專利名稱：逆變電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與全橋型或半橋型等的逆變電路不同的、嶄新結(jié)構(gòu)的逆變電路 (inverter circuit)。
背景技術(shù)：
歷來為人熟知的逆變電路是全橋型逆變電路、半橋型逆變電路、中心抽頭推挽型 逆變電路(center tap push-pull type inverter circuit)。這些逆變電路的概念圖如圖 5所示。全橋型是對開關(guān)元件Sl S4進(jìn)行橋式連接而構(gòu)成，在電橋間連接電源V。開關(guān) 元件Si、S4和開關(guān)元件S2、S3交替導(dǎo)通斷開，在輸出變壓器的1次繞組P中流過交流電流 (參照專利文獻(xiàn)1)。在半橋型中，對開關(guān)元件S1、S2分別并聯(lián)連接電壓源C1、C2，在電壓源C1、C2間連 接電源V。使開關(guān)元件Si、S2交替地導(dǎo)通斷開，在1次繞組P中流過交流電流(參照專利 文獻(xiàn)2)。在中心抽頭推挽型中，在連接于開關(guān)元件Si、S2間的1次繞組P的中心抽頭連接 電源V。使開關(guān)元件Si、S2交替導(dǎo)通斷開，在1次繞組P中流過交流電流(參照專利文獻(xiàn) 3)。專利文獻(xiàn)1 日本專利申請?zhí)亻_2007-151225號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利申請?zhí)亻_2005-279774號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利申請?zhí)亻_2001-112253號公報本發(fā)明要解決的課題可是，在上述各種逆變電路中，在以下的方面存在問題。(1)全橋型由于使用4個開關(guān)元件，成本變高。(2)半橋型雖然開關(guān)元件是2個即可，但是在各開關(guān)元件Si、S2和1次繞組P中流過的電流 與全橋型和中心抽頭推挽型相比變?yōu)?倍。由此，難以避免開關(guān)元件和變壓器的大型化和 高價格。(3)中心抽頭推挽型雖然開關(guān)元件是2個即可，在各開關(guān)元件Si、S2和1次繞組P中流過的電流與全 橋型相同不能變大。可是，由于在1次繞組P的中心抽頭連接電源V，在繞組P的左右的耦 合中存在漏電感。因此，在切斷第一開關(guān)元件時產(chǎn)生的浪涌電壓(surge voltage)經(jīng)由上 述漏電感，在連接于第二開關(guān)元件的續(xù)流二極管被箝位(clamp)。由于上述漏電感的存在， 所以不能實現(xiàn)完全的箝位，存在對第一開關(guān)元件施加過大的浪涌電壓的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種逆變電路，其有2個開關(guān)元件即可，流過開關(guān)元件的 電流值也小，此外，不會對開關(guān)元件施加過大的浪涌電壓。用于解決課題的方法本發(fā)明的逆變電路具備圖1所示的結(jié)構(gòu)。在逆變電路中，作為開關(guān)元件具備第一 開關(guān)元件Sl、和第二開關(guān)元件S2。這些開關(guān)元件以半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成，例如以IGBT (絕緣 柵雙極晶體管)、或MOS-FET構(gòu)成。此外，該逆變電路具備輸出變壓器，該輸出變壓器具備 第一 1次繞組，在所述第一開關(guān)元件Sl和所述第二開關(guān)元件S2之間串聯(lián)連接；和為了獲得 輸出電壓的2次繞組。作為連接例，第一 1次繞組Pl連接于第一開關(guān)元件Si、第二開關(guān)元 件S2的各自的正極側(cè)。此外，該逆變電路具備2個電壓源(在圖1中將電壓源作為電源進(jìn) 行表示)。