降的狀態(tài)，則能夠更有效地降低浪涌電壓。為了這樣，除了(F)~(H)的3個(gè)關(guān)系以外，還需要滿足(I)Pml≥δ及(J)Pt=O的兩個(gè)條件。該(I)、圖(J)的關(guān)系式與以上述替換的規(guī)則將(D)、(E)的關(guān)系式改寫(xiě)后的式子對(duì)應(yīng)。
[0247]〈〈變形例.其他》
[0248]以上，對(duì)第1~第3實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式。例如，可以考慮以下這樣的變形例等。
[0249](1)在構(gòu)成二次側(cè)電路的各晶體管中，共通地使用相同規(guī)格的元件。因此，基本上，構(gòu)成二次側(cè)電路的各晶體管的體二極管的上升時(shí)間相同。但是，即使是使用相同規(guī)格的元件的情況，根據(jù)其他電路元件的常數(shù)等，也可能有體二極管的上升時(shí)間不同的情況。在此情況下，也可以使在各晶體管中設(shè)定的開(kāi)啟狀態(tài)期間不同。在想要將控制電路的控制信號(hào)生成動(dòng)作簡(jiǎn)單化的情況下，也可以使在各晶體管中設(shè)定的開(kāi)啟狀態(tài)期間相同，但優(yōu)選的是按照上升時(shí)間最早的晶體管來(lái)設(shè)定開(kāi)啟狀態(tài)期間。通過(guò)這樣，能夠使得在第I二次繞線中感應(yīng)的電壓從第I電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈?電壓的瞬間及即將轉(zhuǎn)變之前，哪個(gè)晶體管都為沒(méi)有上升的狀態(tài)，所以能夠得到更高的噪聲抑制效果。關(guān)于第3實(shí)施方式的一次側(cè)電路也同樣。
[0250](2)“將晶體管開(kāi)啟”，不僅是晶體管完全上升的狀態(tài)，還包括晶體管處于從關(guān)閉向開(kāi)啟的轉(zhuǎn)變時(shí)間中的狀態(tài)。此外，“將晶體管關(guān)閉”不僅是晶體管完全下降的狀態(tài)，還包括晶體管處于從開(kāi)啟向關(guān)閉的轉(zhuǎn)變時(shí)間中的狀態(tài)。
[0251](3)上述“體二極管的上升時(shí)間”及“體二極管的下降時(shí)間”也有與在使用的電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的數(shù)據(jù)表格中登載的上升時(shí)間或下降時(shí)間不一致的情況。
[0252]如上述那樣，不僅是晶體管自身的規(guī)格，根據(jù)電力變換裝置的電路結(jié)構(gòu)及晶體管以外的其他電路元件的常數(shù)等，體二極管的上升時(shí)間及下降時(shí)間也可能變化?！绑w二極管的上升時(shí)間”及“體二極管的下降時(shí)間”，意味著也考慮了晶體管自身的規(guī)格以外的要素的上升時(shí)間或下降時(shí)間。也考慮了晶體管的規(guī)格以外的要素的上升時(shí)間及下降時(shí)間例如可以通過(guò)實(shí)際將電力變換裝置組裝、用示波器觀察將晶體管的體二極管升高時(shí)或降低時(shí)的晶體管的端子間電壓的波形等來(lái)掌握。
[0253](4)在上述第I及第2實(shí)施方式中，使用功率因數(shù)改善電路，但本發(fā)明并不限定于此。只要是能夠?qū)⑸逃玫慕涣麟妷鹤儞Q為直流電壓的結(jié)構(gòu)就可以，也可以代替功率因數(shù)改善電路而使用例如由二極管電橋和電容器形成的整流平滑電路。但是，使用功率因數(shù)改善電路，除了能夠?qū)?yīng)于世界范圍的交流電壓以外，在不需要另外實(shí)施高頻電流對(duì)策這一點(diǎn)上也是有利的。
[0254](5)在上述實(shí)施方式中舉出的電壓值、開(kāi)關(guān)頻率是單純的例子，也可以是在實(shí)施方式中舉出的以外的數(shù)值。例如，在第I實(shí)施方式中，將功率因數(shù)改善電路I的輸出電壓設(shè)為380 [V]，但也可以將其設(shè)為例如390 [V]。此外，將DC/AC逆變器2中的開(kāi)關(guān)頻率設(shè)為100[kHz]，但也可以將其設(shè)為例如150 [kHz]。
[0255](6)在上述實(shí)施方式中，將變壓器3的一次繞線301、第I 二次繞線302及第2 二次繞線303匝數(shù)比設(shè)為5:5:1，但它是單純的一例。不言而喻，匝數(shù)根據(jù)功率因數(shù)改善電路的輸出電壓、主電池MBA的輸出電壓規(guī)格、副電池SBA的輸出電壓規(guī)格而變化。
[0256](7)在上述實(shí)施方式中，將扼流線圈短路電路用繼電器構(gòu)成，但本發(fā)明并不限定于此。也可以由在上述中舉出的晶體管等的開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成。但是，F(xiàn)ET由于內(nèi)置有體二極管，所以在使用這些元件的情況下，為了實(shí)現(xiàn)雙方向的開(kāi)放狀態(tài)，只要進(jìn)行使兩個(gè)FET相互相反而以串聯(lián)連接等的設(shè)計(jì)就可以。
[0257](8)在上述實(shí)施方式中，控制電路10通過(guò)單純的占空比控制來(lái)控制DC/AC逆變器2及二次側(cè)電路4，但本發(fā)明并不限定于此。只要是在第I期間中能夠施加圖2 (I)、圖2(m)所示那樣的波形的電壓的控制，也可以是所謂的相移控制等。關(guān)于控制一次側(cè)電路14及二次側(cè)電路16的動(dòng)作的控制電路19也是同樣的。
