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CN104811042A - 电力转换装置和电力转换方法 - Google Patents

电力转换装置和电力转换方法 Download PDF

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CN104811042A
CN104811042A CN201510029244.7A CN201510029244A CN104811042A CN 104811042 A CN104811042 A CN 104811042A CN 201510029244 A CN201510029244 A CN 201510029244A CN 104811042 A CN104811042 A CN 104811042A
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input
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佐佐木一行
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

公开了一种电力转换装置和电力转换方法，该电力转换装置(101)包括初级全桥电路(200)、次级全桥电路(300)和控制部分(50)，该控制部分(50)被配置成为调整初级全桥电路(200)中的切换与次级全桥电路(300)中的切换之间的相位差，以便控制在初级全桥电路(200)与次级全桥电路(300)之间传输的传输电力，其中，初级全桥电路(200)和次级全桥电路(300)中的每一个均包括上臂和与上臂串联连接的下臂，在以预定电力值对传输电力进行传输的传输状态下，控制部分(50)缩短上臂和下臂均不接通时的死区时间。

Description

电力转换装置和电力转换方法
技术领域
本发明涉及用于在初级全桥电路与次级全桥电路之间转换电力的技术。
背景技术
存在一种在初级全桥电路与次级全桥电路之间转换电力的电力转换装置(例如，参考日本专利申请公布第2011-193713号(JP 2011-1937130))。初级全桥电路和次级全桥电路中的每一个均包括上臂以及与上臂串联连接的下臂。
然而，如果每个臂的特性(例如，诸如电流特性的电特性)变化，则上臂和下臂均不导通的时间段(死区时间)波动。如果死区时间过长，则损耗会增加，因此电力转换效率会降低。相反，如果死区时间过短，则上臂和下臂可能由于贯通电流而被损坏。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够防止电力转换效率降低以及由贯通电流引起的损坏的电力转换装置和电力转换方法。
根据一方面，提供了一种电力转换装置，包括：初级全桥电路；次级全桥电路；以及控制部分，被配置成调整初级全桥电路中的切换与次级全桥电路中的切换之间的相位差，以便控制在初级全桥电路与次级全桥电路之间传输的传输电力，其中，初级全桥电路和次级全桥电路中的每一个均包括上臂和与上臂串联连接的下臂，在以预定电力值传输该传输电力的传输状态下，控制部分缩短上臂和下臂均不导通时的死区时间，并且在检测到上臂和下臂均导通的栅极驱动状态的情况下，控制部分将传输状态下的死区时间的调整值设置为大于检测到栅极驱动状态时的死区时间检测值的死区时间值。
根据该方面，可以防止电力转换效率的降低以及由贯通电流引起的损坏。
附图说明
以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：
图1是示出电力转换装置的配置示例的图；
图2是示出控制器的配置示例的框图；
图3是示出初级电路和次级电路的切换示例的时序图；
图4是示出死区时间的示例的时序图；
图5是示出控制器的示例的配置图；
图6是示出电力转换方法的示例的流程图；
图7是示出电力转换方法的示例的流程图；以及
图8是示出电力转换方法的示例的流程图。
具体实施方式
<供电装置101的配置>
图1是示出作为电力转换装置的实施例的供电装置101的配置示例的框图。供电装置101是包括例如供电电路10、控制器50和传感器部分70的供电系统。供电装置101是安装在例如诸如汽车的车辆中并且向每个车载负载提供电力的系统。这样的车辆的具体示例可包括混合动力车辆、插电式混合动力车辆以及电动车辆。供电装置101可安装在使用发动机作为主要驱动源的车辆中。
供电装置101具有例如连接到初级高电压系统负载61a的第一输入/输出端口60a和连接到初级低电压系统负载61c和初级低电压系统电源62c的第二输入/输出端口60c作为初级端口。初级低电压系统电源62c将电力提供到以与初级低电压系统电源62c相同的电压系统(例如，12V系统)工作的初级低电压系统负载61c。初级低电压系统电源62c将由供电电路10的初级转换电路20升压的电力提供到以与初级低电压系统电源62c不同的电压系统(例如，高于12V系统的48V系统)工作的初级高电压系统负载61a。初级低电压系统电源62c的具体示例可包括诸如铅蓄电池的蓄电池。
供电装置101具有次级端口，例如连接到次级高电压系统负载61b和次级高电压系统电源62b的第三输入/输出端口60b以及连接到次级低电压系统负载61d的第四输入/输出端口60d。次级高电压系统电源62b将电力提供到以与次级高电压系统电源62b相同的电压系统(例如，高于12V系统和48V系统的288V系统)工作的次级高电压系统负载61b。次级高电压系统电源62b将由供电电路10的次级转换电路30降压的电力提供到以与次级高电压系统电源62b不同的电压系统(例如，低于288V系统的72V系统)工作的次级低电压系统负载61d。次级高电压系统电源62b的具体示例可包括诸如锂离子电池的蓄电池。
供电电路10是如下电力转换电路：其具有上述四个输入/输出端口，并且具有在选自四个输入/输出端口当中的任意两个输入/输出端口之间执行电力转换的功能。设置有供电电路10的供电装置101可以是具有多个(三个或更多个)输入/输出端口并且可以执行多个(三个或更多个)输入/输出端口当中的任意两个端口之间的电力转换的装置。例如，供电电路10可以是具有不包括第四输入/输出端口60d的三个输入/输出端口的电路。
端口电力项Pa、Pc、Pb和Pd分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d处的输入/输出电力项(输入电力项或输出电力项)。端口电压Va、Vc、Vb和Vd分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d处的输入/输出电压(输入电压或输出电压)。端口电流Ia、Ic、Ib和Id分别是第一输入/输出端口60a、第二输入/输出端口60c、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d处的输入/输出电流(输入电流或输出电流)。
