(57)【要約】【課題】温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求めることができ、求めた出力電流に基づいてスイッチを適切に制御することができるＤＣ−ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】コントローラ１３４は、検出した温度に基づいて、１次コイルのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ、ダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆの設定値を補正する。そして、主スイッチ１１１に流れる電流Ｉ１を、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ、トランス１０の巻数比ｎ、１次コイルのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のＰＷＭ信号の周波数ｆ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ、ダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆに基づいて補正して出力電流Ｉｏｕｔを求める。これにより、温度が変化しても、主スイッチ１１１に流れる電流から正確に出力電流Ｉｏｕｔを求めることができ、スイッチを適切に制御することができる。【選択図】図１
2010252610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと２次コイルとを有するトランスと、
直流電源と前記１次コイルの間に接続され、スイッチングして前記直流電源から前記１次コイルに供給される電圧を制御する主スイッチと、
ダイオードを有し、前記２次コイルに接続され、前記２次コイルの電圧を整流する整流回路と、
前記１次コイルから前記主スイッチに流れる電流を、入力電圧及び出力電圧の検出結果、前記トランスの巻数比、前記１次コイルのインダクタンス、前記主スイッチのスイッチング周波数、前記主スイッチのオン電圧及び前記ダイオードの順方向電圧の設定値に基づいて補正して出力電流を求め、求めた出力電流に基づいて前記主スイッチのスイッチングを制御する制御回路と、
を備えたＤＣ−ＤＣコンバータであって、
前記制御回路は、前記１次コイル、前記主スイッチ及び前記ダイオードの温度の検出結果に基づいて、前記１次コイルのインダクタンス、前記ダイオードの順方向電圧及び前記主スイッチのオン電圧の設定値を補正して出力電圧を求めることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
直列接続されたコンデンサと副スイッチとからなり、前記１次コイルに接続され、前記副スイッチが前記主スイッチと相補的にスイッチングして前記主スイッチのオフ期間に前記トランスをリセットするアクティブクランプ回路を有し、
前記制御回路は、前記主スイッチと相補的にスイッチングするように前記副スイッチのスイッチングを制御することを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
車両に搭載され、前記車両に搭載された前記直流電源からの入力電圧を異なる大きさの電圧に変換して前記整流回路から出力し、前記車両に搭載された電子装置に供給することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスと主スイッチとを備え、トランスの１次コイルから主スイッチに流れる電流に基づいて出力電流を求め、求めた出力電流に基づいて制御を行うＤＣ−ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランスと主スイッチとを備えたＤＣ−ＤＣコンバータとして、例えば特許文献１に開示されている入出力絶縁分離型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置がある。
この入出力絶縁分離型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、トランスと、主スイッチと、直列接続されたコンデンサと副スイッチとからなるアクティブクランプ回路と、出力スイッチからなる整流回路と、コントローラとを備えている。主スイッチ及びアクティブクランプ回路は、トランスの１次コイルにそれぞれ接続されている。整流回路は、トランスの２次コイルに接続されている。コントローラは、主スイッチをスイッチングする。また、アクティブクランプ回路を構成する副スイッチを主スイッチと相補的にスイッチングし、主スイッチのオフ期間にトランスをリセットする。さらに、主スイッチ及び副スイッチに同期して出力スイッチをスイッチングする。これにより、バッテリからの入力電圧を所定の目標電圧に変換して整流回路から出力することができる。
【０００３】