[0258](9)各圖不過(guò)是以能夠理解本發(fā)明的程度將配置關(guān)系概略地表示的，因而，本發(fā)明并不限定于圖示例。此外，為了使圖容易理解，有一部分省略的部分。進(jìn)而，在表示數(shù)值范圍時(shí)使用的符號(hào)“?”包括其兩端的數(shù)值。
[0259]( 10 )上述實(shí)施方式及變形例不過(guò)是單純的優(yōu)選例，完全不受此限定。此外，也可以將在這些實(shí)施方式及變形例中舉出的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。
[0260]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0261]本發(fā)明例如能夠在被要求小型化的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)壓縮機(jī)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、升降機(jī)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等中搭載的電池充電中適當(dāng)?shù)乩谩?br> [0262]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0263]1、11功率因數(shù)改善電路
[0264]2 DC/AC 逆變器
[0265]3、15、9003、9003A 變壓器
[0266]4、16、9004、9004A 二次側(cè)電路
[0267]5、17第I平滑電路
[0268]6扼流線圈短路電路
[0269]7、9007導(dǎo)通角調(diào)整電路
[0270]8整流電路
[0271]9、12第2平滑電路
[0272]10、19控制電路
[0273]13第2扼流線圈短路電路
[0274]14 一次側(cè)電路
[0275]18第I扼流線圈短路電路
[0276]101 二極管電橋
[0277]102，501、901、902、1102、1201、1701 扼流線圈
[0278]103、201、202、203、204、401、402、403、404、701、702、1103、1104、1105、1106、1401、1402、1403、1404、1601、1602、1603、1604、9004a、9004b、9004c、9004d、9004e、9004f 晶體
管
[0279]104、801、802 二極管
[0280]105、502、903、1101、1202、1702、9011 電容器
[0281]301 一次繞線
[0282]302第I 二次繞線
[0283]303第2 二次繞線
[0284]1501 一次繞線
[0285]1502 二次繞線
[0286]1000 電池充電裝置
[0287]AC,9001 外部電源
[0288]BA 電池
[0289]MBA、9005 主電池
[0290]SBA、9009 副電池
[0291]9002 電源電路[0292]9003a、9003b 二次繞線
[0293]9006 平滑電路
[0294]9008整流平滑電路
[0295]9010 繼電器
[0296]9012扼流線圈
[0297]9013 中央抽頭
【權(quán)利要求】
1.一種電力變換裝置，在輸出端子上連接電感性元件，其特征在于， 具備: 變壓器，交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓和與該第I電壓不同的第2電壓；全橋電路，插入在將上述變壓器與上述電感性元件連結(jié)的電力供給路徑中，是將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第I臂及第2臂相互并聯(lián)連接而成的；以及 控制電路，對(duì)構(gòu)成上述全橋電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟及關(guān)閉進(jìn)行控制； 在上述變壓器中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟； 在將使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pm、將上述變壓器中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Px、將從上述開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述第I電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps、將上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為α、將上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為β的情況下，
Pon> Px、Ps、α 及 β 滿足 Ροη> ( β / α ) Ps，且 O 蘭 Ps〈 α，且 Pon+Ps ^ Px 的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm是上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度β以上，且Ps是O。
3.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述開(kāi)啟狀態(tài)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂的全部的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
