包括隔离直流/直流转换器电路的电压转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种电压转换器(1)，其包括：隔离直流/直流转换器电路(3)，具有至少一个第一隔离变压器(T1)及开关(M31，M32)，所述开关(M31，M32)以至少一个占空比(α)进行的一连串的断开及闭合使得能够通过第一变压器(T1)经由隔离直流/直流转换器(3)传送能量；电路(2)，用于调节隔离直流/直流转换器电路(3)的输入电压；调节电路(2)被配置成通过修改被递送至隔离直流/直流转换器电路(3)的电压来控制隔离直流/直流转换器电路(3)的输出电压(Vout)，隔离直流/直流转换器电路(3)的占空比(α)保持恒定，且在转换器(1)中，调节电路的输出连接至隔离直流/直流转换器电路的包括第一变压器(T1)的分支。

Voltage converter including isolated DC / DC converter circuit

The invention relates to a voltage converter (1), including: isolated DC / DC converter circuit (3), having at least a first isolation transformer (T1) and switch (M31, M32), the switch (M31, M32) with at least one duty ratio (a) of a series of open and closed by enabling the first transformer (T1) by isolated DC / DC converter (3) transmit energy; circuit (2), for regulating the isolated DC / DC converter circuit (3) input voltage regulation circuit; (2) is configured to modify is delivered to the isolated DC / DC converter circuit (3) the isolation voltage to control the DC / DC converter circuit (3) output voltage (Vout), isolated DC / DC converter circuit (3) of the duty ratio (alpha) is kept constant, and the converter (1), the output is connected to the adjusting circuit including isolated DC / DC converter circuit Branch of the first transformer (T1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括隔离直流/直流转换器电路的电压转换器、一种包括交错的根据本专利技术的转换器的电压转换器装置、及一种用于根据本专利技术的转换器的电压转换方法。
技术介绍
隔离直流/直流(directcurrent/directcurrent，DC/DC)转换器可具有零电压切换(zerovoltageswitching，ZVS)或零电流切换(zerocurrentswitching，ZCS)，从而使得可减少电压转换期间的切换损耗。这些转换器因此尤其有利于能量资源受限的汽车应用。在车辆中，可使用电压转换器来适配车辆的多个电网络之间的电压电平或在能量源与车辆上装载的耗电器之间进行电压转换。从专利US5754413已知在图1中说明的隔离直流/直流电压转换器。所述转换器包括呈半桥式(half-bridge)配置的两个开关，所述两个开关在其中点处连接至包括两个串联连接的变压器的分支。所述开关控制经由变压器进行的能量传送，以实现转换器的输入电压至输出电压的转换。连接至变压器的次级绕组的二极管使得可对输出信号进行整流。输出电压是通过控制开关的占空比(dutyratio)而获得。通过修改占空比以实现目标输出电压值，能调整转换器的增益以达到输出电压的目标值。具体来说，当隔离直流/直流转换器的输入电压变化时，已知要改变隔离直流/直流转换器的开关的占空比以调节其输出电压，也就是说将其输出电压维持在期望值。然而，整流二极管的电压应力(voltagestress)是转换器的开关的占空比的函数。当占空比接近0％或100％时，此应力可变高。为了限制整流二极管的电压应力，为这两个变压器提供不同的相应变压比(transformationratio)。然而，这会使转换器的设计复杂化，原因是转换器无法完全相同且次级绕组中的电流呈现不连续性。另外，通过以可变的占空比工作，输出电流的纹波(ripple)可强烈变化，从而使得转换器的合格率(yield)发生变化。为了保持以好的合格率进行操作，占空比的可变性必须为低的。然而，在车辆中，例如蓄电池等能量源的电压可根据可用能量而大幅变化。转换器的输入处的此种变化涉及到对应地改变占空比，而这会限制隔离直流/直流转换器在车辆中的使用。因此，需要寻找一种旨在提高隔离直流/直流转换器的性能，以使其可用于机动车辆中的解决方案。