作為第一電壓源的第一電源Vl在上述第一 1次繞組Pl連接于上述第二開關(guān)元 件S2的第一連接點Al、和上述第一開關(guān)元件Sl之間連接。由此，第一電源Vl經(jīng)由所述第 一 1次繞組Pl對上述第一開關(guān)元件Sl施加電壓。第二電源V2在上述第一 1次繞組Pl連 接于上述第一開關(guān)元件Sl的第二連接點A2、和上述第二開關(guān)元件S2之間連接。由此，第二 電源V2經(jīng)由上述第一 1次繞組Pl對上述第二開關(guān)元件S2施加電壓。 控制部進(jìn)行使上述第一開關(guān)元件Sl和上述第二開關(guān)元件S2交替地導(dǎo)通斷開的控制。由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的逆變電路在本說明書中被稱為電流平衡推挽型(Current Balanced P. P)逆變電路。上述逆變電路的變形例如圖2所示，能夠以下述方式構(gòu)成。S卩，第一電壓源(在圖2中為電容器Cl)的正極側(cè)連接于上述第一連接點，上述第 二電壓源(在圖2中為電容器C2)的正極側(cè)連接于上述第二連接點，進(jìn)而，具備第二 1次 繞組P2，連接于上述第一電壓源的負(fù)極側(cè)和上述第二電壓源的負(fù)極側(cè)之間。此外，具備電 源V，其連接于上述第一 1次繞組Pl的中心抽頭、和上述第二 1次繞組P2的中心抽頭之間， 經(jīng)由上述第一 1次繞組Pl和上述第二 1次繞組P2對上述第一、第二電壓源供給能量。在上述結(jié)構(gòu)中，從電源V對第一電壓源和第二電壓源總是流過充電電流(供給能 量)。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Si導(dǎo)通時，從第一電壓源經(jīng)由第一 1次繞組Pl向第一開關(guān)元件Sl 流過的電流成分、和從第二電壓源經(jīng)由第二 1次繞組P2向第一開關(guān)元件Sl流過的電流成 分被合成，該被合成的電流流過第一開關(guān)元件Si。換句話說，流過第一開關(guān)元件Sl的電流 分流(shunt)到第一 1次繞組Pl和第二 1次繞組P2。本發(fā)明的逆變電路由于具備緩沖電路(snubber)和恢復(fù)(recovery)電路，所以能 夠?qū)崿F(xiàn)ZVS(Zerc) Voltage Switching，零電壓切換)工作，并且能夠降低損失。緩沖電路由 第一緩沖電路和第二緩沖電路構(gòu)成，該第一緩沖電路并聯(lián)連接于上述第一開關(guān)元件Si,包 含第一緩沖二極管和第一緩沖電容器的串聯(lián)電路，該第二緩沖電路并聯(lián)連接于上述第二 開關(guān)元件，包含第二緩沖二極管和第二緩沖電容器的串聯(lián)電路。第一緩沖電路的工作如下 所述。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Sl斷開(切斷)時，通過變壓器的漏電感的作用，充電電流 流過第一緩沖電容器，浪涌電壓成分被充電到該電容器。這時的充電電壓的變化是漸 漸地上升，因此切換工作成為ZVS工作。另一方面，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件導(dǎo)通(接通)時， 通過變壓器的漏電感的減流作用，電流直線狀地傾斜上升，因此切換工作成為ZCS(ZeiX)CurrentSwitching，零電流切換)工作。這時，第一緩沖電容器的充電電荷通過第一緩沖 二極管的阻止，不經(jīng)由第一開關(guān)元件Sl放電，而通過第一恢復(fù)電路恢復(fù)到第一電壓源。再 有，在不具備恢復(fù)電路的通常的緩沖電路中，緩沖電阻Rsl并聯(lián)連接于第一緩沖電容器， 緩沖電容器的充電電荷對緩沖電阻Rsl放電。放電電流if在該緩沖電阻Rsl被熱變換 (ifXifXRsl)。因此，在不具備恢復(fù)電路的通常的緩沖電路中熱損失大，逆變電路變?yōu)榈?效率。在本發(fā)明中，不連接緩沖電阻Rsl，而設(shè)置第一恢復(fù)電路。在第一恢復(fù)電路中，第一 緩沖電容器的充電電荷恢復(fù)到第一電壓源。