4.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述第2電壓中，有 正側(cè)的第2電壓，該正側(cè)的第2電壓是超過(guò)上述第1電壓的有限值；和 負(fù)側(cè)的第2電壓，該負(fù)側(cè)的第2電壓是不到上述第1電壓的有限值； 在上述開(kāi)啟狀態(tài)期間中，有: 正側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間，包含在以上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述負(fù)側(cè)的第2電壓向上述第I電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述第1電壓向上述正側(cè)的第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間中； 負(fù)側(cè)的開(kāi)啟狀態(tài)期間，包含在以上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述正側(cè)的第2電壓向上述第1電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為開(kāi)始期、以上述變壓器中感應(yīng)的電壓從上述第1電壓向上述負(fù)側(cè)的第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為結(jié)束期的期間中； 在上述正側(cè)及負(fù)側(cè)的兩個(gè)開(kāi)啟狀態(tài)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第1臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
5.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述變壓器中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的整個(gè)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
6.一種電池充電裝置,有選擇地進(jìn)行將電池充電的第I動(dòng)作、和將上述電池放電的第2動(dòng)作，其特征在于， 具備: 變壓器，具有一次繞線、和交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第I電壓及與該第I電壓不同的第2電壓的二次繞線； 二次側(cè)電路，插入在將上述二次繞線與上述電池連結(jié)的電力供給路徑中，通過(guò)將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第I臂及第2臂相互并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成；平滑電路，插入在將上述二次側(cè)電路與上述電池連結(jié)的電力供給路徑中，包括電感性元件；以及 控制電路，在進(jìn)行上述第I動(dòng)作的第I期間中，將上述二次繞線中感應(yīng)出的交流電壓整流并向上述電池供給，在進(jìn)行上述第2動(dòng)作的第2期間中，控制構(gòu)成上述二次側(cè)電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟及關(guān)閉，以使該二次側(cè)電路進(jìn)行將來(lái)自上述電池的直流電壓變換為交流電壓并向上述二次繞線供給的動(dòng)作； 在上述第I期間中的上述二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟； 在將使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟的二次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pm2、將上述二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Px、將從上述二次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到上述二次繞線中感應(yīng)的電壓從上述第I電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps、將上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為α、將上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為β的情況下，
Pon2> Ρχ> ps、α 及 β 滿足 Pw〉( β / α ) ps，且 O = Ps〈 α，且 Pm2+Ps ^ Px 的關(guān)系。
7.如權(quán)利要求6所述的電池充電裝置，其特征在于， 上述二次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm2是上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度β以上，并且Ps 是 O。
8.如權(quán)利要求6所述的電池充電裝置，其特征在于， 在上述第I期間中的上述二次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂的全部的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