供电电路10包括设置在第一输入/输出端口60a处的电容器C1、设置在第二输入/输出端口60c处的电容器C3、设置在第三输入/输出端口60b处的电容器C2和设置在第四输入/输出端口60d处的电容器C4。电容器C1、C2、C3和C4的具体示例可包括薄膜电容器、铝电解电容器、陶瓷电容器以及固态聚合物电容器。
电容器C1插入第一输入/输出端口60a的高电势侧端子613与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电势侧端子614之间。电容器C3插入在第二输入/输出端口60c的高电势侧端子616与第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电势侧端子614之间。电容器C2插入在第三输入/输出端口60b的高电势侧端子618与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电势侧端子620之间。电容器C4插入在第四输入/输出端口60d的高电势侧端子622与第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电势侧端子620之间。
电容器C1、C2、C3和C4可设置在供电电路10内部，并且可设置在供电电路10外部。
供电电路10是包括初级转换电路20和次级转换电路30的电力转换电路。初级转换电路20和次级转换电路30经由初级磁耦合电抗器204和次级磁耦合电抗器304而彼此连接，并且还磁耦合到变压器400(中心抽头式变压器)。包括第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的初级端口经由变压器400连接到包括第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的次级端口。
初级转换电路20是包括初级全桥电路200、第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的初级电路。初级全桥电路200是包括变压器400的初级线圈202、初级磁耦合电抗器204、初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1的初级电力转换部分。这里，初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1中的每一个均是由例如N沟道型MOSFET和作为MOSFET的寄生元件的体二极管构成的切换元件。二极管可另外与MOSFET并联连接。
初级全桥电路200具有连接到第一输入/输出端口60a的高电势侧端子613的初级正母线298和连接到第一输入/输出端口60a和第二输入/输出端口60c的低电势侧端子614的初级负母线299。
初级第一上臂U1和初级第一下臂/U1彼此串联连接的初级第一臂电路207设置在初级正母线298与初级负母线299之间。初级第一臂电路207是可以通过初级第一上臂U1和初级第一下臂/U1的接通和关断之间的切换操作来执行电力转换操作的初级第一电力转换电路部分(初级U相电力转换电路部分)。另外，初级第二上臂V1与初级第二下臂/V1串联连接的初级第二臂电路211与初级第一臂电路207并行地设置在初级正母线298与初级负母线299之间。初级第二臂电路211是可以通过初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1的接通和关断之间的切换操作来执行电力转换操作的初级第二电力转换电路部分(初级V相电力转换电路部分)。
初级线圈202和初级磁耦合电抗器204设置在将初级第一臂电路207的中点207m连接到初级第二臂电路211的中点211m的桥部中。更具体地，关于桥部的连接关系，初级第一臂电路207的中点207m连接到初级磁耦合电抗器204的初级第一电抗器204a的一端。初级第一电抗器204a的另一端连接到初级线圈202的一端。初级线圈202的另一端连接到初级磁耦合电抗器204的初级第二电抗器204b的一端。初级第二电抗器204b的另一端连接到初级第二臂电路211的中点211m。初级磁耦合电抗器204包括初级第一电抗器204a和以耦合系数k1磁耦合到初级第一电抗器204a的初级第二电抗器204b。
中点207m是初级第一上臂U1与初级第一下臂/U1之间的初级第一中间节点，并且中点211m是初级第二上臂V1与初级第二下臂/V1之间的初级第二中间节点。
第一输入/输出端口60a是设置在初级正母线298与初级负母线299之间的端口。第一输入/输出端口60a包括端子613和端子614。第二输入/输出端口60c是设置在初级负母线299与初级线圈202的中心抽头202m之间的端口。第二输入/输出端口60c包括端子614和端子616。
中心抽头202m连接到第二输入/输出端口60c的高电势侧端子616。中心抽头202m是形成在初级线圈202中的初级第一绕组202a与初级第二绕组202b之间的中间连接点。
次级转换电路30是包括次级全桥电路300、第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的次级电路。次级全桥电路300是包括变压器400的次级线圈302、次级磁耦合电抗器304、次级第一上臂U2、次级第一下臂/U2、次级第二上臂V2和次级第二下臂/V2的次级电力转换部分。这里，次级第一上臂U2、次级第一下臂/U2、次级第二上臂V2和次级第二下臂/V2中的每一个均是由例如N沟道型MOSFET和作为MOSFET的寄生元件的体二极管构成的切换元件。二极管可另外与MOSFET并联连接。
次级全桥电路300具有连接到第三输入/输出端口60b的高电势侧端子618的次级正母线398和连接到第三输入/输出端口60b和第四输入/输出端口60d的低电势侧端子620的次级负母线399。
次级第一上臂U2与次级第一下臂/U2串联连接的次级第一臂电路307设置在次级正母线398与次级负母线399之间。次级第一臂电路307是可以通过次级第一上臂U2和次级第一下臂/U2的接通和关断之间的切换操作来执行电力转换操作的次级第一电力转换电路部分(次级U相电力转换电路部分)。另外，次级第二上臂V2与次级第二下臂/V2串联连接的次级第二臂电路311与次级第一臂电路307并行地设置在次级正母线398与次级负母线399之间。次级第二臂电路311是可以通过次级第二上臂V2和次级第二下臂/V2的接通和关断之间的切换操作来执行电力转换操作的次级第二电力转换电路部分(次级V相电力转换电路部分)。
次级线圈302和次级磁耦合电抗器304设置在将次级第一臂电路307的中点307m连接到次级第二臂电路311的中点311m的桥部中。更具体地，关于桥部的连接关系，次级第一臂电路307的中点307m连接到次级磁耦合电抗器304的次级第一电抗器304a的一端。次级第一电抗器304a的另一端连接到次级线圈302的一端。次级线圈302的另一端连接到次级磁耦合电抗器304的次级第二电抗器304b的一端。次级第二电抗器304b的另一端连接到次级第二臂电路311的中点311m。次级磁耦合电抗器304包括次级第一电抗器304b和以耦合系数k2磁耦合到次级第一电抗器304a的次级第二电抗器304b。