第一恢復(fù)電路連接于上述第一電壓源的正極側(cè)和上述第一緩沖電容器之間。第一 恢復(fù)電路包含第三開關(guān)元件S3 ；第一電抗器(reactor)，連接于上述第三開關(guān)元件S3和 上述第一電壓源的正極側(cè)之間；以及第一恢復(fù)用二極管，連接于上述第三開關(guān)元件S3和上 述第一緩沖電容器之間，對第一緩沖電容器的充電進(jìn)行阻止?？刂撇吭谏鲜龅谝婚_關(guān)元件 Sl的導(dǎo)通期間內(nèi)進(jìn)行使上述第三開關(guān)元件S3導(dǎo)通的控制。由此，使蓄積在第一緩沖電容器 中的電荷恢復(fù)到第一電壓源。通過恢復(fù)能夠使逆變電路為高效率。第二緩沖電路和第二恢復(fù)電路具備與上述第一緩沖電路和第一恢復(fù)電路同樣的 結(jié)構(gòu)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，開關(guān)元件是2個即可，流過開關(guān)元件的電流值也小，此外，不會對開 關(guān)元件施加過大的浪涌電壓。此外，通過連接緩沖電路和恢復(fù)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)元件的 ZVS工作，并且能夠減少損失。


圖1是本發(fā)明的電流平衡推挽型(Current Balanced P. P型)逆變電路的概念圖。圖2表示本發(fā)明的第一實施方式。圖3是用于說明逆變電路的工作的圖。圖4是逆變電路的時間圖。圖5表示全橋型、半橋型、中心抽頭推挽型、電流平衡推挽型的各逆變電路的概念 圖。圖6是使用了電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖7是DC-DC轉(zhuǎn)換電路的時間圖。圖8是使用了變形后的電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖9是使用了變形后的另一個電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路 圖。圖10是使用了變形后的又一個電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電 路圖。圖11是使用了變形后的再一個電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電 路圖。附圖標(biāo)記說明Cl作為第一電壓源的電容器
C2作為第二電壓源的電容器
V 電源Sl第一開關(guān)元件S2第二開關(guān)元件S3第三開關(guān)元件S4第四開關(guān)元件Pl第一 1次繞組P2第二 1次繞組INV逆變電路sm第一恢復(fù)緩沖電路SN2第二恢復(fù)緩沖電路OUT輸出電路
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的電流平衡推挽型(Current Balanced P. P型)逆變電路的概念圖。該逆變電路具備第一開關(guān)元件Sl ；第二開關(guān)元件S2 ；以及輸出變壓器(未圖 示)，其具備第一 1次繞組Pl、并具備用于獲得輸出電壓的2次繞組，該第一 1次繞組P串 聯(lián)連接于第一開關(guān)元件Sl和第二開關(guān)元件S2之間。此外，該逆變電路具備第一電源VI，其在第一 1次繞組Pl連接于第二開關(guān)元件 S2的第一連接點Al、和第一開關(guān)元件Sl之間連接，經(jīng)由第一 1次繞組Pl對第一開關(guān)元件 Sl施加電壓；以及第二電源V2，其在第一 1次繞組Pl連接于第一開關(guān)元件Sl的第二連接點A2、和 第二開關(guān)元件S2之間連接，經(jīng)由第一 1次繞組Pl對第二開關(guān)元件S2施加電壓。