DC/DC电源转换器制造技术

一种DC/DC电源转换器，DC/DC电源转换器包括变压器、位于变压器初级侧的四个开关管、位于变压器次级侧的另外两个开关管及微控制器，每一开关管即为一个金氧半场效晶体管，四个开关管构成移相全桥，所述另外两个开关管的漏极分别电性连接所述变压器次级线圈的两端且其源极电性连接，所述微控制器包括六个PWM信号输出端，四个开关管和所述另外两个开关管的栅极分别电性连接所述微控制器的所述六个PWM信号输出端。与现有技术相比，本实用新型专利技术DC/DC电源转换器的开关管均受控于微控制器，可以实现双向的DC/DC电源转换，节约成本且便于应用。

DC/DC power converter

A DC/DC power converter consists of a transformer, four switch tubes on the primary side of the transformer, two other switch tubes on the secondary side of the transformer and a microcontroller. Each switch tube is a gold-oxygen half-field effect transistor, and four switch tubes constitute a phase-shifted full bridge. The drain is electrically connected to both ends of the transformer secondary coil and the source is electrically connected. The microcontroller comprises six PWM signal output terminals, four switch tubes and the gate of the other two switch tubes are electrically connected to the six PWM signal output terminals of the microcontroller respectively. Compared with the prior art, the switching tubes of the DC/DC power converter of the utility model are controlled by a microcontroller, and the bidirectional DC/DC power conversion can be realized, thus the cost is saved and the application is convenient.