ところで、入出力絶縁分離型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置には、出力電流が所定値を超えると、定電流制御をするものがある。その場合、出力電流を検出し、検出した出力電流に基づいて制御を行う。出力電流の検出方法としては、例えば、抵抗を用い、出力電流を電圧に変換して検出する方法がある。しかし、出力電流が大きい場合、抵抗の電流容量を大きくしなければならず、抵抗自体が大きくなってしまうという問題があった。そこで、流れる電流が出力電流より小さい、トランスの１次コイルの電流に基づいて出力電流を求める方法が用いられている。トランスの１次コイルに流れる電流に基づいて出力電流を求める方法として、例えば特許文献２に開示されているＤＣ−ＤＣコンバータに用いられている方法がある。この方法は、１次コイルに流れる電流を、入力電圧及び出力電圧の検出結果、トランスの巻数比、１次コイルのインダクタンス及びパワースイッチ素子のスイッチング周波数に基づいて補正して出力電流を求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１６８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２０２３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した方法では、温度に対する考慮がなされておらず、温度が変化した場合、出力電流を正確に求めることができず、定電流制御の開始が早まったり遅れたりして、適切に定電流制御をすることができないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求めることができ、求めた出力電流に基づいてスイッチを適切に制御することができるＤＣ−ＤＣコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、出力電流を求めるために用いられる１次コイルのインダクタンス、ダイオードの順方向電圧及び主スイッチのオン電圧を温度に基づいて補正することで、温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求められることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータは、１次コイルと２次コイルとを有するトランスと、直流電源と１次コイルの間に接続され、スイッチングして直流電源から１次コイルに供給される電圧を制御する主スイッチと、ダイオードを有し、２次コイルに接続され、２次コイルの電圧を整流する整流回路と、１次コイルから主スイッチに流れる電流を、入力電圧及び出力電圧の検出結果、トランスの巻数比、主スイッチのスイッチング周波数、１次コイルのインダクタンス、ダイオードの順方向電圧及び主スイッチのオン電圧の設定値に基づいて補正して出力電流を求め、求めた出力電流に基づいて主スイッチのスイッチングを制御する制御回路と、を備えたＤＣ−ＤＣコンバータであって、制御回路は、１次コイル、ダイオード及び主スイッチの温度の検出結果に基づいて、１次コイルのインダクタンス、ダイオードの順方向電圧及び主スイッチのオン電圧の設定値を補正して出力電圧を求めることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、１次コイルから主スイッチに流れる電流を、入力電圧及び出力電圧の検出結果、トランスの巻数比、主スイッチのスイッチング周波数、１次コイルのインダクタンス、ダイオードの順方向電圧及び主スイッチのオン電圧の設定値に基づいて補正して出力電流を求める。しかも、温度によって変化する１次コイルのインダクタンス、ダイオードの順方向電圧及び主スイッチのオン電圧の設定値を、１次コイル、ダイオード、主スイッチの温度の検出結果に基づいて補正している。そのため、温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求めることができ、求めた出力電流に基づいてスイッチを適切に制御することができる。
【００１０】
請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータは、直列接続されたコンデンサと副スイッチとからなり、１次コイルに接続され、副スイッチが主スイッチと相補的にスイッチングして主スイッチのオフ期間にトランスをリセットするアクティブクランプ回路を有し、制御回路は、主スイッチと相補的にスイッチングするように副スイッチのスイッチングを制御することを特徴とする。この構成によれば、アクティブクランプ回路を有するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求めることができ、求めた出力電流に基づいてスイッチを適切に制御することができる。
【００１１】
請求項３に記載のＤＣ−ＤＣコンバータは、車両に搭載され、車両に搭載された直流電源からの入力電圧を異なる大きさの電圧に変換して整流回路から出力し、車両に搭載された電子装置に供給することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載されたＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、温度が変化しても、１次コイルから主スイッチに流れる電流から正確に出力電流を求めることができ、求めた出力電流に基づいてスイッチを適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。
【図２】主スイッチに流れる電流と、出力電流を求めるための数式との関係を説明するための説明図である。
【図３】定電流制御時におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流と出力電圧の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータを、車両に搭載され、高電圧バッテリの電圧を降圧して電子装置や低電圧バッテリに供給するＤＣ−ＤＣコンバータに適用した例を示す。
【００１４】