第一開關(guān)元件Sl和第二開關(guān)元件S2通過控制部(未圖示)而交替導(dǎo)通斷開。在上述逆變電路中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)元件Sl導(dǎo)通時，從第一電源Vl在第一 1次繞組Pl 中向左方向流過電流ID1，當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件S2導(dǎo)通時，從第二電源V2在第一 1次繞組Pl中 向右方向流過電流Id2。通過使第一開關(guān)元件Sl和第二開關(guān)元件S2交替導(dǎo)通斷開，在第一 1次繞組Pl中交替流過電流IdI和電流ID2，在變壓器的2次繞組中產(chǎn)生交流輸出電壓。圖2表示本發(fā)明的第一實施方式。該實施方式是使用了 2個1次繞組的逆變電路。在該逆變電路中，圖1的第一電源V 1被置換為作為第一電壓源的電容器Cl，圖1 的第二電源V2被置換為作為第二電壓源的電容器C2。此外，在第一電壓源Cl的負(fù)極側(cè)和第二電壓源C2的負(fù)極側(cè)之間連接有第二 1次 繞組P2。此外，在第一 1次繞組Pl的中心抽頭、和第二 1次繞組P2的中心抽頭之間具備電 源V，該電源V經(jīng)由第一 1次繞組Pl和第二 1次繞組P2對第一電壓源Cl和第二電壓源C2
供給能量。圖3是用于說明上述逆變電路的工作的圖，圖4是時間圖。在圖4中，期間D是 第一開關(guān)元件Sl或第二開關(guān)元件S2導(dǎo)通的期間。該期間D的最大值在這里是0.5。期間 (0. 5-D)是開關(guān)元件Si、S2均斷開的休止期間。
在圖3中，第一 1次繞組Pl以中心抽頭為中心由繞組Pla和Plb構(gòu)成，第二 1次 繞組P2以中心抽頭為中心以繞組P2a和P2b構(gòu)成。再有，在變壓器T的2次繞組S連接有 二極管橋式整流電路，作為整體構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)而，連接有使整流輸出平滑的電抗 器Ltl和負(fù)載禮。其它的結(jié)構(gòu)與圖2相同。使第一開關(guān)元件Sl導(dǎo)通，通過作為第一電壓源的電容器Cl和作為第二電壓源的 電容器C2，分別對第一 1次繞組Pl、第二 1次繞組P2施加電壓V，當(dāng)在2次繞組S產(chǎn)生輸出 電壓Vs時，在負(fù)載Rtl流過輸出電流由此，在1次繞組P1、P2分別流過0.5、· a (變壓 器的繞組比=1 a)。這時，將從電容器Cl流到開關(guān)元件Sl的電流、和從電容器C2流到 開關(guān)元件Sl的電流合成后的元件電流IdI是IdI = I0 · a。電容器Cl、電容器C2的充電電流(直流)Icl’、Ic2’分別是將輸出功率除以電源 電壓后的Ii的一半(0. 5Ii)。因此，流過電容器Cl、電容器C2的合成電流Icl、Ic2分別變 為放電電流-充電電流=0.5 (I11I-Ii)。另一方面，流過1次繞組Pla、P2b的電流成為減去充電電流后的電流，流過1次繞 組Plb、P2a的電流成為加上充電電流后的電流。即、IPla, Ip2b = 0. 5 (IDl_Ii)IPlb, Ip2a = 0. 5 (ID1+Ii)。該電流平衡沒有問題。其原因在于，通過開關(guān)元件Si、S2交替地導(dǎo)通斷開(通過 換向(commutating))，保持了平均繞組電流的平衡。因此，特別是不會產(chǎn)生變壓器的芯體磁 場偏移的問題。此外，從電源V看，Pla、Plb、P2a、P2b的各繞組的極性分別是相反極性。因此，以 電源電壓不會直接對變壓器τ進(jìn)行勵磁。此外，由于分別流入1次繞組Pl和P2的充電電 流Icl’和Ic2’是相反極性，所以沒有芯體直流磁化的問題。在上述結(jié)構(gòu)中，分別施加到第一 1次繞組Pl和第二 1次繞組P2的交流電壓是電 源電壓V，與全橋型相同。