中点307m是次级第一上臂U2与次级第一下臂/U2之间的次级第一中间节点，并且中点311m是次级第二上臂V2与次级第二下臂/V2之间的次级第二中间节点。
第三输入/输出端口60b是设置在次级正母线398与次级负母线399之间的端口。第三输入/输出端口60b包括端子618和端子620。第四输入/输出端口60d是设置在次级负母线399与次级线圈302的中心抽头302m之间的端口。第四输入/输出端口60d包括端子620和端子622。
中心抽头302m连接到第四输入/输出端口60d的高电势侧端子622。中心抽头302m是形成在次级线圈302中的次级第一绕组302a与次级第二绕组302b之间的中间连接点。
在图1中，供电装置101包括传感器部分70。传感器部分70是用于检测预定检测周期中的第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d的至少一个中的输入/输出值Y以及用于将与所检测的输入/输出值Y对应的检测值Yd输出到控制器50的检测装置。检测值Yd可以是通过检测输入/输出电压而获得的检测电压，可以是通过检测输入/输出电流而获得的检测电流，并且可以是通过检测输入/输出电力而获得的检测电力。传感器部分70可设置在供电电路10内部，并且可设置在供电电路10外部。
传感器部分70包括例如检测在第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d的至少一个中生成的输入/输出电压的电压检测部。传感器部分70包括例如输出输入/输出电压Va和输入/输出电压Vc中的至少一个检测值作为初级电压检测值的初级电压检测部以及输出输入/输出电压Vb和输入/输出电压Vd中的至少一个检测值作为次级电压检测值的次级电压检测部。
传感器部分70的电压检测部具有例如监视至少一个端口的输入/输出电压值的电压传感器，以及将与电压传感器监视的输入/输出电压值对应的检测值输出到控制器50的电压检测电路。
传感器部分70包括检测流过第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d中的至少一个的输入/输出电流的电流检测部。传感器部分70包括例如输出输入/输出电流Ia和输入/输出电流Ic中的至少一个检测电流作为初级电流检测值的初级电流检测部以及输出输入/输出电流Ib和输入/输出电流Id中的至少一个检测电流作为次级电流检测值的次级电流检测部。
传感器部分70的电流检测部具有例如监视至少一个端口的输入/输出电流值的电流传感器和将与电流传感器监视的输入/输出电流值对应的检测电流输出到控制器50的电流检测电路。
供电装置101包括控制器50。控制器50是例如设置有微计算机的电子电路，其中CPU置于微计算机中。控制器50可设置在供电电路10内部，并且可设置在供电电路10外部。
控制器50对供电电路10的电力转换操作进行反馈控制，以使得第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d的至少一个中的输入/输出值Y的检测值Yd收敛于被设置给相应端口的目标值Yo。目标值Yo是控制器50或除控制器50之外的预定装置基于针对连接到每个输入/输出端口的每个负载(例如，初级低电压系统负载61c)定义的驱动条件而设置的指令值。目标值Yo用作当从端口输出电力时的输出目标值，并且用作当电力被输入到端口时的输入目标值。目标值Yo可以是目标电压值，可以是目标电流值，并且可以是目标电力值。
控制器50对供电电路10的电力转换操作进行反馈控制，以使得在经由变压器400在初级转换电路20与次级转换电路30之间传输的传输电力P收敛于所设置的目标传输电力Po。传输电力也称为电力传输量。目标传输电力也称为指令传输电力。
控制器50通过改变预定控制参数X的值来对供电电路10执行的电力转换操作进行反馈控制，由此可以调整供电电路10的第一至第四输入/输出端口60a、60c、60b和60d的每个中的输入/输出值Y。作为主要控制参数X，可使用包括相位差φ和占空比D(导通时间δ)的两个控制变量。
相位差φ是初级全桥电路200和次级全桥电路300的同相的电力转换电路部分之间的切换时间偏差(时间延迟)。占空比D(导通时间δ)是在初级全桥电路200和次级全桥电路300中形成的每个电力转换电路部分中的切换波形的占空比(导通时间)。
两个控制参数X可以彼此独立地来控制。控制器50使用相位差φ和占空比D(导通时间δ)、通过对初级全桥电路200和次级全桥电路300的占空比控制和/或相位控制，来改变供电电路10的每个输入/输出端口中的输入/输出值Y。
图2是控制器50的框图。控制器50是具有执行初级转换电路20的每个切换元件比如初级第一上臂U1和次级转换电路30的每个切换元件比如次级第一上臂U2的切换控制的功能的控制部分。控制器50包括电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504、导通时间δ确定处理部506、初级切换处理部508和次级切换处理部510。控制器50是例如设置有微计算机的电子电路，其中CPU置于微计算机中。
电力转换模式确定处理部502例如基于预定外部信号(例如，指示某一端口中的检测值Yd与目标值Yo之间的差的信号)而从供电电路10的以下将描述的电力转换模式A至L当中选择和确定操作模式。电力转换模式包括从第一输入/输出端口60a输入的电力被转换和输出到第二输入/输出端口60c的模式A、从第一输入/输出端口60a输入的电力被转换和输出到第三输入/输出端口60b的模式B以及从第一输入/输出端口60a输入的电力被转换和输出到第四输入/输出端口60d的模式C。
电力转换模式还包括从第二输入/输出端口60c输入的电力被转换和输出到第一输入/输出端口60a的模式D、从第二输入/输出端口60c输入的电力被转换和输出到第三输入/输出端口60b的模式E以及从第二输入/输出端口60c输入的电力被转换和输出到第四输入/输出端口60d的模式F。
电力转换模式还包括从第三输入/输出端口60b输入的电力被转换和输出到第一输入/输出端口60a的模式G、从第三输入/输出端口60b输入的电力被转换和输出到第二输入/输出端口60c的模式H以及从第三输入/输出端口60b输入的电力被转换和输出到第四输入/输出端口60d的模式I。
电力转换模式还包括从第四输入/输出端口60d输入的电力被转换和输出到第一输入/输出端口60a的模式J、从第四输入/输出端口60d输入的电力被转换和输出到第二输入/输出端口60c的模式K以及从第四输入/输出端口60d输入的电力被转换和输出到第三输入/输出端口60b的模式L。
相位差φ确定处理部504具有设置初级转换电路20和次级转换电路30的切换元件之间的切换周期的相位差φ以便使得电力转换电路10用作DC-DC转换器电路的功能。
导通时间δ确定处理部506具有设置初级转换电路20和次级转换电路30的每个切换元件的导通时间δ以便使得初级转换电路20和次级转换电路30分别用作升压电路和降压电路的功能。
初级切换处理部508具有基于来自电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504和导通时间δ确定处理部506的输出，而控制初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1中的每个切换元件的切换的功能。
