d8處與開關(guān)元件S22的一端連接。開關(guān)元件S12的另一端在節(jié)點Nd42處與平滑電感器LI的另一端連接。開關(guān)元件S22的另一端在節(jié)點Nd32處與平滑電感器L2的另一端連接。
[0211]平滑電感器L1、L2在節(jié)點Nd92處連接。在開關(guān)元件S12、S22的連接點即節(jié)點Ndl02(節(jié)點Nd8)、與節(jié)點Nd92之間，連接平滑電容器C2。
[0212]開關(guān)電路22將開關(guān)元件S12的兩端之間即節(jié)點Nd42、Nd8之間當(dāng)作第I直流端子之間，將開關(guān)元件S22的兩端之間即節(jié)點Nd32、Nd8之間當(dāng)作第2直流端子之間。開關(guān)電路22進一步地將節(jié)點Nd32、Nd42之間當(dāng)作交流端子之間。
[0213]電壓鉗位電路31具備開關(guān)元件S31、S41、以及鉗位電容器Cel。在電壓鉗位電路31中，開關(guān)元件S31的一端與開關(guān)元件S41的一端和鉗位電容器Ccl的一端連接。開關(guān)元件S31的另一端與節(jié)點Nd42連接。開關(guān)元件S41的另一端與節(jié)點Nd32連接。鉗位電容器Ccl的另一端與平滑電容器C2的一端、即節(jié)點Ndl02(節(jié)點Nd8)連接。
[0214]對開關(guān)元件Hl?H4、S12、S22、S31、S41分別反并聯(lián)連接了二極管DHl?DH4、DS12、DS22、DS31、DS41。
[0215]這樣，第3實施方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器92與第2實施方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器91相比，
能夠降低繞組的數(shù)量。
[0216]在第3實施方式中，也能夠得到與第I實施方式相同的效果。
[0217]正如在第I?第3實施方式中說明了的那樣，本發(fā)明對于通過變壓器來連接電壓型開關(guān)電路、與具備平滑電感器的電流型開關(guān)電路，并對電流型開關(guān)電路連接了電壓鉗位電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器來說，能夠廣泛地應(yīng)用。
[0218](變形例)
[0219]本發(fā)明不限定于上述實施方式，包括各種變形例。例如，上述實施方式是為了容易讓人理解地說明本發(fā)明而詳細(xì)說明了的，不一定限定于包括所說明了的全部結(jié)構(gòu)。能夠?qū)⒛硨嵤┓绞降慕Y(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實施方式的結(jié)構(gòu)，還能夠?qū)δ硨嵤┓绞降臉?gòu)成添加其他實施方式的結(jié)構(gòu)。另外，針對各實施方式的結(jié)構(gòu)的一部分，還能夠進行其他結(jié)構(gòu)的追加、刪除、置換。
[0220]關(guān)于上述各結(jié)構(gòu)、功能、處理部、處理單元等，也可以通過例如集成電路等硬件來實現(xiàn)這些的一部分或者全部。上述各結(jié)構(gòu)、功能等也可以通過處理器對實現(xiàn)各自的功能的程序進行解釋并執(zhí)行，來由軟件實現(xiàn)。
[0221]在各實施方式中，關(guān)于控制線、信息線，示出了被認(rèn)為是在說明方面必需的例子，在產(chǎn)品方面不一定限定于示出全部的控制線、信息線。實際上，也可以認(rèn)為幾乎全部的結(jié)構(gòu)都相互連接。
[0222]作為本發(fā)明的變形例，例如，有下面的(a)?(C)那樣的變形例。
[0223](a)本發(fā)明的DC-DC轉(zhuǎn)換器也可以嵌入到例如二次電池充放電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、電動車輛等中來使用。
[0224](b)本發(fā)明的DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件也可以使用MOSFET、IGBT (Insulated GateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)、GT0 (Gate Turn-Off thyristor，柵極可關(guān)斷晶閘管)等任意的半導(dǎo)體元件。
[0225](C)本發(fā)明的控制部5也可以通過例如定制IC(Integrated Circuit，集成電路)、FPGA (Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)、分立部件等來構(gòu)成。另外，也可以通過微型計算機、與該微型計算機所讀入并執(zhí)行的軟件程序的組合來構(gòu)成。