此外，設(shè)置在第一 1次繞組Pl和第二 1次繞組P2的中心抽頭用 于從電源V供給能量，通過使圖3的粗線表示的電流流過，在輸出功率供給中利用第一 1次 繞組Pl和第二 1次繞組P2的全繞組。因此，不會如中心抽頭推挽型那樣每半個周期產(chǎn)生 虛設(shè)繞組(idling winding) 0即，不需要考慮Pla和Plb之間的漏電感，以及P2a和P3b之 間的漏電感，因此換向時不會產(chǎn)生浪涌電壓。因此，不需要以防止浪涌電壓為目的，使Pla 和Plb間、P2a和P2b間、Pl和P2間緊密耦合。此外，從電源V對電容器Cl、C2經(jīng)由第一 1次繞組Pl和第二 1次繞組P2總是流過充電電流0. 5Ii。在該充電時，由于這些繞組P1、 P2間的漏電感作為對波動成分(ripplecomponent)進(jìn)行除去的濾波器而發(fā)揮作用，所以從 電源V供給的電流Ii是連續(xù)的直流。因此，作為電源V，能夠使用不耐波動成分(由于波動 成分而使壽命特性變差)的電池，例如燃料電池。再有，第一 1次繞組Pl和第二繞組S的 耦合，以及第二 1次繞組P2和2次繞組S的耦合，由于需要使分流平衡，所以必須對稱。圖5是為了參考，表示全橋型、半橋型、中心抽頭推挽型、電流平衡推挽型的各逆 變電路的概念圖。如上述那樣，在本實施方式的電流平衡推挽型逆變電路中，開關(guān)元件有2個即可， 流入各開關(guān)元件的電流與半橋型相比是二分之一即可，此外，有不對開關(guān)元件施加過大的浪涌電壓的優(yōu)點。進(jìn)而，電源V能夠使用不耐波動成分(由于波動成分而使壽命特性變差) 的電池，例如燃料電池。接著，表示本發(fā)明的第二實施方式。圖6是使用了上述電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路(converter circuit)的電路圖。圖7是時間圖。該轉(zhuǎn)換電路具備電流平衡推挽型逆變電路INV ；輸出電路OUT，對該逆變電路INV 的交 流輸出進(jìn)行整流并輸出到負(fù)載；第一恢復(fù)緩沖電路Sm ；第二恢復(fù)緩沖電路SN2。逆變電路INV與圖2或圖3所示的電路相同(在圖6和圖3中，電容器Cl和C2的 顯示位置彼此相反)。在逆變電路INV的第一開關(guān)元件Si，連接有第一恢復(fù)緩沖電路SN1， 在第二開關(guān)元件S2，連接有第二恢復(fù)緩沖電路SN2。再有，在第一開關(guān)元件Si、第二開關(guān)元 件S2使用半導(dǎo)體開關(guān)元件，例如IGBT或MOS-FET等。輸出電路OUT以連接于變壓器T的2次繞組S的整流用二極管D9 D12、和平滑 用的電抗器L3和電容器C5構(gòu)成，在輸出電路OUT連接有負(fù)載禮。第一恢復(fù)緩沖電路Sm具備第一續(xù)流二極管D1，反并聯(lián)連接于開關(guān)元件Sl ；第 一緩沖電路，并聯(lián)連接于開關(guān)元件Si。第一緩沖電路包含第一緩沖二極管D3和第一緩沖 電容器C3的串聯(lián)電路。此外，恢復(fù)緩沖電路sm具備在作為第一電壓源的電容器Cl的正 極側(cè)和緩沖電容器C3之間連接的第一恢復(fù)電路。第一恢復(fù)電路具備第三開關(guān)元件S3 ；第 一電抗器Li，連接于開關(guān)元件S3和電容器Cl的正極側(cè)之間；第一恢復(fù)用二極管D5，連接于 開關(guān)元件S3和緩沖電容器C3之間。第二恢復(fù)緩沖電路SN2具備與第一恢復(fù)緩沖電路Sm同樣的結(jié)構(gòu)。即，第二恢復(fù) 緩沖電路SN2具備第二續(xù)流二極管D2，反并聯(lián)連接于開關(guān)元件S2 ；第二緩沖電路，并聯(lián)連 接于開關(guān)元件S2。第二緩沖電路包含第二緩沖二極管D4和第二緩沖電容器C4的串聯(lián)電 路。此外，恢復(fù)緩沖電路SN2具備在作為第二電壓源的電容器C2的正極側(cè)和緩沖電容器 C4之間連接的第二恢復(fù)電路。