次级切换处理部510具有基于来自电力转换模式确定处理部502、相位差φ确定处理部504和导通时间δ确定处理部506的输出，而控制次级第一上臂U2、次级第一下臂/U2、次级第二上臂V2和次级第二下臂/V2中的每个切换元件的切换的功能。
<供电装置101的操作>
将参照图1和图2描述供电装置101的操作。例如，当输入了请求供电电路10以模式F的电力转换模式工作的外部信号时，控制电路50的电力转换模式确定处理部502将模式F确定为供电电路10的电力转换模式。在该模式中，输入到第二输入/输出端口60c的电压通过初级转换电路20的升压功能而被升压。升压后的电压由用作DC-DC转换器电路的供电电路10传送到第三输入/输出端口60b侧，并且由次级电力转换电路30的降压功能而被降压。然后，降压后的电压从第四输入/输出端口60d输出。
现在，将详细描述初级转换电路20的升压和降压功能。参考第二输入/输出端口60c和第一输入/输出端口60a，第二输入/输出端口60c的端子616经由初级第一绕组202a和与初级第一绕组202a串联连接的初级第一电抗器204a连接到初级第一臂电路207的中点207m。然后，初级第一臂电路207的两端连接到第一输入/输出端口60a，因此升压/降压电路设置在第二输入/输出端口60c的端子616与第一输入/输出端口60a之间。
第二输入/输出端口60c的端子616经由初级第二绕组202b和与初级第二绕组202b串联连接的初级第二电抗器204b连接到初级第二臂电路211的中点211m。然后，初级第二臂电路211的两端连接到第一输入/输出端口60a，因此升压/降压电路并联连接在第二输入/输出端口60c的端子616与第一输入/输出端口60a之间。由于次级转换电路30具有与初级转换电路20基本上相同的配置，因此两个升压/降压电路并联连接在第四输入/输出端口60d的端子622与第三输入/输出端口60b之间。因此，次级转换电路30以与初级转换电路20相同的方式具有升压和降压功能。
接下来，将详细描述作为DC-DC转换器电路的供电电路10的功能。参考第一输入/输出端口60a和第三输入/输出端口60b，初级全桥电路200连接到第一输入/输出端口60a，并且次级全桥电路300连接到第三输入/输出端口60b。设置在初级全桥电路200的桥部中的初级线圈202和设置在次级全桥电路300的桥部中的次级线圈302以耦合系数kT彼此磁耦合，因此变压器400用作具有匝数比1:N的中心抽头式变压器。因此，初级全桥电路200和次级全桥电路300的切换元件之间的切换周期的相位差φ被调整为使得输入到第一输入/输出端口60a的电力被转换和传送到第三输入/输出端口60b，或者输入到第三输入/输出端口60b的电力被转换和传送到第一输入/输出端口60a。
图3是示出在控制器50的控制之下形成在供电电路10中的每个臂的接通和关断的切换波形的时序图的图。在图3中，U1指示初级第一上臂U1的接通和关断波形，V1指示初级第二上臂V1的接通和关断波形，U2指示次级第一上臂U2的接通和关断波形，并且V2指示次级第二上臂V2的接通和关断波形。初级第一下臂/U1、初级第二下臂/V1、次级第一下臂/U2和次级第二下臂/V2的接通和关断波形是通过分别反转初级第一上臂U1、初级第二上臂V1、次级第一上臂U2和次级第二上臂V2的接通和关断波形而获得的波形(未示出)。死区时间可设置在上臂和下臂的接通和关断波形之间，以使得上臂和下臂两者接通从而不会流过贯通电流。在图3中，高电平指示导通状态，并且低电平指示关断状态。
这里，可以通过改变U1、V1、U2和V2中的每个的导通时间δ来改变初级转换电路20和次级转换电路30中的升压或降压比。例如，如果使得U1、V1、U2和V2的导通时间δ彼此相同，则可以使得初级转换电路20的升压或降压比与次级转换电路30的升压或降压比相同。
导通时间δ确定处理部506使得U1、V1、U2和V2中的导通时间δ彼此相同，以使得初级转换电路20和次级转换电路30的升压或降压比彼此相同(每个导通时间δ＝初级导通时间δ11＝次级导通时间δ12＝时间值α)。
初级转换电路20的升压或降压比由作为导通时间δ占初级全桥电路200中形成的切换元件(臂)的切换周期T的比率的占空比D来定义。类似地，次级转换电路30的升压或降压比由作为导通时间δ占在次级全桥电路300中形成的切换元件(臂)的切换周期T的的比率的占空比D来定义。初级转换电路20的升压或降压比是第一输入/输出端口60a与第二输入/输出端口60c之间的变压比，并且次级转换电路30的升压或降压比是第三输入/输出端口60b与第四输入/输出端口60d之间的变压比。
因此，例如，初级转换电路20的升压或降压比由第二输入/输出端口60c的电压/第一输入/输出端口60a的电压＝δ11/T＝α/T来表示，并且次级转换电路30的升压或降压比由第四输入/输出端口60d的电压/第三输入/输出端口60b的电压＝δ12/T＝α/T来表示。换言之，初级转换电路20和次级转换电路30的升压或降压比具有相同的值(＝α/T)。
图3的导通时间δ指示初级第一上臂U1和初级第二上臂V1的导通时间δ11，并且还指示次级第一上臂U2和次级第二上臂V2的导通时间δ12。形成在初级全桥电路200中的臂的切换周期T和形成在次级全桥电路300中的臂的切换周期T是相同的时间段。
U1与V1之间的相位差是180度(π)，并且U2与V2之间的相位差是180度(π)。U1与V1之间的相位差是时间点t2与时间点t6之间的时间差，并且U2与V2之间的相位差是t1与时间点t5之间的时间差。
可以通过改变U1与U2之间的相位差φu和V1与V2之间的相位差φv中的至少一个来调整初级转换电路20与次级转换电路30之间传输的传输电力P。相位差φu是时间点t1与时间点t2之间的时间差，并且相位差φv是时间点t5与时间点t6之间的相位差φv。
如果相位差φu>0或者相位差φv>0，则传输电力P可以从初级转换电路20传送到次级转换电路30。如果相位差φu<0或者相位差φv<0，则传输电力P可以从次级转换电路30传送到初级转换电路20。换言之，在初级全桥电路200和次级全桥电路300的同相位的电力转换电路部分中，传输电力P从具有上臂较早接通的电力转换电路部分的全桥电路传送到具有上臂较晚接通的电力转换电路部分的全桥电路。
例如，在图3的情况下，次级第一上臂U2的接通时间点t1早于初级第一上臂U1的接通时间点t2。因此，传输电力P从设置有具有次级第一上臂U2的次级第一臂电路307的次级全桥电路300传送到设置有具有初级第一上臂U1的初级第一臂电路207的初级全桥电路200。类似地，次级第二上臂V2的接通时间点t5早于初级第二上臂V1的接通时间点t6。因此，传输电力P从设置有具有次级第二臂V2的次级第二臂电路311的次级全桥电路300传送到设置有具有初级第二上臂U2的初级第二臂电路211的初级全桥电路200。
相位差φ是初级全桥电路200和次级全桥电路300的同相位的电力转换电路部分之间的切换时间偏差(时间延迟)。例如，相位差φu是初级第一臂电路207和次级第一臂电路307的相应相之间的切换定时偏差，并且相位差φv是初级第二臂电路211和次级第二臂电路311的相应相之间的切换定时偏差。