【主權(quán)項】
1.一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具備: 第I開關(guān)電路，在直流端子之間連接有第I平滑電容器，并且在交流端子之間連接有初級繞組； 第2開關(guān)電路，在直流端子之間串聯(lián)連接有平滑電感器與第2平滑電容器，并且在交流端子之間連接有次級繞組； 變壓器，將所述初級繞組與所述次級繞組磁耦合； 電壓鉗位電路，包括被串聯(lián)連接了的鉗位電容器與鉗位開關(guān)元件，該電壓鉗位電路被連接在所述第2開關(guān)電路的直流端子之間、或者所述第2開關(guān)電路的交流端子與所述第2平滑電容器的一端之間； 控制部，能夠以第I動作模式或者第2動作模式來進行控制，在與所述第I動作模式之后或者所述第2動作模式中斷之后實施的所述第2動作模式之間，以第3動作模式來進行控制，其中，在所述第I動作模式下將輸入到所述第I平滑電容器的兩端之間即第I端子間的電力，輸出到所述第2平滑電容器的兩端之間即第2端子間，在所述第2動作模式下將輸入到所述第2端子間的電力輸出到所述第I端子間，在所述第3動作模式下對所述鉗位開關(guān)元件進行開關(guān)而將所述鉗位電容器所放電出的電力輸出到所述第I端子間和/或所述第2端子間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述第3動作模式下，在所述第2開關(guān)電路所包括的開關(guān)元件全部斷開時，所述控制部將所述鉗位開關(guān)元件控制成斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述第2開關(guān)電路具備: 第I開關(guān)支路，串聯(lián)連接了第I開關(guān)元件與第2開關(guān)元件；以及第2開關(guān)支路，串聯(lián)連接了第3開關(guān)元件與第4開關(guān)元件，并且與所述第I開關(guān)支路并聯(lián)連接， 將所述第I開關(guān)支路的兩端之間當(dāng)作直流端子之間， 將所述第I開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件的串聯(lián)連接點、和所述第3開關(guān)元件與所述第4開關(guān)元件的串聯(lián)連接點之間當(dāng)作交流端子之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在所述第2開關(guān)電路的直流端子之間連接所述電壓鉗位電路，所述第2動作模式包括將所述鉗位開關(guān)元件固定為導(dǎo)通狀態(tài)而對所述第I開關(guān)元件至所述第4開關(guān)元件進行開關(guān)的動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述次級繞組具備第I次級繞組的一端與第2次級繞組的一端的連接體， 所述第2開關(guān)電路具備第I開關(guān)元件以及第2開關(guān)元件， 將所述第I開關(guān)元件的一端連接到所述第I次級繞組的另一端， 將所述第2開關(guān)元件的一端連接到所述第2次級繞組的另一端， 連接所述第I開關(guān)元件的另一端與所述第2開關(guān)元件的另一端，將所述第I開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件的連接點、和所述第I次級繞組與所述第2次級繞組的連接點之間當(dāng)作直流端子之間， 將所述第I開關(guān)元件的一端與所述第2開關(guān)元件的一端之間當(dāng)作交流端子之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述平滑電感器具備第I平滑電感器的一端與第2平滑電感器的一端的連接體， 所述第2開關(guān)電路具備第I開關(guān)元件的一端與第2開關(guān)元件的一端的連接體， 將所述第I平滑電感器的另一端連接到所述第I開關(guān)元件的另一端， 將所述第2平滑電感器的另一端連接到所述第2開關(guān)元件的另一端， 在所述第I平滑電感器與所述第2平滑電感器的連接點、和所述第I開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件的連接點之間，連接所述第2平滑電容器， 將所述第I開關(guān)元件的兩端之間、以及所述第2開關(guān)元件的兩端之間當(dāng)作直流端子之間， 