第二恢復(fù)電路具備第四開關(guān)元件S4 ；第二電抗器L2，連接 于開關(guān)元件S4和電容器C2的正極側(cè)之間；第二恢復(fù)用二極管D6，連接于開關(guān)元件S4和緩 沖電容器C4之間。轉(zhuǎn)換電路還具備控制部CT，該控制部CT生成用于對開關(guān)元件Sl S4進(jìn)行導(dǎo)通 斷開控制的柵極信號(gate signaDGl G4。柵極信號Gl G4分別被供給到開關(guān)元件 Sl S4的柵極端子。接著，參照圖7對工作進(jìn)行說明。對第一恢復(fù)緩沖電路sm的工作進(jìn)行說明。在t0緊前方通過作為電流源的電抗器L3 (連接于變壓器T的2次側(cè)繞組)的作 用，整流用二極管D9 D12成為續(xù)流狀態(tài)。在t0開關(guān)元件S1導(dǎo)通時，通過1次繞組P1 (P 1 a、 P2a)、P2(P2a、P2b)的漏電感的減流作用，流過開關(guān)元件Sl的電流Slid以固定的傾斜度直 線地增加。因此，開關(guān)工作成為ZCS (Zero Current Switching，零電流切換)工作。此外，當(dāng)開關(guān)元件Sl斷開時，由于上述漏電感的蓄積能量，緩沖電容器C3漸漸被 充電。緩沖電容器C3的充電電位VC3的變位，是在充電期間的后半中上述漏電感和緩沖電 容器C3的共振系統(tǒng)(resonantsystem)導(dǎo)致的，最終被箝位到2V(將電容器Cl的電位作為 V)。因此，防止浪涌電壓施加到開關(guān)元件Si，開關(guān)元件Sl的兩端電壓SlVds如圖7那樣漸漸地上升。因此，切換工作成為ZVS (Zero VoltageSwitching，零電壓切換)工作。在開關(guān)元件Sl斷開時，被充電到緩沖電容器C3的電荷不會像現(xiàn)有電路那樣被緩 沖電阻消耗，而恢復(fù)到作為第一電壓源的電容器Cl。即，在開關(guān)元件Sl導(dǎo)通的同時，開關(guān)元件S3導(dǎo)通。這時，通過緩沖電容器C3和第 一電抗器Ll的共振系統(tǒng)，基于緩沖電容器C3的充電電荷(電位是2V)的恢復(fù)電流(共振 電流)的正極部分流到開關(guān)元件S3，上述電荷恢復(fù)到電容器Cl(電位V)。由于緩沖電容器 C3的充電電位2V是電容器Cl的充電電位V的2倍，所以在恢復(fù)電流(共振電流)變?yōu)榱?時，緩沖電容器C3的充電電荷全部被恢復(fù)(通過求解共振式，是很明確的)。再有，負(fù)極部 分通過恢復(fù)二極管D5的充電阻止，不會再次對緩沖電容器C3充電。當(dāng)將流過上述共振系統(tǒng) 的恢復(fù)電流變?yōu)榱阒暗钠陂g作為tO-tl時，開關(guān)元件S3導(dǎo)通的期間被設(shè)定為比該tO-tl 的期間長的Tb(t0-t2)。像這樣，當(dāng)開關(guān)元件Sl導(dǎo)通時，緩沖電容器C3的充電電荷不會像現(xiàn)有緩沖電路那 樣被緩沖電阻消耗，而恢復(fù)到作為第一電壓源的電容器Cl，因此能夠提高逆變電路的效率。關(guān)于第二恢復(fù)緩沖電路SN2的工作，也與上述相同。接著，表示本發(fā)明的第三實施方式。圖8是使用了變形后的電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖8的電路和圖6的電路的不同之處如下所述。(Al)使用了圖1所示結(jié)構(gòu)的電流平衡推挽型逆變電路。即，代替成為電壓源的電 容器Cl、C2，使用第一電壓源Vl和第二電壓源V2。在該電路中，不需要在1次繞組設(shè)置中心抽頭，此外，1次繞組是1個繞組即可。接著，表示本發(fā)明的第四實施方式。圖9是使用了變形后的電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖9的電路和圖6的電路的不同之處如下所述。