控制器50在相位差φu和相位差φv彼此相同的状态下执行控制，但是可在相位差φu和相位差φv在满足传输电力P所需的精度的范围内偏离彼此的状态下执行控制。换言之，相位差φu和相位差φv通常被控制为相同的值，但是如果满足传输电力P所需的精度则可被控制为不同的值。
因此，例如，当输入了请求供电电路10以模式F的电力转换模式工作的外部信号时，电力转换模式确定处理部502确定选择模式F。导通时间δ确定处理部506设置定义用于允许初级转换电路20用作升压电路的升压比的导通时间δ，在该升压电路中，输入到第二输入/输出端口60c的电压被升压并被输出到第一输入/输出端口60a。使得次级转换电路30用作降压电路，在该降压电路中，输入到第三输入/输出端口60b的电压以导通时间δ确定处理部506设置的导通时间δ定义的降压比被降压，并且被输出到第四输入/输出端口60d。相位差φ确定处理部504设置适合于以期望的电力传输量P将输入到第一输入/输出端口60a的电力传送到第三输入/输出端口60b的相位差φ。
初级切换处理部508控制初级第一上臂U1、初级第一下臂/U1、初级第二上臂V1和初级第二下臂/V1的每个切换元件的切换，以使得初级转换电路20用作升压电路和DC-DC转换器电路的一部分。
次级切换处理部510控制次级第一上臂U2、次级第一下臂/U2、次级第二上臂V2和次级第二下臂/V2的每个切换元件的切换，以使得次级转换电路30用作降压电路和DC-DC转换器电路的一部分。
如上所述，初级转换电路20和次级转换电路30可以被操作为用作升压电路或降压电路，并且供电电路10可以被操作为用作双向DC-DC转换器电路。因此，可以执行电力转换模式A至L中的所有电力转换模式中的电力转换，换言之，可以在选自四个输入/输出端口当中的两个输入/输出端口之间转换电力。
控制器50根据相位差φ调整的传输电力P(也称为电力传输量P)是经由变压器400从初级转换电路20和次级转换电路30中的一个转换电路发送到另一转换电路的电力，并且由P＝(N×Va×Vb)/(π×ω×L)×F(D,φ)…等式(1)来表示。
这里，N指示变压器400的匝数比，Va指示第一输入/输出端口60a的输入/输出电压，并且Vb指示第三输入/输出端口60b的输入/输出电压。π指示圆周率，并且ω(＝2π×f＝2π/T)指示初级转换电路20和次级转换电路30的切换角频率。另外，f指示初级转换电路20和次级转换电路30的切换频率，T指示初级转换电路20和次级转换电路30的切换周期，并且L指示与磁耦合电抗器204和304以及变压器400的电力传输有关的等效电感。F(D,φ)指示具有占空比D和相位差φ作为变量的函数，并且是根据相位差φ的增加单调增加而与占空比D无关的变量。占空比D和相位差φ是被设计为在预定上限值与下限值之间的范围内改变的控制参数。
控制器50通过改变相位差φ来调整传输电力P，以使得初级端口和次级端口当中的至少一个预定端口中的端口电压Vp收敛于目标端口电压Vo。因此，即使连接到预定端口的负载的电流消耗增加，控制器50也通过改变相位差φ来调整传输电力P，因此可以防止端口电压Vp低于目标端口电压Vo。
例如，控制器50通过改变相位差φ来调整传输电力P，以使得初级端口和次级端口当中的作为传输电力P的传输目的地的另一端口中的端口电压Vp收敛于目标端口电压Vo。因此，即使连接到作为传输电力P的传输目的地的端口的负载的电流消耗增加，控制器50也通过改变相位差φ以进行增加来调整传输电力P以进行增加，因此可以防止端口电压Vp低于目标端口电压Vo。
<用于防止电力转换效率降低和贯通电流的损坏的电力转换方法>
控制器50是控制部分的示例，该控制部分调整相位差φu和相位差φv(参照图3)以便控制在初级全桥电路200与次级全桥电路300之间传输的传输电力P。
相位差φu是初级第一臂电路207中的切换与次级第一臂电路307中的切换之间的时间差。例如，相位差φu是初级第一上臂U1的接通时间点t2与次级第一上臂U2的接通时间点t1之间的差。控制器50将初级第一臂电路207中的切换和次级第一臂电路307中的切换控制为彼此同相(即，在U相)。类似地，相位差φv是初级第二臂电路211和次级第二臂电路311中的切换之间的时间差。例如，相位差φv是初级第二上臂V1的接通时间点t6与次级第二上臂V2的接通时间点t5之间的差。控制器50将初级第二臂电路211中的切换和次级第二臂电路311中的切换控制为彼此同相(即，在V相)。
图4是示出上臂U1和下臂/U1中的任一个均不导通时的死区时间的示例的时序图。图4的死区时间是上臂U1和下臂/U1两者均关断时的时间段，并且包括死区时间td1和死区时间td2。死区时间td1是在下臂/U1关断之后直到上臂U1接通为止的时间段，并且死区时间td2是在上臂U1关断之后直到下臂/U1接通为止的时间段。图4示出了发生在上臂U1与下臂/U1之间的死区时间，但是发生在其它上臂与下臂之间的死区时间也与图4相同，因此与图4相关的描述也类似地适用。
控制器50缩短在以预定电力值对传输电力P进行传输的传输状态St下上臂和下臂均不导通时的死区时间td，并且检测上臂和下臂两者均接通的栅极驱动状态Sg。在检测到栅极驱动状态Sg的情况下，控制器50将传输状态St下的死区时间td的调整值tda设置为死区时间值tdc，死区时间值tdc大于检测到栅极驱动状态Sg时的死区时间检测值tdb。
因此，由于调整值tda被设置为大于死区时间检测值tdb的死区时间值tdc，因此即使形成在全桥电路中的每个臂的特性在各个臂之间变化，也可以将调整值tda改变为适当值(死区时间值tdc)。因此，可以防止当上臂和下臂在同一时间段接通时流过的贯通电流的损坏。由于电力转换操作期间的每个全桥电路的损耗被最小化，因此可以防止初级全桥电路200与次级全桥电路300之间的电力转换效率的降低。
在图4中，当控制器50缩短传输状态St下的死区时间td时，例如，死区时间td1和死区时间td2两者均逐渐缩短。例如，控制器50可同时缩短死区时间td1和死区时间td2，并且可交替地缩短死区时间td1和死区时间td2。另外，例如，控制器50可在死区时间td1固定的状态下逐渐缩短死区时间td2，并且可在死区时间td2固定的状态下逐渐缩短死区时间td1。
死区时间td远短于相位差φ或导通时间δ(参照图3)，因此相对于死区时间td的改变，相位差φ和占空比D的波动被忽略。
图5是示出控制器50的配置的示例的图。控制器50设置上臂M1或下臂M2不接通时的死区时间td中的传输状态St下的调整值tda。上臂M1对应于上臂U1等，并且下臂M2对应于在中点m与上臂M1串联连接的下臂/U1等。中点m对应于中点207m等(参照图1)。在图5中，控制器50包括微计算机51、栅极驱动电路52和保护电路53。
微计算机51是输出用于生成相位差φ的脉宽调制(PWM)信号的控制电路的示例，该相位差φ用于改变传输电力P。栅极驱动电路52是根据从微计算机51输出的PWM信号，输出用于接通和关断上臂M1的第一栅极驱动信号VG1以及用于接通和关断下臂M2的第二栅极驱动信号VG2的驱动电路的示例。