まず、図１を参照してＤＣ−ＤＣコンバータの構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータの回路図である。図２は、主スイッチに流れる電流と、出力電流を求めるための数式との関係を説明するための説明図である。
【００１５】
図１に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、高電圧バッテリＢ１０の出力する直流高電圧を絶縁して降圧し、電子装置Ｅ１や低電圧バッテリＢ１１に供給する装置である。ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、トランス１０と、入力側回路１１と、出力側回路１２と、制御回路１３とを備えている。
【００１６】
トランス１０は、１次側に入力される交流電圧を降圧して２次側から出力する素子である。トランス１０は、第１トランス１００と、第２トランス１０１とを備えている。第１トランス１００は、１次コイル１００ａ、１００ｂと、２次コイル１００ｃとを備えている。第２トランス１０１は、１次コイル１０１ａ、１０１ｂと、２次コイル１０１ｃとを備えている。１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂの巻数及びインダクタンスは、同一に設定されている。２次コイル１００ｃ、１０１ｃの巻数も、同一に設定されている。２次コイル１００ｃに対する１次コイル１００ａ、１００ｂの巻数比、及び、２次コイル１０１ｃに対する１次コイル１０１ａ、１０１ｂの巻数比は、同一に設定されている。つまり、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍは、同一に設定されている。また、トランス１０の巻数比である第１トランス１００及び第２トランス１０１の巻数比ｎも、同一に設定されている。１次コイル１００ａ、１０１ａ、１０１ｂ、１００ｂは、この順番で直列接続されている。直列接続された１次コイル１００ａ、１０１ａ、１０１ｂ、１００ｂの独立端である１次コイル１００ａ、１００ｂの一端は、入力側回路１１に接続されている。２次コイル１００ｃ、１０１ｃの両端は、それぞれ出力側回路１２に接続されている。
【００１７】
入力側回路１１は、高電圧バッテリＢ１０から入力される直流電圧を交流電圧に変換する回路である。入力側回路１１は、平滑用コンデンサ１１０と、主スイッチ１１１と、コンデンサ１１２と、アクティブクランプ回路１１３とを備えている。
【００１８】
平滑用コンデンサ１１０は、高電圧バッテリＢ１０の直流電圧を平滑する素子である。平滑コンデンサ１１０の一端は高電圧バッテリＢ１０の正極端に、他端は高電圧バッテリＢ１０の負極端にそれぞれ接続されている。
【００１９】
主スイッチ１１１は、スイッチングして、高電圧バッテリＢ１０から１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂに供給される電圧を制御する素子である。具体的には、オン電圧ＶｄｓのＭＯＳＦＥＴである。主スイッチ１１１は、スイッチングして、高電圧バッテリＢ１０から入力される直流電圧を交流電圧に変換し、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂに供給する。主スイッチ１１１のドレインは１次コイル１０１ａ、１０１ｂの接続点に、ソースは高電圧バッテリＢ１０の負極端にそれぞれ接続されている。また、ゲートは、制御回路１３に接続されている。
【００２０】
コンデンサ１１２は、主スイッチ１１１のスイッチングに伴って充放電され、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂとの間でエネルギーをやり取りする素子である。コンデンサ１１２の一端は、直列接続された１次コイル１００ａ、１０１ａ、１０１ｂ、１００ｂの独立端である１次コイル１００ｂの一端に接続されている。また、他端は、高電圧バッテリＢ１０の負極端に接続されている。
【００２１】
アクティブクランプ回路１１３は、主スイッチ１１１のオフ期間にトランス１０をリセットする回路である。アクティブクランプ回路１１３は、コンデンサ１１３ａと、副スイッチ１１３ｂとを備えている。副スイッチ１１３ｂは、ＭＯＳＦＥＴである。アクティブクランプ回路１１３は、副スイッチ１１３ｂが主スイッチ１１１と相補的にスイッチングし、主スイッチ１１１のオフ期間にトランス１０をリセットする。コンデンサ１１３ａと副スイッチ１１３ｂは、直列接続されている。具体的には、コンデンサ１１３ａの一端が、副スイッチ１１３ｂのドレインに接続されている。直列接続されたコンデンサ１１３ａ及び副スイッチ１１３ｂの独立端であるコンデンサ１１３ａの他端は、直列接続された１次コイル１００ａ、１０１ａ、１０１ｂ、１００ｂの独立端である１次コイル１００ｂの一端に接続されている。また、直列接続されたコンデンサ１１３ａ及び副スイッチ１１３ｂの独立端である副スイッチ１１３ｂのソースは、１次コイル１０１ａ、１０１ｂの接続点に接続されている。さらに、副スイッチ１１３ｂのゲートは、制御回路１３に接続されている。
【００２２】
出力側回路１２は、トランス１０から入力される交流電圧を直流電圧に変換する回路である。出力側回路１２は、２次コイル１００ｃ、１０１ｃの交流電圧を整流する。出力側回路１２は、ダイオード１２０、１２１と、平滑用コンデンサ１２２とを備えている。
【００２３】
ダイオード１２０、１２１は、トランス１０の２次コイル１００ｃ、１０１ｃの交流電圧を整流する順方向電圧Ｖｆの素子である。ダイオード１２０のアノードは平滑用コンデンサ１２２に、カソードは２次コイル１００ｃの一端にそれぞれ接続されている。ダイオード１２１のアノードは平滑用コンデンサ１２２に、カソードは２次コイル１０１ｃの一端にそれぞれ接続されている。