技术实现思路
为实现此目的，本专利技术涉及一种电压转换器，所述电压转换器包括：-隔离直流/直流转换器电路，具有开关，所述开关以至少一个占空比进行的一连串的断开及闭合，使得能够经由所述隔离直流/直流转换器电路传送能量；电路，用于调节所述隔离直流/直流转换器电路的输入电压；所述调节电路被配置成通过修改被递送至所述隔离直流/直流转换器电路的电压来控制所述隔离直流/直流转换器电路的输出电压，所述隔离直流/直流转换器电路的所述占空比保持恒定。利用所述调节电路，通过调整所述隔离直流/直流转换器电路的输入电压，而获得所述隔离直流/直流转换器电路的所期望输出电压值。对于所述隔离直流/直流转换器电路的输出处的每一所期望电压值，均对应有所述隔离直流/直流转换器电路的一个输入电压值。所期望输出电压值是在不修改所述隔离直流/直流转换器电路的占空比的条件下获得。占空比可因此固定在能够实现最大合格率的值处。在所述隔离直流/直流转换器电路的给定输出电压下，所述调节电路使得所述隔离直流/直流转换器电路能够对于任何输入电压均以恒定的占空比进行操作、特别是在所述隔离直流/直流转换器电路的操作范围内进行操作。举例来说，所述转换器的输入电压的最小值与最大值之间的差介于150V与500V之间；举例来说，所述输入电压的最小值介于150V与200V之间；且所述输入电压的最大值介于400V与500V之间，或甚至介于400V与650V之间。所述隔离直流/直流转换器电路的所述开关的占空比因此在虑及不确定性的同时保持恒定。具体来说，所述调节电路包括开关且使得其占空比得到调整，以在所述调节电路的输出处(也就是说，在所述隔离直流/直流转换器电路的输入处)获得电压值。此电压值被调整以在所述隔离直流/直流转换器电路的输出处获得所期望电压值。所述调节电路在所述隔离直流/直流转换器电路的输入处递送所述调节电路的输出信号。为实现此效果，所述隔离直流/直流转换器电路可从所述调节电路进行级联。具体来说，所述隔离直流/直流转换器电路直接连接于所述调节电路的下游。具体来说，所述调节电路是配置用来将电压从所述电压转换器的输入电压直接或间接递送至所述隔离直流/直流转换器电路。所述电压转换器可为被配置用于将直流输入电压转换成直流输出电压的直流-直流转换器(direct-directconverter)。所述电压转换器可为被配置用于将交流电压转换成直流电压的直流-交流转换器(direct-alternatingconverter)。有利地，所述电压转换器此时包括位于所述调节电路上游的交流-直流转换器电路、或位于所述隔离直流/直流转换器电路下游的直流/交流转换器电路。通过适宜的适配，所述电压转换器可为交流-交流转换器(alternating-alternatingconverter)。根据一实施例，所述隔离直流/直流转换器电路被配置以使得所述隔离直流/直流转换器电路的占空比实质上等于50％。在为50％的占空比条件下，在所述隔离直流/直流转换器电路的输出处的电流呈现出弱的纹波，原因是所述隔离直流/直流转换器电路的磁化电感器中的电流的纹波被抵消。根据一实施例，所述调节电路及所述隔离直流/直流转换器电路位于单一模块中。具体来说，所述调节电路及所述隔离直流/直流转换器电路位于电子模块的同一壳体中或位于所述模块的同一电子卡上。根据一实施例，所述转换器包括电路，所述电路用于构建第一环路以基于所述隔离直流/直流转换器电路的输出电压的值与所述隔离直流/直流转换器电路的输出电压设定点之间的差而锁定于所述调节电路的信号的电参数的设定点，所述电参数的设定点使得所述调节电路向所述隔离直流/直流转换器电路递送与所述隔离直流/直流转换器电路的相应输出电压值对应的输入电压值。根据一变型，所述转换器包括电路，所述电路用于构建第二环路以基于所述电参数的值与所述电参数的设定点之间的差而锁定于所述调节电路的信号的电参数。根据一变型，所述调节电路的信号为由所述调节电路递送的信号、或在所述调节电路中循环的信号。根据一变型，所述信号的电参数为所述信号的电流或所述信号的电压。因此，在一变型中，所述电路用于将所述第一环路构建成基于所述隔离直流/直流转换器电路的输出电压的值与所述隔离直流/直流转换器电路的输出电压设定点之间的差，而锁定于由所述调节电路递送的电流、或在所述调节电路中循环的电流。具体来说，所述第一环路的电路及/或所述第二环路的电路通过控制包含于所述调节电路中的开关、特别是通过锁定于所述开关断开的占空比及所述开关闭合的占空比而锁定于所述电参数。