保护电路53是当检测到上臂M1和下臂M2两者均接通的栅极驱动状态Sg时关断上臂M1和下臂M2的中断电路的示例。保护电路53具有例如使得上臂M1的栅极电极G1和下臂M2的栅极电极G2接地因此上臂M1和下臂M2关断的电路。
保护电路53监视上臂M1的栅极驱动状态和下臂M2的栅极驱动状态，以便检测上臂M1和下臂M2两者均接通的栅极驱动状态Sg。例如，保护电路53将栅极驱动信号VG1与阈值电压Vth1进行比较并且将栅极驱动信号VG2与阈值电压Vth2进行比较，以便检测栅极驱动状态Sg。
栅极驱动信号VG1是输入到上臂M1的栅极电极G1的第一栅极驱动信号的示例。在图5中，栅极驱动信号VG1是输入到与栅极电极G1串联连接的栅极电阻器R1之前的信号。栅极驱动信号VG2是输入到下臂M2的栅极电极G2的第二栅极驱动信号的示例。在图5中，栅极驱动信号VG2是输入到与栅极电极G2串联连接的栅极电阻器R2之前的信号。
阈值电压Vth1是电压生成电路56生成的作为与栅极阈值电压相同的电压值的电压，该栅极阈值电压使得上臂M1的栅极电极G1做出反应。阈值电压Vth1是相对于上臂M1的源极(相对于中点m)的电压。阈值电压Vth2是电压生成电路57生成的作为与栅极阈值电压相同的电压值的电压，该栅极阈值电压使得下臂M2的栅极电极G2做出反应。阈值电压Vth2是相对于下臂M2的源极(相对于初级负母线299或次级负母线399)的电压。
比较器54将栅极驱动信号VG1与阈值电压Vth1进行比较，并且当栅极驱动信号VG1的电压高于阈值电压Vth1时，输出指示上臂M1接通的栅极驱动状态的高电平信号。比较器55将栅极驱动信号VG2与阈值电压Vth2进行比较，并且当栅极驱动信号VG2的电压高于阈值电压Vth2时，输出指示下臂M2接通的栅极驱动状态的高电平信号。当检测到从比较器54和55两者输出高电平信号时，与门58是通过将该检测视为栅极驱动状态Sg的检测而将1设置到标记F的逻辑乘积电路。标记F是经由缓冲器59被提供到晶体管M3和晶体管M4两者的信号。
当检测到栅极驱动状态Sg时，保护电路53通过使用标记F而接通连接在上臂M1的栅极电极G1与栅极电阻器R1之间的晶体管M3，以便经由中点m使得栅极电极G1接地，从而关断上臂M1。类似地，当检测到栅极驱动状态Sg时，保护电路53通过使用标记F而接通连接在下臂M2的栅极电极G2与栅极电阻器R2之间的晶体管M4，以便使得栅极电极G2接地，从而关断下臂M2。
图6是示出在出货调整期间控制器50执行的死区时间调整方法的示例的流程图。例如在供电电路10从制造工厂出货之前的检查步骤中执行图6所示的死区时间调整方法。
在步骤S11中，控制器50将死区时间td设置为初始值tda。初始值tda是默认值。在步骤S12中，控制器50在被设置为初始值tda的死区时间td中接通和关断初级全桥电路200和次级全桥电路300中的每一个的上臂和下臂，以使得以相对小的电力值来对传输电力P进行传输。
在步骤S13中，控制器50在以在步骤S12中设置的电力值对传输电力P进行传输的传输状态St下使得死区时间td从初始值tda减小，同时监视指示关于初级全桥电路200的上臂和下臂的栅极驱动状态的标记F。
当在步骤S14中检测到标记F做出反应时，在步骤S15中，控制器50将传输状态St下的初级全桥电路200的死区时间td的出货调整值设置为长于标记F做出反应时的死区时间检测值的死区时间值。例如，控制器50将传输状态St下的初级全桥电路200的死区时间td的出货调整值设置为通过将预定恒定值与标记F做出反应时的死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值。
在步骤S16中，控制器50在以在步骤S12中设置的电力值对传输电力P进行传输的传输状态St下使得死区时间td从初始值tda减小，同时监视指示关于次级全桥电路300的上臂和下臂的栅极驱动状态的标识F。
当在步骤S17中检测到标记F做出反应时，在步骤S18中，控制器50将传输状态St下的次级全桥电路300的死区时间td的出货调整值设置为长于标记F做出反应时的死区时间检测值的死区时间值。例如，控制器50将传输状态St下的次级全桥电路300的死区时间td的出货调整值设置为通过将预定恒定值与标记F做出反应时的死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值。
在步骤S19中，控制器50对传输电力P的每个电力值重复执行从步骤S12到步骤S18的一系列操作。换言之，控制器50将传输电力P顺序地从小电力值改变为大电力值，以便设置以每个电力值对传输电力P进行传输的每个传输状态下的出货调整值。控制器50将根据传输电力P的每个电力值设置的出货调整值作为死区时间td的初始调整值存储在非易失性存储器中。在步骤S19中，控制器50存储初级全桥电路200的两组上臂和下臂的死区时间td的出货调整值(初始调整值)和次级全桥电路300的两组上臂和下臂的死区时间td的出货调整值(初始调整值)。在下文中，初级全桥电路200的两组上臂和下臂的死区时间td的出货调整值(初始调整值)称为“出货调整值td19a”，并且次级全桥电路300的两组上臂和下臂的死区时间td的出货调整值(初始调整值)称为“出货调整值td19b”。然后，供电电路10被出货且安装在车辆中。
图7是示出在启动时控制器50执行的死区时间校正方法的示例的流程图。启动时是例如点火开关从关断状态改变为导通状态以便启动车辆的发动机的时刻。
在步骤S21中，控制器50将死区时间td设置为初始值tdb。初始值tdb是默认值。初始值tdb可以是与上述初始值tda相同或不同的值。在步骤S22中，控制器50在被设置为初始值tdb的死区时间td中接通和关断初级全桥电路200和次级全桥电路300中的每一个的上臂和下臂，以使得以相对小的电力值来对传输电力P进行传输。
在步骤S23中，控制器50在以步骤S22中设置的电力值对传输电力P进行传输的传输状态St下使得死区时间td从初始值tdb减小，同时监视指示与初级全桥电路200的上臂和下臂有关的栅极驱动状态的标记F。在下文中，以在步骤S22中设置的电力值来对传输电力P进行传输的传输状态St被称为“传输状态St23”。
当在步骤S24中检测到标记F做出反应时，在步骤S25中，控制器50将传输状态St23下的初级全桥电路200的死区时间td的启动调整值设置为比标记F做出反应时的死区时间检测值长的死区时间值。在下文中，传输状态St23下的初级全桥电路200的死区时间td的启动调整值被称为“启动调整值td25”。例如，控制器50将启动调整值td25设置为通过将预定恒定值与在标记F做出反应时的死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值。
在步骤S26中，控制器50在传输状态St23下使得死区时间td从初始值tdb减小，同时监视指示与次级全桥电路300的上臂和下臂有关的栅极驱动状态的标记F。
