功率转换系统的制作方法

1.本技术涉及功率转换系统。


背景技术：

2.以往，在车载用充电器、ac/dc转换器、dc/dc转换器以及逆变器等在一个壳体中所具备的功率转换装置中，为了驱动这些电动部件，从搭载于车辆的铅电池(以下称为低压电池)中主要获取功率，作为供电源生成内部功率，进而供给给各功能。
3.特别是从功率部件的商品性提高的观点来看，除了功率转换效率之外，还被要求提高用于使功率转换器本身动作的辅助电源的效率，进而抑制待机功率。例如，从锂电池等车载高压电池向低压电池进行功率转换的dc/dc转换器以轻负载来进行驱动的情况下，辅助电源的效率(损耗)在以功率部件整体的损耗比例来看时是不能忽视的。另外，为了抑制电池没电等，也需要辅助电源系统的待机功率降低。
4.在专利文献1中，公开了提供能够降低暗电流或功耗的电流供给电路的情况。即，在这样的电流供给电路中，包括：供给电路，该供给电路将与基于电源电压而生成的基准电流大小相同的电流供给到其他电路；电源变动预测单元，该电源变动预测单元基于负载状态来预测所述电源电压的变动；以及基准电流可变单元，该基准电流可变单元在预测到所述电源电压的变动的情况下使所述基准电流的大小发生变化，由此，仅在通过电源变动预测单元预测到电源部的电源电压发生变动的情况下，基准电流可变单元使基准电流变得比通常要大。由此能提供可降低暗电流或功耗的电流供给电路。
5.另外，在专利文献2中，公开了能够不需要向辅机供给待机功率的辅机电池的辅机电源装置。即，其包括：功率转换器，该功率转换器对来自主电源的功率进行转换并输出到辅机；以及控制装置，该控制装置根据系统的运转或停止状态来判定辅机的通常动作或待机状态，控制所述功率转换器以使得在辅机处于待机状态的情况下将来自所述主电源的功率转换为待机电压，并且控制所述功率转换器以使得在辅机为通常动作状态的情况下将来自所述主电源的功率转换为通常动作电压。由此，能够不使用辅机用电池而向辅机供电。这里，公开了优选通常动作电压大于待机电压的情况。
6.如上所述，由于构成为不仅是通常动作状态，即使在待机状态下也通过功率转换器将来自主电源的功率进行转换并向辅机供给，因此不需要辅机电池。并且，公开了通过适当地控制在辅机状态下所供给的辅机电压从而有效地降低功耗的情况。现有技术文献专利文献
7.专利文献1：日本专利特开2008-195110号公报专利文献2：日本专利特开2015-119553号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
8.在以往的功率电子领域中的逆变器、转换器等多个构成部件为一体型的功率转换装置中，特别是在dc/dc转换器中，为了减小产品成本和尺寸并且减少损耗，优选将低压电池线作为供给源来构成辅助电源电路结构，但待机功率成为问题。
9.为了切断待机功率，在专利文献1中，在电源部与电流供给电路之间存在点火开关，一般采用将该点火开关进行开闭从而对电路本身的动作停止时的待机功率进行截断的方法，但存在不能有效降低待机功率的问题。
10.另外，在专利文献2中，根据辅机的运行或待机状态来控制功率转换器并调整供给到辅机的电源电压的值，从而抑制待机功率。但是，在将这样的方法应用于从高压电池向低压电池进行功率转换的dc/dc转换器的情况下，待机状态下的来自高压电池的能量带出量变得无法忽视。特别是在要供给用于从dc/dc转换器输出线直接驱动功率转换部的功率的情况下，该主电路必须始终持续动作。为了降低相应的转换器的待机功率，在待机过程中停止主电路的功率转换动作并且抑制驱动它们的电源电路部的待机功率，这样功率转换装置的总能量收支最好。
11.本技术公开了用于解决上述问题的技术，其目的在于通过在dc/dc转换器动作停止过程中通过电源供给功能控制供电的供给或停止，从而抑制dc/dc转换器的电源装置或控制部中的待机功率。用于解决技术问题的技术手段
12.本技术所公开的功率转换系统包括对电池进行充电的dc/dc转换器、以及由逆变器和转换器中的至少一个构成的功率转换装置，所述dc/dc转换器包括：将输入电压转换成所要求的电压的功率转换部；驱动所述功率转换部的第一控制部；向所述第一控制部供电并将所述dc/dc转换器的输出或所述电池作为供电源的电源装置；以及用于控制对所述电源装置的供电的电源供给功能，所述电源供给功能在所述dc/dc转换器待机过程中通过所述功率转换装置的第二控制部来控制供电。