將所述第I開關(guān)元件的另一端與所述第2開關(guān)元件的另一端之間當(dāng)作交流端子之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述第3動作模式包括以比所述第I動作模式以及所述第2動作模式下的所述鉗位開關(guān)元件的開關(guān)頻率更低的開關(guān)頻率來對所述鉗位開關(guān)元件進行開關(guān)的動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述第I開關(guān)電路具備: 第3開關(guān)支路，串聯(lián)連接了第5開關(guān)元件與第6開關(guān)元件；以及第4開關(guān)支路，串聯(lián)連接了第7開關(guān)元件與第8開關(guān)元件，并且與所述第3開關(guān)支路并聯(lián)連接， 將所述第3開關(guān)支路的兩端之間當(dāng)作直流端子之間， 將所述第5開關(guān)元件與所述第6開關(guān)元件的串聯(lián)連接點、和所述第7開關(guān)元件與所述第8開關(guān)元件的串聯(lián)連接點之間當(dāng)作交流端子之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在被連接于所述第I端子間的第I直流電源、與被連接于所述第2端子間的第2直流電源之間進行電力的收發(fā)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具備: 與所述初級繞組和/或所述次級繞組串聯(lián)連接了的諧振電容器和/或諧振電感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，具備: 與所述開關(guān)元件的各個開關(guān)元件反并聯(lián)連接了的二極管。
12.—種二次電池充放電系統(tǒng)，其特征在于，具備: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
13.—種DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方法，其特征在于， 所述DC-DC轉(zhuǎn)換器具備: 第I開關(guān)電路，在直流端子之間連接有第I平滑電容器，并且在交流端子之間連接有初級繞組； 第2開關(guān)電路，在直流端子之間串聯(lián)連接有第2平滑電容器與平滑電感器，并且在交流端子之間連接有次級繞組； 變壓器，將所述初級繞組與所述次級繞組磁耦合； 電壓鉗位電路，包括被串聯(lián)連接了的鉗位電容器與鉗位開關(guān)元件，該電壓鉗位電路被連接在所述第2開關(guān)電路的直流端子之間、或者所述第2開關(guān)電路的交流端子與所述第2平滑電容器的一端之間；以及 控制部，控制所述第I開關(guān)電路以及所述第2開關(guān)電路， 所述控制部執(zhí)行以下步驟: 以將輸入到所述第I平滑電容器的兩端之間即第I端子間的電力輸出到所述第2平滑電容器的兩端之間即第2端子間的第I動作模式進行控制，或者，以將輸入到所述第2端子間的電力輸出到所述第I端子間的第2動作模式進行控制之后進行中斷的步驟； 以對所述鉗位開關(guān)元件進行開關(guān)而將所述鉗位電容器所放電出的電力輸出到所述第I端子間和/或所述第2端子間的第3動作模式進行控制的步驟；以及在所述第3動作模式之后，開始所述第2動作模式的控制的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器及其控制方法、以及二次電池充放電系統(tǒng)。DC-DC轉(zhuǎn)換器(9)在開關(guān)電路(1)的直流端子之間連接平滑電容器(C1)，在開關(guān)電路(2)的直流端子之間串聯(lián)連接平滑電感器(L)與平滑電容器(C2)且連接具備開關(guān)元件(S0)與鉗位電容器(Cc)的電壓鉗位電路(3)。對平滑電容器(C1、C2)并聯(lián)連接直流電源(V1、V2)。開關(guān)電路(1)的交流端子之間的繞組(N1)與開關(guān)電路(2)的交流端子之間的繞組(N2)通過變壓器(T)磁耦合。DC-DC轉(zhuǎn)換器(9)在從直流電源(V1)向直流電源(V2)供給電力的降壓動作和/或從直流電源(V2)向直流電源(V1)供給電力的升壓動作、與之后實施的升壓動作之間，進行鉗位電容器(Cc)的放電動作。
【IPC分類】H02M3-335
【公開號】CN104811043
【申請?zhí)枴緾N201510035347
【發(fā)明人】嶋田尊衛(wèi), 莊司浩幸, 谷口輝三彰, 渡邊邦芳
【申請人】株式會社日立信息通信工程
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年1月23日
【公告號】US20150214847