(Bi)代替成為電壓源的電容器C2，使用電源V。(B2)去除1次繞組P1、P2的中心抽頭。在該電路中，不需要在1次繞組設(shè)置中心抽頭，此外，電源是1個即可。接著，表示本發(fā)明的第五實施方式。圖10是使用了變形后另一個的電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電 路圖。圖10的電路和圖6的電路的不同之處如下所述。(Cl)在變壓器T設(shè)置第一 3次繞組S20、和第二 3次繞組S30，將在該第一 3次繞 組S20產(chǎn)生的感應(yīng)電壓α 1追加到緩沖電容器C3的充電電位2V (增強(qiáng)緩沖電容器C3的充 電電位)。此外，將在第二 3次繞組S30產(chǎn)生的感應(yīng)電壓α 2追加到緩沖電容器C4的充電 電位2V。緩沖電容器C3的充電電位是電容器Cl的充電電位的2倍，因此理想的是通過開 關(guān)元件S3導(dǎo)通，緩沖電容器C3的充電電位完全放電。可是，由于恢復(fù)電路的損失等原因， 在緩沖電容器C3殘留電荷，成為ZVS工作的障礙。因此，將在第一 3次繞組S20產(chǎn)生的感 應(yīng)電壓α 1追加到緩沖電容器C3的充電電位2V，促進(jìn)緩沖電容器C3的充電電荷的放電。在上述任何實施方式中，工作 與圖6表示的第二實施方式相同。
接著，表示本發(fā)明的第六實施方式。圖11是使用了變形后的再一個電流平衡推挽型逆變電路的DC-DC轉(zhuǎn)換電路的電 路圖。圖11的電路和圖6的電路的不同之處如下所述。(Dl)在第一恢復(fù)緩沖電路Sm設(shè)置第三續(xù)流二極管D13，將陽極側(cè)連接于緩沖電 容器C3和作為 第一電壓源的電容器Cl的連接點，將陰極側(cè)連接于第一電抗器Ll和第三開 關(guān)元件S3的連接點。如果在基于緩沖電容器C3的充電電荷的恢復(fù)電流流過開關(guān)元件S3 的期間，開關(guān)元件S3斷開時，通過蓄積在電抗器Ll的能量，對開關(guān)元件S3施加浪涌電壓。 因此，在這樣的情況下，上述能量引起的電流流過續(xù)流二極管D13。在第二恢復(fù)緩沖電路SN2，也同樣地設(shè)置有第四續(xù)流二極管D14。
權(quán)利要求
一種逆變電路，其中，具備第一開關(guān)元件；第二開關(guān)元件；輸出變壓器，具備第一1次繞組，在所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件之間串聯(lián)連接；以及第二繞組，用于獲得輸出電壓；第一電壓源，在所述第一1次繞組連接于所述第二開關(guān)元件的第一連接點、和所述第一開關(guān)元件之間連接，經(jīng)由所述第一1次繞組對所述第一開關(guān)元件施加電壓；第二電壓源，在所述第一1次繞組連接于所述第一開關(guān)元件的第二連接點、和所述第二開關(guān)元件之間連接，經(jīng)由所述第一1次繞組對所述第二開關(guān)元件施加電壓；以及控制部，使所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件交替地導(dǎo)通斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路，其中，在所述第一電壓源中，正極側(cè)連接于所述第一連接點， 在所述第二電壓源中，正極側(cè)連接于所述第二連接點， 該逆變電路還具備第二 1次繞組，連接于所述第一電壓源的負(fù)極側(cè)和所述第二電壓源的負(fù)極側(cè)之間；以及電源，連接于所述第一 1次繞組的中心抽頭、和所述第二 1次繞組的中心抽頭之間，經(jīng) 由所述第一 1次繞組和所述第二 1次繞組對所述第一、第二電壓源供給能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路，其中，在所述第一電壓源中，正極側(cè)連接于所述第一連接點， 