根据实施例，所述调节电路是单端初级电感器转换器(SingleEndedPrimaryInductorConverter，sepic)型、型、降压型、升压型或降压-升压型直流/直流转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换器(1)，包括：隔离直流/直流转换器电路(3)，具有至少一个第一隔离变压器(T1)及开关(M31，M32)，所述开关(M31，M32)以至少一个占空比(α)进行的一连串的断开及闭合，使得能够通过所述第一变压器(T1)经由所述隔离直流/直流转换器电路(3)传送能量；电路(2)，用于调节所述隔离直流/直流转换器电路(3)的输入电压；所述调节电路(2)被配置成通过修改被递送至所述隔离直流/直流转换器电路(3)的电压来控制所述隔离直流/直流转换器电路(3)的输出电压(Vout)，所述隔离直流/直流转换器电路(3)的所述占空比(α)保持恒定，且在所述转换器(1)中，所述调节电路的输出连接至所述隔离直流/直流转换器电路的包括所述第一变压器(T1)的分支。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 FR 14562191.一种电压转换器(1)，包括：隔离直流/直流转换器电路(3)，具有至少一个第一隔离变压器(T1)及开关(M31，M32)，所述开关(M31，M32)以至少一个占空比(α)进行的一连串的断开及闭合，使得能够通过所述第一变压器(T1)经由所述隔离直流/直流转换器电路(3)传送能量；电路(2)，用于调节所述隔离直流/直流转换器电路(3)的输入电压；所述调节电路(2)被配置成通过修改被递送至所述隔离直流/直流转换器电路(3)的电压来控制所述隔离直流/直流转换器电路(3)的输出电压(Vout)，所述隔离直流/直流转换器电路(3)的所述占空比(α)保持恒定，且在所述转换器(1)中，所述调节电路的输出连接至所述隔离直流/直流转换器电路的包括所述第一变压器(T1)的分支。2.根据权利要求1所述的转换器(1)，其中所述隔离直流/直流转换器电路(3)被配置成使所述隔离直流/直流转换器电路(3)的所述占空比(α)实质上等于50％。3.根据权利要求1或2所述的转换器(1)，其中所述调节电路(2)与所述隔离直流/直流转换器电路(3)处于单一模块中。4.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的转换器(1)，包括电路(5)，所述电路(5)用于构建第一环路以基于所述隔离直流/直流转换器电路(3)的所述输出电压的值(Vout_mes)与所述隔离直流/直流转换器电路(3)的输出电压设定点(V*)之间的差而锁定于所述调节电路(2)的信号的电参数的设定点(I2cons)，所述电参数的所述设定点(I2cons)使得所述调节电路(2)向所述隔离直流/直流转换器电路(3)递送与所述隔离直流/直流转换器电路(3)的相应输出电压值对应的输入电压值。5.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的转换器(1)，其中所述调节电路(2)是单端初级电感器转换器型、降压型、升压型或升压-降压型直流/直流转换器。6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的转换器(1)，其中所述至少一个第一变压器(T1)的所述分支连接至所述开关(M31，M32)的中点，且所述调节电路(2)连接至所述第一隔离变压器的所述分支上的点不同于所述分支与所述开关(M31，M32)的所述中点的连接点的点。7.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的转换器(1)，其中所述隔离直流/直流转换器电路(1)(3)包括至少所述第一隔离变压器(T1)与串联连接至所述第一变压器的第二隔离变压器(T2)，所述开关(M31，M32)使得能够通过所述变压器(T1，T2)经由所述隔离直流/直流转换器(3)传送能量，且所述调节电路(2)的所述输出连接至所述隔离直流/直流转换器电路(3)的包括所述变压器(T1，T2)的分支。8.根据前述权利要求权利要求所述的转换器，其中所述隔离直流/直流转换器电路(3)被配置成使得：在操作周期的第一部分内，所述第一变压器(T1)的初级绕组(L11)形成能量存储电感器，且所述第二变压器(T2)的初级绕组(L21)朝所述第二变压器(T2)的次级绕组(L22)传递能量；在所述操作周期的第二部分内，所述第二变压器(T2)的所述初级绕组(L21)形成能量存储电感器，且所述第一变压器(T1)的所述初级绕组(L11)朝所述第一变压器(T1)的次级绕组(L12)传递能量。9.根据权利要求7或8所述的转换器(1)，其中所述变压器(T1，T2)中的至少一个的磁化电感器被配置成使得在所述占空比(α)条件下，在所述变压器(T...

【专利技术属性】
技术研发人员：希沙姆·萨德奇，拉比·本达尼，
申请(专利权)人：维洛发动机控制系统，
类型：发明
国别省市：法国;FR