当在步骤S27中检测到标记F做出反应时，在步骤S28中，控制器50将传输状态St23下的次级全桥电路300的死区时间td的启动调整值设置为比标记F做出反应时的死区时间检测值大的死区时间值。在下文中，传输状态St23下的次级全桥电路300的死区时间td的启动调整值称为“启动调整值td28”。例如，控制器50将启动调整值td28设置为通过将预定恒定值与标记F做出反应时的死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值。
在步骤S29中，控制器50将在步骤S25中设置的启动调整值td25与处于与启动调整值td25相同的传输状态St23的出货调整值td19a(即，在图6的步骤S19中存储在非易失性存储器中的初始调整值)进行比较。类似地，在步骤S29中，控制器50将在步骤S29中设置的启动调整值td28与处于与启动调整值td28相同的传输状态St23的出货调整值td19b(即，在图6的步骤S19中存储在非易失性存储器中的初始调整值)进行比较。
当在传输状态St23下启动调整值td25与出货调整值td19a相同时，在步骤S30中，控制器50将所有传输状态St下的初级全桥电路200的上臂和下臂的死区时间td的定义调整值分别设置为相应传输状态下的出货调整值td19a。在下文中，所有传输状态St下的初级全桥电路200的上臂和下臂的死区时间td的定义调整值称为“定义调整值td30a”。类似地，当在传输状态St23下启动调整值td28与出货调整值td19b相同时，在步骤S30中，控制器50将所有传输状态St下的次级全桥电路300的上臂和下臂的死区时间td的定义调整值分别设置为相应传输状态下的出货调整值td19b。在下文中，所有传输状态St下的次级全桥电路300的上臂和下臂的死区时间td的定义调整值称为“定义调整值td30b”。
换言之，在步骤S30中，如果一个或多个传输状态下的比较结果彼此相同，则包括以其它电力值传输电力的状态的所有传输状态下的定义调整值分别被设置为与相应传输状态下的出货调整值相同的值。由于在启动期间可以用于调整死区时间td的时间有限，因此执行如在步骤S30中的处理，从而可以减少启动期间的死区时间td的调整时间。
控制器50将在步骤S30中设置的定义调整值td30a应用于初级全桥电路200的上臂和下臂的死区时间td，并且将在步骤S30中设置的定义调整值td30b应用于次级全桥电路300的上臂和下臂的死区时间td，以便控制上臂和下臂的切换定时。
当在步骤S29中传输状态St23下的启动调整值td25小于出货调整值td19a时，控制器50可执行与步骤S30中相同的处理。类似地，当在步骤S29中传输状态St23下的启动调整值td28小于出货调整值td19b时，控制器50可执行与步骤S30中相同的处理。
在步骤S30中，控制器50可将定义调整值td30a分别设置为大于相应传输状态下的出货调整值td19a的值。类似地，在步骤S30中，控制器50可将定义调整值td30b分别设置为比相应传输状态下的出货调整值td19b大的值。
另一方面，当在步骤S29中传输状态St23下的启动调整值td25大于出货调整值td19a时，控制器50确定死区时间td由于随时间的退化等而被延长，并且执行步骤S31中的处理。类似地，当在步骤S29中传输状态St23下的启动调整值td28大于出货调整值td19b时，控制器50确定死区时间td由于随时间的退化等而被延长，并且执行步骤S31中的处理。
在步骤S31中，控制器50将定义调整值td30a分别设置为大于相应传输状态下的出货调整值td19a的死区时间值。例如，控制器50将定义调整值td30a设置为通过将预定恒定值与相应传输状态下的出货调整值td19a相加而获得的死区时间改变值。在该情况下，通过将预定恒定值与相应传输状态下的出货调整值td19a相加而获得的死区时间改变值被设置为短于启动调整值td25的值，因此可以防止定义调整值td30a被设置为大于所需的值。
类似地，控制器50将定义调整值td30b分别设置为大于相应传输状态下的出货调整值td19b的死区时间值。例如，控制器50将定义调整值td30b设置为通过将预定恒定值与相应传输状态下的出货调整值td19b相加而获得的死区时间改变值。在该情况下，通过将预定恒定值与相应传输状态下的出货调整值td19b相加而获得的死区时间改变值被设置为短于启动调整值td28的值，因此可以防止定义调整值td30b被设置为大于所需的值。
换言之，如果在步骤S31中一个或多个传输状态下的启动调整值大于出货调整值，则包括以其它电力值传输电力的状态的所有传输状态下的定义调整值分别被设置为通过一致地将预定恒定值与相应传输状态下的出货调整值相加而获得的值。由于在启动期间可以用于调整死区时间td的时间是有限的，因此执行如在步骤S31中的处理，从而可以减少启动期间的死区时间td的调整时间。
控制器50将步骤S31中设置的定义调整值td30a应用于初级全桥电路200的上臂和下臂的死区时间td，并且将步骤S31中设置的定义调整值td30b应用于次级全桥电路300的上臂和下臂的死区时间td，以便控制上臂和下臂的切换定时。
在步骤S32中，控制器50输出指示定义调整值被设置为大于出货调整值的死区时间值的异常信号。异常信号可以是其通知被发送到乘员的警报信号，并且可以是被输入到且存储在存储器中的故障信息(诊断信息)。由于输出了异常信号，所以在维修商店等中的检查期间可以提示对死区时间td进行重新调整。例如，通过重写存储在非易失性存储器中的出货调整值来执行该情况下的死区时间td的重新调整。
图8是示出在正常操作期间由控制器50执行的死区时间校正方法的示例的流程图。正常操作的时间段是例如在由于点火开关的导通状态而启动之后直到点火开关进入关断状态为止的时间段。
在步骤S41中，控制器50通过使用根据传输电力P的各个电力值而设置的定义调整值td30a和td30b来控制上臂和下臂的切换。在以没有设置其定义调整值td30a和td30b的电力值来对传输电力P进行传输的情况下，控制器50可通过使用通过内插定义调整值td30a和td30b而获得的值来控制上臂和下臂的切换。在步骤S42中，控制器50监视步骤S41的控制状态下的标记F。
如果在步骤S43中标记F在步骤S41的控制状态下没有做出反应，则在步骤S44中控制器50维持步骤S41的控制状态。换言之，控制器50通过使用根据传输电力P的各个电力值而设置的定义调整值td30a和td30b来连续控制上臂和下臂的切换。
另一方面，如果在步骤S43中标记F在步骤S41的控制状态下做出反应，则在步骤S45中控制器50通过使用大于定义调整值td30a和td30b的值来连续控制上臂和下臂的切换。例如，控制器50通过使用通过将预定恒定值与定义调整值td30a和td30b相加而获得的值来连续控制上臂和下臂的切换。
如果标记F在步骤S41的控制状态下做出反应，则控制器50确定死区时间td由于随时间的退化、温度改变等而延长，并且通过使用图5的保护电路而关断所有的上臂和下臂。在保护电路53关断上臂和下臂之后的切换定时(例如，接通或关断定时)，控制器50通过使用大于定义调整值td30a和td30b的值来连续控制上臂和下臂的切换。
在上臂和下臂关断之后的接下来随后的切换周期中，控制器50增加切换定时的定义调整值td30a和td30b。尽管在标记F做出反应的切换周期中暂时停止电力传输，但是切换频率相对高达到几十kHz，因此可以通过使用电容器等来提供标记F做出反应的切换周期中的所需电力。在接下来随后的切换周期中，控制器50通过使用大于定义调整值td30a和td30b的值来连续控制上臂和下臂的切换。