13.另外，本技术所公开的另一个功率转换系统包括对电池进行充电的dc/dc转换器、以及由逆变器和转换器中的至少一个构成的功率转换装置，所述dc/dc转换器包括：将输入电压转换成所要求的电压的功率转换部；驱动所述功率转换部的第一控制部；向所述第一控制部供电并将所述dc/dc转换器的输出或所述电池作为供电源的电源装置，所述功率转换系统还设置有向所述电源装置指示输出许可和输出停止的电源装置输出开/关功能，所述电源装置输出开/关功能在所述dc/dc转换器待机过程中通过所述功率转换装置的第二控制部来控制供电。发明效果
14.根据本技术所公开的功率转换系统，在dc/dc转换器动作停止过程中，对来自另一个功率转换装置的供电进行控制，利用电源供给功能来控制供电，从而能抑制连接到电池的dc/dc转换器的电源装置或控制部中的待机功率。
附图说明
15.图1是表示实施方式1所涉及的功率转换系统的基本结构的框图。
network：控制器局域网)通信等通知给外部ecu300。另外，利用控制部4获取到的来自电流传感器、电压传感器等的传感器信息，在检测到功率转换装置内部的动作异常或故障时，使用can通信等通知给外部ecu300。
22.电源装置5是用于向控制部4供电的电源电路，将dc/dc转换器1的输出或低压电池100作为供电源。开关(电源供给功能)7在dc/dc转换器1处于待机过程中通过另一个功率转换装置2的控制部(第2控制部)10来控制供电的供给或停止。电源装置5将低压电池100的线设为供给源，开关7由另一个功率转换装置2的控制部10控制供电的供给或停止。
23.作为另一个功率转换装置2，存在用于使车辆行驶的电动机(相当于图1～图4的负载400)驱动用的逆变器。或者作为另一个功率转换装置2是一种用于驱动发电机的逆变器，所述发电机用于将能量返回到高压电池200以作为车辆减速时的再生能源，存在一种逆变器，该逆变器连接到发电用电动机(相当于图1～图4的负载400)，用于将在车辆减速时发电用电动机中被感应出的再生能量传送到高压电池200，用于将来自发电电动机的交流功率转换成直流功率。此外，作为另一个功率转换装置2，有用于从系统(相当于图1～图4中的ac电源400)对高压电池200进行充电的充电器，所谓系统是指从图1～图4所示的ac电源400，可以考虑将另一个功率转换装置2作为充电器而对高压电池200进行充电。或者作为另一个功率转换装置2，有通过高压电池200驱动的空气调节器单元(电动a/c压缩机)用电动机(相当于图1～图4的负载400)的逆变器。
24.无论在哪种用途下，作为功率转换装置2的基本结构均由功率转换部9、用于控制功率转换部9的控制部10、用于驱动功率转换部9和控制部10的电源装置11构成。控制部10基于来自外部ecu300的起动信息对开关7进行开关控制，从低压电池100向dc/dc转换器1的电源装置5供电。
25.另外，控制部10除了逆变器、发电机、升压转换器之外，还基于电流传感器、电压传感器、来自外部ecu300侧的指令信息等各种信息来实施优化后的电动机控制，因此搭载有微处理器(以下称为微机)、dsp(digital signal processor：数字信号处理)或专用控制ic(integrated circuit：集成电路)等高速运算装置。
26.以往，在功率转换装置1、2的任一个中，控制部均具有微机，另外，在转换器中应用了专门用于功率转换控制的转换器控制用ic。另外，在所述微机中，具有在与外部ecu300的通信接口、或观测所希望的电压、电流和温度等的传感器等彼此的功率转换装置中共通的功能。因此，能够通过将功能整合到功率转换装置中的某一个微机中，并且删除另一个微机来降低成本。因此，例如，通过应用高功能微机作为功率转换装置2的控制部10，将控制部4作为转换器控制用ic而整合到微机中，从而能以总成本廉价的结构来实现两者的功能。在这种情况下，控制部10实施上述中故障检测或与外部ecu300的通信。控制部4和电源供给功能6由另一个功率转换装置2中的控制部10中的例如运算处理装置(微处理器或监视ic等)基于功率转换装置2内部和外部ecu300的信息来进行控制。
27.电源装置11用于向控制部10供电，经由与dc/dc转换器1的输出系统不同的线束101来供电。用于驱动dc/dc转换器1的控制部4及电源装置5的电源系统与用于驱动另一个功率转换装置2的电源系统不同。即，dc/dc转换器1的控制部4的能量获取经由输出电缆