【技术实现步骤摘要】
DC/DC电源转换器
本专利技术涉及直流电源转换领域，尤其涉及一种双向转换的电源转换器。
技术介绍
现有的应用于电动车辆的高压DC/DC电源转换器，如电池包高压转换低压给24V铅酸电池充电，或者为车载低压设备供电。直流-直流转换器(DC-to-DCconverter)也成为DC/DC转换器，是电能转换的装置，可以将直流电源转换为不同电压的直流电源。DC/DC转换器可以分为硬开关(HardSwitching)和软开关(SoftSwitching)两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件事在承受电压或流过电流的情况下，开通或者关断电路，因此在开关或者关断过程中将会产生较大的开关损耗(Switchingloss)。软开关DC/DC转换器的开关管包括零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS)和零电流开关(Zero-Current-Switching,ZCS)，所述零电压开关在开通或者关断过程中，加于其上的电压为零。所述零电流开关在开通或者关断过程中，加于其上的电流为零。零电压开关和零电流开关可以显著地减小开关损耗，使开关频率可以大幅度提高，为转换器的小型化和模块化创造了条件。在未来的发展中，半导体技术的进步为DC/DC技术变化提供了强大动力。金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)的技术发展也为DC/DC模块技术带来了巨大变化。肖特基二极管(schottky)、控制及驱动IC、微控制器及数字信号处理技术(DigitalSignalProcessing,DSP)是DC/DC技术发展的必经之路，而磁芯技术的突破则是下一代DC/DC技术进步的关键，也是巨大难题。现有技术中的大部分DC/DC转换器设计时是单向转换的，功率只能从输入侧流到输出侧，而不具备反向转换的功能。目前市场上没有双向的DC/DC产品。原有车载应用需要此项功能时，往往在传统DC/DC产品的基础上，通过增加辅助设备，或者直接使用两套DC/DC来解决现场问题。这无疑增加了使用者的安装成本，同时也是对资源的浪费。是以，需要一种改进的DC/DC电源转换器来克服现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种可以实现双向DC/DC电源转换的DC/DC电源转换器。为解决上述技术问题，本专利技术可以采用如下技术方案：一种DC/DC电源转换器，所述DC/DC电源转换器包括变压器、位于所述变压器初级侧的四个开关管、位于所述变压器次级侧的另外两个开关管及微控制器，所述每一开关管即为一个金氧半场效晶体管，所述四个开关管分别为第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的漏极电性连接，所述第一开关管和所述第二开关管的源极分别电性连接所述第三开关管和第四开关管的漏极，所述第三开关管和所述第四开关管的源极电性连接，所述第一开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的一端，所述第二开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的另一端，所述另外两个开关管分别为第五开关管和第六开关管，所述第五开关管和所述第六开关管的漏极分别电性连接所述变压器次级线圈的两端，所述第五开关管和所述第六开关管的源极电性连接，所述变压器的调节端和所述第五开关管的源极之间构成所述DC/DC电源转换器的电压输出端，所述微控制器包括六个PWM信号输出端，所述四个开关管和所述另外两个开关管的栅极分别电性连接所述微控制器的所述六个PWM信号输出端。进一步，所述变压器的初级侧还包括第一电感和第一接口，所述第一开关管的源极依次通过所述第一电感和第一接口电性连接所述变压器的一端。进一步，所述变压器的初级侧还包括第一电容，所述第一电容与所述第一接口并联。进一步，所述变压器的初级端还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的负极电性连接所述第一开关管的漏极，所述第一二极管的正极电性连接所述第一电感与所述第一接口连接的一端，所述第二二极管的正极电性连接所述第三开关管和所述第四开关管的源极，所述第二二极管的负极电性连接所述第一电感与所述第一接口连接的一端。进一步，所述变压器的次级侧还包括输出滤波器。进一步，所述输出滤波器包括第二电感和第二电容，所述第二电感的一端电性连接所述变压器的调节端，所述第二电感的另一端通过所述第二电容接地，所述第二电感的所述另一端作为所述DC/DC电源转换器的输出端。进一步，所述变压器的次级侧还包括一第一电阻，所述第五开关管的源极通过所述第一电阻接地，所述第一电阻与所述第五开关管电性连接的一端作为负载电路的输出端。进一步，所述微控制器包括带有数模转换器和斜率补偿硬件的模拟比较器。进一步，所述变压器的次级侧还包括一隔离栅极驱动器,所述隔离栅驱动器电性连接于所述微控制器与第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的栅极之间以实现隔离驱动。进一步，所述变压器的次级侧还包括同步整流驱动器，所述同步整流驱动器电性连接于所述微控制器与第五开关管和第六开关管之间。与现有技术相比，本专利技术DC/DC电源转换器的开关管均受控于微控制器，可以实现双向的DC/DC电源转换，节约成本且便于应用。【附图说明】图1是现有的DC/DC电源转换移相全桥技术。图2为本专利技术DC/DC电源转换器的移相全桥简化方框图。【具体实施方式】如下将详述本专利技术的优选的实施方式。本专利技术DC/DC电源转换器的DC/DC功率从输入侧流到输出侧。请参考图1，所示图1为现有技术中简化的移相全桥电路。所述移相全桥电路包括四个金氧半场效晶体管(以下简称MOSFET)，分别为MOSFETQA,MOSFETQB，MOSFETQC和MOSFETQD。所述MOSFETQA和所述MOSFETQC的漏极电性连接，所述MOSFETQA的源极电性连接所述MOSFETQB的漏极，所述MOSFETQC的源极电性连接所述MOSFETQD的漏极。所述MOSFETQB和所述MOSFETQD的源极电性连接。所述MOSFETQA的漏极和所述MOSFETQB的源极之间作为移相全桥电路的电压输入端Vin。所述移相全桥电路还包括电感器LR和变压器T1。所述MOSFETQA、MOSFETQB、MOSFETQC和MOSFETQD共同构成所述变压器T1的初级侧上的全桥。所述电感器LR的一端电性连接所述MOSFETQA的源极或所述MOSFETQB的漏极，所述电感器LR的另一端电性连接所述变压器T1初级线圈的一端，所述变压器T1的初级线圈的另一端电性连接所述MOSFETQC的源极或所述MOSFETQD的漏极。所述移相全桥电路还包括位于所述变压器T1的次级侧的二极管D1、二极管D2和由电感L0和电容C0构成的滤波器(未标示)。所述二极管D1的正极电性连接所述变压器T1的次级线圈的一端，所述二极管D2的正极电性连接所述变压器T1的次级线圈的另一端，所述二极管D1的负极电性连接所述电感L0的一端，所述电感L0的另一端电性连接所述电容C0的一端，所述电容C0的另一端接地，所述变压器T1的调节端接地。所述电容C0的两端作为所述移相全桥电路的电压输出端Vout。本专利技术DC/DC电源转换器的在实现DC/DC双向转换时，所述DC/DC功率从输出侧流到输入侧时，将上述现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC/DC电源转换器，其特征在于，所述DC/DC电源转换器包括变压器、位于所述变压器初级侧的四个开关管、位于所述变压器次级侧的另外两个开关管及微控制器，所述每一开关管即为一个金氧半场效晶体管，所述四个开关管分别为第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的漏极电性连接，所述第一开关管和所述第二开关管的源极分别电性连接所述第三开关管和第四开关管的漏极，所述第三开关管和所述第四开关管的源极电性连接，所述第一开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的一端，所述第二开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的另一端，所述另外两个开关管分别为第五开关管和第六开关管，所述第五开关管和所述第六开关管的漏极分别电性连接所述变压器次级线圈的两端，所述第五开关管和所述第六开关管的源极电性连接，所述变压器的调节端和所述第五开关管的源极之间构成所述DC/DC电源转换器的电压输出端，所述微控制器包括六个PWM信号输出端，所述四个开关管和所述另外两个开关管的栅极分别电性连接所述微控制器的所述六个PWM信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种DC/DC电源转换器，其特征在于，所述DC/DC电源转换器包括变压器、位于所述变压器初级侧的四个开关管、位于所述变压器次级侧的另外两个开关管及微控制器，所述每一开关管即为一个金氧半场效晶体管，所述四个开关管分别为第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的漏极电性连接，所述第一开关管和所述第二开关管的源极分别电性连接所述第三开关管和第四开关管的漏极，所述第三开关管和所述第四开关管的源极电性连接，所述第一开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的一端，所述第二开关管的源极电性连接所述变压器初级线圈的另一端，所述另外两个开关管分别为第五开关管和第六开关管，所述第五开关管和所述第六开关管的漏极分别电性连接所述变压器次级线圈的两端，所述第五开关管和所述第六开关管的源极电性连接，所述变压器的调节端和所述第五开关管的源极之间构成所述DC/DC电源转换器的电压输出端，所述微控制器包括六个PWM信号输出端，所述四个开关管和所述另外两个开关管的栅极分别电性连接所述微控制器的所述六个PWM信号输出端。2.如权利要求1所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述变压器的初级侧还包括第一电感和第一接口，所述第一开关管的源极依次通过所述第一电感和第一接口电性连接所述变压器的一端。3.如权利要求2所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述变压器的初级侧还包括第一电容，所述第一电容与所述第一接口并联。4.如权利要求3所述的DC/DC电源转换器，其特征在于：所述变压器的初级...

【专利技术属性】
技术研发人员：田伟，张凯威，
申请(专利权)人：南京金邦动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32