在步骤S46中，控制器50输出指示定义调整值td30a和td30b增加的异常信号。异常信号可以是其通知被发送到乘员的警报信号，并且可以是输入到并且存储在存储器中的故障信息(诊断信息)。由于输出了异常信号，因此在维修商店等中的检查期间可以提示对死区时间td进行重新调整。例如，通过重写存储在非易失性存储器中的出货调整值来执行该情况下的死区时间td的重新调整。
如上所述，尽管已借助于实施例描述了电力转换装置和电力转换方法，但是本发明不限于实施例。在本发明的范围内可发生诸如一些或所有其它实施例的组合或替换的各种修改和变更。
例如，在上述实施例中，描述了作为执行接通和关断操作的半导体元件的MOSFET作为切换元件的示例。然而，切换元件可以是使用绝缘栅极的电压控制电力元件，诸如IGBT或MOSFET，并且可以是双极性晶体管。
电源可连接到第一输入/输出端口60a，并且可连接到第四输入/输出端口60d。另外，电源可不连接到第二输入/输出端口60c，并且可不连接到第三输入/输出端口60b。
在图1中，初级低电压系统电源62c连接到第二输入/输出端口60c，但是可不连接到第一输入/输出端口60a或第二输入/输出端口60c。
本发明可适用于具有多个(三个或更多个)输入/输出端口并且可以在多个(三个或更多个)输入/输出端口当中的任意两个输入/输出端口之间转换电力的电力转换装置。例如，本发明可适用于具有图1例示的四个输入/输出端口中的任一个被省略的配置的供电装置。
在以上描述中，初级侧可被定义为次级侧，并且次级侧可被定义为初级侧。在以上描述中，描述了传输电力P从次级端口传输到初级端口的情况，但是以上描述可适用于传输电力P从初级端口传输到次级端口的情况。
例如，控制器50可根据温度改变而对死区时间td的调整值进行校正。因此，可以减少正常操作期间的死区时间td的校正次数。

Claims (15)

1.一种电力转换装置(101)，其特征在于包括：
初级全桥电路(200)；
次级全桥电路(300)；以及
控制部分(50)，被配置成调整所述初级全桥电路(200)中的切换与所述次级全桥电路(300)中的切换之间的相位差，以便控制在所述初级全桥电路(200)与所述次级全桥电路(300)之间传输的传输电力，其中，
所述初级全桥电路(200)和所述次级全桥电路(300)中的每一个均包括上臂和与所述上臂串联连接的下臂，
在以预定电力值传输所述传输电力的传输状态下，所述控制部分(50)缩短所述上臂和所述下臂均不接通时的死区时间，以及
在检测到所述上臂和所述下臂两者均接通的栅极驱动状态的情况下，所述控制部分(50)将所述传输状态下的所述死区时间的调整值设置为比检测到所述栅极驱动状态时的死区时间检测值大的死区时间值。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置(101)，其中，
在通过将预定值与检测到所述栅极驱动状态时的所述死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值大于参考值的情况下，所述控制部分(50)将所述调整值设置为大于所述参考值。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置(101)，其中，
所述控制部分(50)将所述调整值设置为大于所述参考值，并且将所述调整值设置为小于所述死区时间改变值。
4.根据权利要求2或3所述的电力转换装置(101)，其中，
当所设置的值大于所述参考值时，所述控制部分(50)输出异常信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
在通过将预定值与检测到所述栅极驱动状态时的死区时间检测值相加而获得的死区时间改变值等于或小于参考值的情况下，所述控制部分(50)将所述调整值设置为所述参考值或者大于所述参考值的值。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
所述参考值是所述死区时间的初始调整值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
所述控制部分(50)针对所述传输电力的每个电力值而设置所述调整值。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
在检测到所述栅极驱动状态的情况下，所述控制部分(50)将以不同于所述预定电力值的电力值传输所述传输电力的传输状态下的所述死区时间的调整值设置为大于检测到所述栅极驱动状态时的死区时间检测值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
当在通过使用所述调整值来控制所述上臂和所述下臂的切换的控制状态下检测到所述栅极驱动状态时，所述控制部分(50)增加所述调整值。
10.根据权利要求9所述的电力转换装置(101)，其中，
当在所述控制状态下检测到所述栅极驱动状态时，所述控制部分(50)关断所述上臂和所述下臂，以及
在所述上臂和所述下臂关断之后的切换定时处，所述控制部分(50)增加所述调整值。
11.根据权利要求9或10所述的电力转换装置(101)，其中，
当在所述控制状态下增加所述调整值时，所述控制部分(50)输出异常信号。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
当检测到所述栅极驱动状态时，所述控制部分(50)关断所述上臂和所述下臂。
13.根据权利要求12所述的电力转换装置(101)，其中，
所述控制部分(50)使得所述上臂的栅极电极和所述下臂的栅极电极接地，以便关断所述上臂和所述下臂。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电力转换装置(101)，其中，
所述控制部分(50)将输入到所述上臂的栅极电极的第一栅极驱动信号与所述上臂的栅极阈值进行比较，并且将输入到所述下臂的栅极电极的第二栅极驱动信号与所述下臂的栅极阈值进行比较，以便检测所述栅极驱动状态。
15.一种用于电力转换装置的电力转换方法，所述电力转换装置包括初级全桥电路(200)和次级全桥电路(300)，所述初级全桥电路(200)和所述次级全桥电路(300)中的每一个均包括上臂和与所述上臂串联连接的下臂，所述方法的特征在于包括：
调整所述初级全桥电路(200)中的切换与所述次级全桥电路(300)中的切换之间的相位差，以便控制在所述初级全桥电路(200)与所述次级全桥电路(300)之间传输的传输电力；
在以预定电力值传输所述传输电力的传输状态下，缩短所述上臂和所述下臂均不接通时的死区时间；以及
在检测到所述上臂和所述下臂均接通的栅极驱动状态的情况下，将所述传输状态下的死区时间的调整值设置为比检测到所述栅极驱动状态时的死区时间检测值大的死区时间值。
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