【００２４】
平滑用コンデンサ１２２は、ダイオード１２０、１２１によって整流された直流電圧を平滑する素子である。平滑用コンデンサ１２２の一端は２次コイル１００ｃ、１０１ｃの他端に、他端はダイオード１２０、１２１のアノードに接続されている。また、平滑用コンデンサ１２２の一端は低電圧バッテリＢ１１の正極端に、他端は低電圧バッテリＢ１１の負極端にそれぞれ接続されている。
【００２５】
制御回路１３は、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから入力側回路１１に流れる電流、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧となるように、主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂのスイッチングを制御する回路である。制御回路１３は、駆動回路１３０と、入力電圧検出回路１３１と、電流センサ１３２と、温度センサ１３３と、コントローラ１３４とを備えている。
【００２６】
駆動回路１３０は、コントローラ１３４から入力されるＰＷＭ駆動信号に基づいて主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂをスイッチングする回路である。駆動回路１３０の駆動信号入力端は、コントローラ１３４に接続されている。駆動回路１３０の出力端は、主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂのゲートにそれぞれ接続されている。
【００２７】
入力電圧検出回路１３１は、高電圧バッテリＢ１０から入力される直流電圧を検出する回路である。入力電圧検出回路１３１は、高電圧バッテリＢ１０側と電気的に絶縁した状態で、検出結果をパルス信号として出力する。入力電圧検出回路１３１の検出端は、平滑用コンデンサ１１０の一端に接続されている。また、検出信号出力端は、コントローラ１３４に接続されている。
【００２８】
電流センサ１３２は、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから入力側回路１１に流れる電流を検出するセンサである。具体的には、カレントトランスである。電流センサ１３２は、主スイッチ１１１のオン期間中に、１次コイル１１０ａ、１１０ｂの接続点から主スイッチ１１１に流れる電流を検出する。つまり、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流を検出する。電流センサ１３２は、主スイッチ１１１のドレインと、１次コイル１０１ａ、１０１ｂの接続点の間に介装されている。電流センサ１３２の検出信号出力端は、コントローラ１３４に接続されている。
【００２９】
温度センサ１３３は、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１及びダイオード１２０、１２１の温度を検出するセンサである。具体的には、サーミスタである。温度センサ１３３は、隣接して配置されている、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１及びダイオード１２０、１２１の近傍に配置されている。１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１及びダイオード１２０、１２１が隣接して配置されていることから、それらの温度は、ほぼ同一である。そのため、温度センサ１３３をそれらの近傍に配置することで、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１及びダイオード１２０、１２１の温度を検出することができる。温度センサ１３３の検出信号出力端は、コントローラ１３４に接続されている。
【００３０】
コントローラ１３４は、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから入力側回路１１に流れる電流、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂのスイッチングを制御する回路である。コントローラ１３４は、主スイッチ１１１のスイッチングを制御するための周波数ｆのＰＷＭ駆動信号を出力する。また、主スイッチ１１１と相補的にスイッチングするように、副スイッチ１１３ｂのスイッチングを制御するための周波数ｆのＰＷＭ駆動信号を出力する。さらに、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧となるように、ＰＷＭ駆動信号のオンデューティ比を調整する。ここで、オンデューティ比とは、ＰＷＭ駆動信号のオン、オフの１周期に対するオン期間の比率のことである。コントローラ１３４の内部には、トランス１０の巻数比ｎ、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のＰＷＭ信号の周波数ｆ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ及びダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆが設定されている。
【００３１】
