電力轉換裝置以及電力修正方法
【專利說明】
[0001] 將于2013年11月19日提交的日本申請號2013-238913的公開文本包括的說明 書、附圖以及摘要援用于此。
技術領域
[0002] 本發明涉及電力轉換裝置以及電力修正方法。
【背景技術】
[0003] 已知有根據初級側轉換電路的開關和次級側轉換電路的開關之間的相位差來調 整在初級側轉換電路和與初級側轉換電路通過變壓器磁耦合的次級側轉換電路之間傳輸 的傳輸電力的電力轉換裝置（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和初級側轉換電路等的開關定時容易發生 偏差，因此難以使傳輸電力接近所期望的值。
[0005] 于是，本發明的目的在于進行高精度的電力傳輸。
【發明內容】
[0006] 為了實現上述目的，根據一個方式，提供一種電力修正方法，對在初級側電路和經 由電抗器與所述初級側電路連接且通過變壓器與所述初級側電路磁耦合的次級側電路之 間傳輸，并且根據所述初級側電路的開關與所述次級側電路的開關之間的相位差而被調整 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晶體管接通的開關步驟；在所述次級側電路的負極母線與正極母線之間施 加規定的電壓的步驟；使與所述次級側電路的正極母線連接的第3晶體管以及經由所述電 抗器與所述第3晶體管連接且與所述次級側電路的負極母線連接的第4晶體管接通的開關 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] 根據一個方式，能夠進行高精度的電力傳輸。
【附圖說明】
[0008] 關于本發明的優選實施方式的特點、優點、技術以及工業上的意義，以下將結合附 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是表示電力轉換裝置的構成例的圖。
[0010] 圖2是表示控制部的構成例的框圖。
[0011] 圖3是表不1次側電路和次級側電路的開關例的時序圖。
[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的構成>
[0015] 圖1是表示作為電力轉換裝置的實施方式的電源裝置101的構成例的框圖。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。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。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高電壓級負載61a的第1輸入輸出端口 60a和 連接初級側低電壓級負載61c以及初級側低電壓級電源62c的第2輸入輸出端口 60c作為 初級側端口。初級側低電壓級電源62c向以與初級側低電壓級電源62c相同的電壓級（例 如12V級）動作的初級側低電壓級負載61c供給電力。另外，初級側低電壓級電源62c向 以與初級側低電壓級電源62c不同的電壓級（例如比12V級高的48V級）動作的初級側高 電壓級負載61a供給由在電源電路10構成的初級側轉換電路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高電壓級負載61b以及次級側高電壓級電源 62b的第3輸入輸出端口 60b和連接次級側低電壓級負載61d的第4輸入輸出端口 60d作 為次級側端口。次級側高電壓級電源62b向以與次級側高電壓級電源62b相同的電壓級 (例如比12V級以及48V級高的288V級）動作的次級側高電壓級負載61b供給電力。另 外,次級側高電壓級電源62b向以與次級側高電壓級電源62b不同的電壓級（例如比288V 級低的72V級）動作的次級側低電壓級負載61d供給由在電源電路10構成的次級側轉換 電路30降壓后的電力。作為次級側高電壓級電源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換的功能的電力轉換電 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的內部，也可以設置于電源電路10 的外部。
[0023] 電源電路10是構成為包含初級側轉換電路20和次級側轉換電路30的電力轉換 電路。另外，初級側轉換電路20和次級側轉換電路30經由初級側磁耦合電抗器204以及 次級側磁耦合電抗器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構成的初級側端口和由第3輸入輸出端 口 60b以及第4輸入輸出端口 60d構成的次級側端口經由變壓器400而連接。
[0024] 初級側轉換電路20是構成為包含初級側全橋電路200、第1輸入輸出端口 60a和 第2輸入輸出端口 60的初級側電路。初級側全橋電路200是構成為包含變壓器400的初 級側線圈202、初級側磁耦合電抗器204、初級側第1上臂U1、初級側第1下臂/U1、初級側 第2上臂VI和初級側第2下臂/VI的初級側電力轉換部。這里，初級側第1上臂U1、初級 側第1下臂/U1、初級側第2上臂VI和初級側第2下臂/VI分別例如是構成為包含N溝道 型M0SFET和作為該M0SFET的寄生元件的體二極管的開關元件。也可以與該M0SFET并聯 地追加連接二極管。
[0025] 初級側全橋電路200具有與第1輸入輸出端口 60a的高電位側的端子613連接的 初級側正極母線298和與第1輸入輸出端口 60a以及第2輸入輸出端口 60c的低電位側的 端子614連接的初級側負極母線299。
[0026] 在初級側正極母線298和初級側負極母線299之間，安裝有將初級側第1上臂U1 和初級側第1下臂/U1串聯連接的初級側第1臂電路207。初級側第1臂電路207是能夠 進行基于初級側第1上臂U1以及初級側第1下臂/U1的接通斷開的開關動作的電力轉換 動作的初級側第1電力轉換電路部（初級側U相電力轉換電路部）。并且，在初級側正極母 線298和初級側負極母線299之間，與初級側第1臂電路207并聯地安裝有將初級側第2 上臂VI和