9.如權(quán)利要求6所述的電池充電裝置，其特征在于， 在上述第I期間中的上述二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的整個(gè)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第1臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
10.如權(quán)利要求6所述的電池充電裝置，其特征在于， 還具備: 一次側(cè)電路，與上述一次繞線連接，通過(guò)將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第3臂及第4臂相互并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成；以及 第2平滑電路，與上述一次側(cè)電路連接，包括與上述電感性元件不同的第2電感性元件； 上述一次繞線中，感應(yīng)出上述第1電壓和與該第I電壓不同的第3電壓； 上述控制電路還在上述第I期間中，將從上述第2平滑電路輸入的直流電壓變換為交流電壓并向上述一次繞線供給，在上述第2期間中，控制構(gòu)成上述一次側(cè)電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟及關(guān)閉，以使該一次側(cè)電路進(jìn)行將上述一次繞線中感應(yīng)出的交流電壓整流并向上述第2平滑電路供給的動(dòng)作；在上述第2期間中的上述一次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第1電壓的期間中，上述控制 電路使構(gòu)成上述第3臂及第4臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟；在將使構(gòu)成上述第3臂及第4臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟的一次 側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pml、將上述一次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第1電壓的期間 的長(zhǎng)度定義為PY、將從上述一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到上述一次繞線中感應(yīng)的電壓 從上述第1電壓向上述第3電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為PT、將構(gòu)成上述一次側(cè)電路 的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間的長(zhǎng)度定義為Y、將構(gòu)成上述一次側(cè) 電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為S的情況下，Ponl、PY、PT、Y 及 S 滿足 Ponl> ( S / Y ) PT，且 0 蘭 PT〈 y，且 Ponl+PT 含 PY 的關(guān)系。
11.如權(quán)利要求10所述的電池充電裝置，其特征在于，上述一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pml是上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度S以上，并且 PT 是 0。
12.如權(quán)利要求10所述的電池充電裝置，其特征在于，在上述第2期間中的上述一次側(cè)開(kāi)啟狀態(tài)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第3臂及 第4臂的全部的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
13.如權(quán)利要求10所述的電池充電裝置，其特征在于，在上述第2期間中的上述一次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第1電壓的期間的整個(gè)期間 中，上述控制電路使構(gòu)成上述第3臂及第4臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
14.如權(quán)利要求6所述的電池充電裝置，其特征在于，在以上述二次繞線為第1 二次繞線的情況下，上述變壓器還具有與該第1 二次繞線不 同的第2 二次繞線；上述電池充電裝置還具備導(dǎo)通角調(diào)整電路，該導(dǎo)通角調(diào)整電路的輸入側(cè)連接在上述第 2 二次繞線上，在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將上述第2 二次繞線中感應(yīng)出的電壓向輸出側(cè)供給、在非導(dǎo)通 狀態(tài)時(shí)不進(jìn)行將上述第2 二次繞線中感應(yīng)出的電壓的向上述輸出側(cè)的供給；上述控制電路還控制上述導(dǎo)通角調(diào)整電路的上述導(dǎo)通狀態(tài)及上述非導(dǎo)通狀態(tài)，并且在 包含上述第1二次繞線中感應(yīng)的電壓從上述第1電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)的期間 中，使上述導(dǎo)通角調(diào)整電路成為上述導(dǎo)通狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的電池充電裝置，其特征在于，上述導(dǎo)通角調(diào)整電路插入在將上述第2二次繞線與和上述電池不同的第2電池連結(jié)的 電力供給路徑中。