コントローラ１３４は、温度センサ１３３によって検出された１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１、ダイオード１２０、１２１の温度に基づいて、１次コイルのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ、ダイオードの順方向電圧Ｖｆの設定値を補正する。そして、電流センサ１３２によって検出された、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから入力側回路１１に流れる電流Ｉ１を、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの検出結果、トランス１０の巻数比ｎ、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のＰＷＭ信号の周波数ｆ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ及びダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆの設定値に基づいて補正して、数１に示すように、出力電流Ｉｏｕｔを求める。
【００３２】
【数１】
2010252610.tif 000003
コントローラ１３４は、求めた出力電流Ｉｏｕｔが所定値を超えると、出力電圧Ｖｏｕｔに係わらず出力電流Ｉｏｕｔが定電流となるように、求めた出力電流Ｉｏｕｔに基づいて主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂのスイチングを制御する。ここで、主スイッチ１１１がＰＷＭ信号に基づいてスイチングすると、図２に示すように、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に、周期的に繰り返されるパルス状の電流が流れる。数１おける各構成要素は、図２に示す各部に当たる。
【００３３】
コントローラ１３４は、出力電圧Ｖｏｕｔを検出するため、平滑用コンデンサ１２２の一端に接続されている。また、コントローラ１３４の検出信号入力端は、入力電圧検出回路１３０、電流センサ１３２及び温度センサ１３３の検出信号出力端に接続されている。さらに、駆動信号出力端は、駆動回路１３０の駆動信号入力端に接続されている。
【００３４】
次に、図１〜図３を参照してＤＣ−ＤＣコンバータの動作について説明する。ここで、図３は、定電流制御時におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流と出力電圧の関係を示すグラフである。
【００３５】
図１において、コントローラ１３４は、入力電圧検出回路１３１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１の入力電圧Ｖｉｎを検出するとともに、出力電圧Ｖｏｕｔを検出する。そして、検出した入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、主スイッチ１１１のスイッチングを制御するためのＰＷＭ駆動信号を出力する。また、主スイッチ１１１と相補的にスイッチングするように、副スイッチ１１３ｂのスイッチングを制御するためのＰＷＭ駆動信号を出力する。さらに、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧となるようにＰＷＭ駆動信号のオンデューティ比を調整する。
【００３６】
ＰＷＭ駆動信号が入力されると、駆動回路１３０は、ＰＷＭ駆動信号のオンデューティ比に従って、主スイッチ１１１と副スイッチ１１３ｂとを相補的にスイッチングする。
【００３７】
主スイッチ１１１がオン、副スイッチ１１３ｂオフすると、高電圧バッテリＢ１０から１次コイル１００ａ、１０１ａに電流が流れる。また、充電されたコンデンサ１１２から１次コイル１００ｂ、１０１ｂに電流が流れる。これにより、２次コイル１０１ｃに、コイルの巻数比に応じた降圧された電圧が誘起される。２次コイル１０１ｃに誘起された電圧は、ダイオード１２１によって整流されとともに、平滑用コンデンサ１２２によって平滑され、低電圧バッテリＢ１１に供給される。
【００３８】
その後、主スイッチ１１１がオフ、副スイッチ１１３ｂオンすると、１次コイル１００ａ、１０１ａを流れていた電流は、１次コイル１０１ｂ、１００ｂに流れ、コンデンサ１０２を充電する。また、副スイッチ１１３ｂ及びコンデンサ１１３ａに流れ、コンデンサ１１３ａを充電する。これにより、２次コイル１００ｃに、コイルの巻数比に応じた降圧された電圧が誘起される。また、このとき、主スイッチ１１１のオフ期間に発生する電圧がクランプされ、トランス１０がリセットされる。２次コイル１００ｃに誘起された電圧は、ダイオード１２０によって整流されるとともに、平滑用コンデンサ１２２によって平滑され、低電圧バッテリＢ１１に供給される。
【００３９】
以降、これらの動作が繰り返され、高電圧バッテリＢ１０の電圧が目標電圧に降圧され、低電圧バッテリＢ１１に供給される。
【００４０】
ところで、コントローラ１３４は、電流センサ１３２を介して入力側回路１１に流れる電流Ｉ１を検出する。つまり、主スイッチ１１１のオン期間中に、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流を検出する。また、温度センサ１３３を介して１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１及びダイオード１２０、１２１の温度を検出する。コントローラ１３４は、温度センサ１３３によって検出された１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、主スイッチ１１１、ダイオード１２０、１２１の温度に基づいて、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ、ダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆの設定値を補正する。