102，与之相对，另一个功率转换装置2的能量供给经由与其不同的线束101来获取能量。因此，即使某一个的电源系统断线，也不会影响另一个功率转换装置。
28.输出电缆102是用于从dc/dc转换器1向低压电池100供电的导线(图2的箭头表示该情况)。其中，在本实施方式中，也利用该输出电缆102从低压电池100获取用于驱动控制部4的功率。即，起动时从低压电池100获取功率，通常时将dc/dc转换器1本身的输出作为供电源。在电源装置11与低压电池100之间设置有开关13，开关13的开关通过来自外部ecu300的信号来驱动启动电路12，由此向电源装置11供给能量。作为开关13，可以利用机械式继电器、半导体元件等各种各样的开关。与之相对，半导体元件被用作开关7。由此，与机械开关相比，能够提高耐久性，因此，能提高产品的相应功能部的耐久性或减小安装面积。
29.通过采用这样的结构，在dc/dc转换器1的动作停止时预先关断开关7，从而能够降低待机功率。另外，如上所述使用了以往监视专用ic，但通过由另一个功率转换装置2的控制部10代用监视路径，能够省略监视专用ic等部件，因此能够削减部件个数，实现产品的小型化。另外，在其他电源供给路径(线束101)中，在低压电池100与辅助电源之间存在继电器、熔断器、防逆接二极管等损耗发生要因。因此，在与其他电源供给路径共用的情况下，即使在使dc/dc转换器1的动作停止的情况下，也不能停止基于电源供给路径的供电。关于电源效率，dc/dc转换器1比各个辅助电源要好。如上所述，如图2所示，通过配置开关7，能够包含各个辅助电源结构而在最佳路径上形成能量流，因此能减少功率结构部件的总损耗。
30.另外，如上所述，即使在通过分离电源系统而使得位于功率转换装置内的一个功率转换装置的功能失效的情况下，也不会对另一个功率转换装置的功能产生影响。因此，能动作的功率转换装置侧能够继续运行。另外，通过简单的电路结构，能够降低结构部件的动作停止时的待机功率。
31.另外，即使在以往相同的壳体内，在dc/dc转换器1和功率转换装置2中也分别设置有微机，因此，产生了dc/dc转换器1与功率转换装置2之间的通信延迟或协调动作时的定时的偏移。然而，通过将对于dc/dc转换器1和功率转换装置2这两个功率转换装置共通的微机进行整合，从而能够消除延迟或定时的偏移。另外，通过功率转换装置2来开关dc/dc转换器1的开关7，从而能够在dc/dc转换器1的内部故障或错误产生时停止供电，能够抑制二次故障。另外，通过功率转换装置2来开关dc/dc转换器1的开关7时的响应性比基于外部启动信号来开关功率输出功能时的响应性要好，能够根据dc/dc转换器1不需要充电的情况来抑制无用的功耗。例如，在满足输入停止条件的情况下，与经由外部ecu300从功率转换装置2打开开关7相比，从功率转换装置2直接打开开关7能够缩短响应时间。
32.实施方式2.图3是表示实施方式2所涉及的功率转换系统的结构的框图。如图3所示，设置有向电源装置5指示输出许可和输出停止的电源装置输出开/关功能8。使用电源装置输出开/关功能8代替开关7。该电源装置输出开/关功能8与实施方式1相同地由控制部10控制。
由此，能够削减部件个数，因此能够以更廉价的结构来构筑功率转换系统，并且能够实现与实施方式1相同的效果。
33.实施方式3.图4是表示实施方式3所涉及的功率转换系统的结构的框图。如图4所示，设置有向电源装置5指示输出许可和输出停止的电源装置输出开/关功能8。并用电源装置输出开/关功能8和开关7。即，通过另一个功率转换装置2来驱动开关7和电源装置输出开/关功能8两者，启动或停止dc/dc转换器1。在开关7损坏的情况下，或者在电源装置输出开/关功能8失效的情况下，有可能待机功率增加而引起电池没电，但通过并用电源装置输出开/关功能8和开关7，将开关功能设为冗余系统，从而即使一个部件发生故障，也能够通过另一个开关功能来维持开关供电线的功能。
34.可以对其他上述构成部件的数量、尺寸和材料等进行适当变更。另外，本技术虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。因此，在本技术所公开的技术范围内可以设想无数未举例示出的变形例。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。标号说明
35.1dc/dc转换器2功率转换装置3功率转换部4第1控制部5电源装置6电源供给功能7开关8电源装置输出开/关功能10第2控制部。