在所述第二電壓源中，正極側(cè)連接于所述第二連接點，該逆變電路還具備第二 1次繞組，連接于所述第一電壓源的負(fù)極側(cè)和所述第二電壓 源的負(fù)極側(cè)之間，利用電源構(gòu)成所述第一電壓源和所述第二電壓源的任何的一方、或雙方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變電路，其中， 具備第一續(xù)流二極管，反并聯(lián)連接于所述第一開關(guān)元件；第一緩沖電路，并聯(lián)連接于所述第一開關(guān)元件，該第一緩沖電路包含第一緩沖二極管 和第一緩沖電容器的串聯(lián)電路；以及第一恢復(fù)電路，在所述第一電壓源的正極側(cè)和所述第一緩沖電容器之間連接， 所述第一恢復(fù)電路包含第三開關(guān)元件；第一電抗器，連接于所述第三開關(guān)元件和所 述第一電壓源的正極側(cè)之間；以及第一恢復(fù)用二極管，連接于所述第三開關(guān)元件和所述第 一緩沖電容器之間， 該逆變電路還具備第二續(xù)流二極管，反并聯(lián)連接于所述第二開關(guān)元件；第二緩沖電路，并聯(lián)連接于所述第二開關(guān)元件，該第二緩沖電路包含第二緩沖二極管 和第二緩沖電容器的串聯(lián)電路；以及第二恢復(fù)電路，在所述第二電壓源的正極側(cè)和所述第二緩沖電容器之間連接， 所述第二恢復(fù)電路包含第四開關(guān)元件；第二電抗器，連接于所述第四開關(guān)元件和所述第二電壓源的正極側(cè)之間；以及第二恢復(fù)用二極管，連接于所述第四開關(guān)元件和所述第 二緩沖電容器之間，所述控制部進(jìn)行如下控制，即在所述第一開關(guān)元件的導(dǎo)通期間內(nèi)使所述第三開關(guān)元件 導(dǎo)通的控制、和在所述第二開關(guān)元件的導(dǎo)通期間內(nèi)使所述第四開關(guān)元件導(dǎo)通的控制，由此， 使蓄積在所述第一、第二緩沖電容器中的電荷分別恢復(fù)到所述第一電壓源、第二電壓源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變電路，其中，所述第一恢復(fù)電路具備第三續(xù)流二極管，在該第三續(xù)流二極管中，將陽極側(cè)連接于所 述第一緩沖電容器和所述第一電壓源的連接點，將陰極側(cè)連接于所述第一電抗器Ll和所 述第三開關(guān)元件S3的連接點， 所述第二恢復(fù)電路具備第四續(xù)流二極管，在該第四續(xù)流二極管中，將陽極側(cè)連接于所 述第二緩沖電容器和所述第二電壓源的連接點，將陰極側(cè)連接于所述第二電抗器和所述第 四開關(guān)元件的連接點。
全文摘要
逆變電路具備第一、第二開關(guān)元件；以及輸出變壓器，該輸出變壓器具備在所述第一、第二開關(guān)元件之間串聯(lián)連接的第一1次繞組；和為了獲得輸出電壓的2次繞組。逆變電路還具備第一電壓源和第二電壓源和控制部。第一電壓源在上述第一1次繞組連接于上述第二開關(guān)元件的第一連接點、和上述第一開關(guān)元件之間連接，經(jīng)由上述第一1次繞組對上述第一開關(guān)元件施加電壓。第二電壓源在上述第一1次繞組連接于上述第一開關(guān)元件的第二連接點、和上述第二開關(guān)元件之間連接，經(jīng)由上述第一1次繞組對上述第二開關(guān)元件施加電壓?？刂撇渴股鲜龅谝婚_關(guān)元件和上述第二開關(guān)元件交替地導(dǎo)通斷開。逆變電路還具備用于對緩沖電容器的充電電荷進(jìn)行恢復(fù)的第一、第二恢復(fù)緩沖電路。
文檔編號H02M3/337GK101849347SQ20088010128
公開日2010年9月29日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者山村聰史, 森本健次, 勝島肇, 藤吉敏一 申請人:株式會社三社電機(jī)制作所