【００４１】
そして、電流センサ１３２によって検出された１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから入力側回路１１に流れる電流Ｉ１を、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの検出結果、トランス１０の巻数比ｎ、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍ、主スイッチ１１１のＰＷＭ信号の周波数ｆ、主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓ及びダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆの設定値に基づいて補正して、数１に示すように、出力電流Ｉｏｕｔを求める。
【００４２】
コントローラ１３４は、求めた出力電流Ｉｏｕｔが所定値を超えると、出力電圧Ｖｏｕｔに係わらず出力電流Ｉｏｕｔが定電流となるように、求めた出力電流Ｉｏｕｔに基づいて主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂのスイチングを制御する。つまり、定電流制御を行う。これにより、温度が変化しても、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流から、正確に出力電流Ｉｏｕｔを求めることができ、求めた出力電流に基づいて主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂを適切に制御することができる。そのため、図３に示すように、従来のＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、温度変化に伴って求めた出力電流Ｉｏｕｔが変化してしまうため、定電流制御の開始が早まったり遅れたりするという特性変化があったが、ＤＣ−ＤＣコンバータ１においては、温度変化しても、定電流制御の開始が早まったり遅れたりするという特性変化なく、適切に定電流制御をすることができる。
【００４３】
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流Ｉ１を、入力電圧Ｖｉｎ及び出力電圧Ｖｏｕｔの検出結果、トランスの巻数比ｎ、主スイッチのスイッチング周波数ｆ、１次コイルのインダクタンスＬｍ、ダイオードの順方向電圧Ｖｆ及び主スイッチのオン電圧Ｖｄｓの設定値に基づいて補正して出力電流を求める。しかも、温度によって変化する１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂのインダクタンスＬｍ、ダイオード１２０、１２１の順方向電圧Ｖｆ及び主スイッチ１１１のオン電圧Ｖｄｓの設定値を、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、ダイオード１２０、１２１、主スイッチ１１１の温度の検出結果に基づいて補正している。そのため、車両に搭載されたＤＣ−ＤＣコンバータ１において、温度が変化しても、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流から、正確に出力電流Ｉｏｕｔを求めることができ、求めた出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３ｂを適切に制御することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、アクティブクランプ回路１１３を有するＤＣ−ＤＣコンバータ１において、温度が変化しても、１次コイル１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂから主スイッチ１１１に流れる電流から、正確に出力電流Ｉｏｕｔを求めることができ、求めた出力電流Ｉｏｕｔに基づいて主スイッチ１１１及び副スイッチ１１３を適切に制御することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、１０・・・トランス、１００・・・第１トランス、１０１・・・第２トランス、１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ・・・１次コイル、１００ｃ、１０１ｃ・・・２次コイル、１１・・・入力側回路、１１０・・・平滑用コンデンサ、１１１・・・主スイッチ、１１２・・・コンデンサ、１１３・・・アクティブクランプ回路、１１３ａ・・・コンデンサ、１１３ｂ・・・副スイッチ、１２・・・出力側回路、１２０、１２１・・・ダイオード、１２２・・・平滑用コンデンサ、１３・・・制御回路、１３０・・・駆動回路、１３１・・・入力電圧検出回路、１３２・・・電流センサ、１３３・・・温度センサ、１３４・・・コントローラ、Ｂ１０・・・高電圧バッテリ、Ｂ１１・・・低電圧バッテリ、Ｅ１・・・電子装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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