16.一種電池充電裝置，有選擇地進(jìn)行從外部電源將主電池和副電池充電的第1動(dòng)作、 和從上述主電池將上述副電池充電的第2動(dòng)作，其特征在于，具備：電源電路，連接在上述外部電源上，產(chǎn)生交流電壓；變壓器，具有一次繞線、和第1 二次繞線及第2 二次繞線，上述一次繞線連接在上述電 源電路上，并且在上述第1二次繞線中交替地感應(yīng)出作為基準(zhǔn)電壓的第1電壓及與該第1 電壓不同的第2電壓；二次側(cè)電路，插入在將上述第1 二次繞線與上述主電池連結(jié)的電力供給路徑中，通過(guò)將由串聯(lián)連接的多個(gè)電場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的第I臂及第2臂相互并聯(lián)連接而成的全橋電路構(gòu)成； 平滑電路，插入在將上述二次側(cè)電路與上述主電池連結(jié)的電力供給路徑中，包括電感性元件； 導(dǎo)通角調(diào)整電路，插入在將上述第2 二次繞線與上述副電池連結(jié)的電力供給路徑中，調(diào)整上述第2 二次繞線中感應(yīng)的交流電壓的導(dǎo)通角；以及 控制電路，在進(jìn)行上述第I動(dòng)作的第I期間中，將上述第I 二次繞線中感應(yīng)出的交流電壓整流并向上述主電池供給，在進(jìn)行上述第2動(dòng)作的第2期間中，控制構(gòu)成上述二次側(cè)電路的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開(kāi)啟及關(guān)閉，以使該二次側(cè)電路進(jìn)行將來(lái)自上述主電池的直流電壓變換為交流電壓并向上述第I二次繞線供給的動(dòng)作； 在上述第I期間中的上述第I二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟； 在將使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟的開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度定義為Pm、將上述第I 二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的長(zhǎng)度定義為Px、將從上述開(kāi)啟狀態(tài)期間的結(jié)束期起到上述第I 二次繞線中感應(yīng)的電壓從上述第I電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)為止的長(zhǎng)度定義為Ps、將上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管具備的體二極管的上升時(shí)間 的長(zhǎng)度定義為α、將上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度定義為β的情況下，
Pon> Px、Ps、α 及 β 滿足 Ροη> ( β / α ) Ps，且 O 蘭 Ps〈 α，且 Pon+Ps ^ Px 的關(guān)系。
17.如權(quán)利要求16所述的電池充電裝置，其特征在于， 上述開(kāi)啟狀態(tài)期間的長(zhǎng)度Pm是上述體二極管的下降時(shí)間的長(zhǎng)度β以上，并且&是0。
18.如權(quán)利要求16所述的電池充電裝置，其特征在于， 在上述第I期間中的上述開(kāi)啟狀態(tài)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂的全部的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
19.如權(quán)利要求16所述的電池充電裝置，其特征在于， 在上述第I期間中的上述第I二次繞線中感應(yīng)的電壓是上述第I電壓的期間的整個(gè)期間中，上述控制電路使構(gòu)成上述第I臂及第2臂中的至少一個(gè)臂的上述各電場(chǎng)效應(yīng)晶體管開(kāi)啟。
20.如權(quán)利要求16所述的電池充電裝置，其特征在于， 上述導(dǎo)通角調(diào)整電路在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將上述第2二次繞線中感應(yīng)出的電壓向輸出側(cè)供給，在非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)不進(jìn)行將上述第2 二次繞線中感應(yīng)出的電壓的向上述輸出側(cè)的供給； 上述控制電路還控制上述 導(dǎo)通角調(diào)整電路的上述導(dǎo)通狀態(tài)及上述非導(dǎo)通狀態(tài)，并且在包含上述第I二次繞線中感應(yīng)的電壓從上述第I電壓向上述第2電壓轉(zhuǎn)變的時(shí)點(diǎn)的期間中使上述導(dǎo)通角調(diào)整電路成為上述導(dǎo)通狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103597725SQ201380001623
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】小南智, 中田秀樹(shù), 森口聰 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社