DC-DC转换器系统技术方案

提供一种DC‑DC转换器系统。该DC‑DC转换器系统包括布置在输入端和输出端之间的变压器，以及将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器的初级侧线圈的初级侧开关电路单元。次级侧开关电路单元包括多个开关，该多个开关将在变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为DC电压，并将转换后的DC电压提供给输出端。控制器被配置为基于多个开关中的每一个的两端的电压来调整多个开关的短路/开路状态。

【技术实现步骤摘要】
DC-DC转换器系统
本公开涉及直流到直流(DC-DC)转换器系统，更具体地说，涉及能通过使用转换器的次级侧开关电路单元阻断能量的反向供电现象(energyreverse-poweringphenomenon，能量逆功率现象)，来阻止不必要的能量流的DC-DC转换器系统。因此，辅助电池的耐久性得到保护，并且防止损坏转换器的内部元件。
技术介绍
典型地，包括混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆的环保车辆中安装有低压DC-DC转换器(LDC)，而不是安装向内燃机车辆的电场负载供电的交流发电机。因此，低压DC-DC转换器(LDC)起到交流发电机的作用。LDC向电场负载供电，以阻止辅助电池放电并且当辅助电池电压下降时为辅助电池充电。通常，已知有各种LDC拓扑结构，在它们之中，为了输入端和输出端的绝缘而应用变压器的LDC常用在车辆中。当变压器被应用于LDC时，通过对变压器的次级侧(即，输出端侧)执行的整流操作而产生直流电压。具体地说，提出了用于改善低负载效率的技术，该技术包括在次级侧上设置开关，而不是设置二极管。然而，在次级侧具有开关而不是具有二极管的传统LDC中，当开关处于短路状态时，可能引起其中能量基于周围的电环境而从输出端侧传输到输入端侧的反向供电现象发生。例如，当LDC的输出电压小于辅助电池的电压时，发生将储存在辅助电池中的能量转移到LDC(例如，主电池)的反向供电现象(例如，反充电现象)。因此，由于辅助电池的放电或LDC的各功率组件的内部元件的损坏，整个系统可能因此出现问题。更进一步，由于不必要的能量传递，车辆燃料经济性迅速降低。本章节中公开的上述信息仅旨在增加对本公开的
技术介绍
的理解，其不应解释为是对本领域技术人员已知的现有技术的说明的承认。
技术实现思路
本公开提供了DC-DC转换器系统，其可通过阻断能量反向供电现象来阻止不必要的能量流。因此，可保护辅助电池的耐久性并且可防止对转换器的内部元件的损坏。根据示例性的实施方式，本公开提供一种DC-DC转换器系统，该DC-DC转换器系统可包括：变压器，布置在输入端和输出端之间；初级侧开关电路单元，被配置为将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有多个开关，该多个开关被配置为将变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压传输到输出端；以及控制器，被配置为基于多个开关中的每一个的多个端(例如，两端)的电压来操作多个开关的短路/开路状态。在本公开的示例性实施方式中，变压器可包括第一次级侧线圈和第二次级侧线圈。次级侧开关电路单元可包括在第一次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关，以及在第二次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关。控制器可被配置为控制第一次级侧开关和第二次级侧开关，以使得在第一次级侧线圈和第二次级侧线圈中感应的电压以彼此相反的相位传输到输出端侧。在本公开的一些示例性实施方式中，控制器可被配置为当反方向的电流在由第一次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由第二次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括比较单元，该比较单元被配置为将预定参考值与第一次级侧开关的两端之间的电压差和第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每一个进行比较，并且控制器可被配置为当基于比较单元的计算结果，两端之间的电压差大于预定参考值时，持续断开第一次级侧开关和第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括计算单元，该计算单元被配置为基于比较单元的计算结果和第一次级侧开关与第二次级侧开关的脉宽调制信号，生成调整次级侧开关电路单元的第一次级侧开关和第二次级侧开关中的每一个的短路/开路状态的控制信号。脉宽调制信号可基于配置成操作初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。在本公开的示例性实施方式中，计算单元可包括多路复用器，该多路复用器具有：用于接收第一次级侧开关和第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个的第一输入端；用于接收比较单元的计算结果的第二输入端；和耦接到第一输入端的可变端。在本公开的另一方面，一种DC-DC转换器系统，可包括：变压器，布置在输入端和输出端之间，并且具有耦接到输入端的初级侧线圈以及均耦接到输出端的第一次级侧线圈和第二次级侧线圈；初级侧开关电路单元，被配置为将输入端的电压转换为AC电压，并且将转换后的AC电压传输到变压器的初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有在第一次级侧线圈和输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关，以及在第二次级侧线圈和输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关。控制器，可被配置为基于通过多个电流回路传输的电流的方向来调整第一次级侧开关和第二次级侧开关的开路/短路状态。在本公开的示例性实施方式中，控制器可被配置为当反方向的电流在由第一次级侧开关形成的电流回路中被传输到输出端时，持续断开第一次级侧开关，以及当由反方向的电流在第二次级侧开关形成的电流回路中被传输到输出端时，持续断开第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器包括比较单元，该比较单元被配置为将预定参考值与第一次级侧开关的两端之间的电压差和第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每一个进行比较，并且控制器可被配置为当基于比较单元的比较结果，两端之间的电压差大于预定的参考值时，持续断开第一次级侧开关和第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括计算单元，该计算单元被配置为基于比较单元的计算结果和第一次级侧开关与第二次级侧开关的脉宽调制信号，生成调整次级侧开关电路单元的第一次级侧开关和第二次级侧开关中的每一个的短路/开路状态的控制信号。脉宽调制信号可基于用来操作初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。在本公开的示例性实施方式中，计算单元可包括多路复用器，该多路复用器具有：被配置为接收第一次级侧开关和第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个的第一输入端；被配置为接收比较单元的计算结果的第二输入端；以及耦接到第一输入端的可变端。根据DC-DC转换器系统，通过使用转换器的次级侧开关电路单元阻断能量反向供电现象，可防止不必要的能量流动。具体地说，可保护辅助电池的耐久性并且可防止对转换器的内部元件的损坏。换句话说，当DC-DC转换器系统应用于车辆的转换器控制时，可在不增加任何额外的硬件的情况下，通过阻断能量反向供电现象来降低生产成本。通过用次级侧开关电路单元代替二极管，与传统方法相比，车辆的燃料效率通过改善低负载能量效率而得到提高。附图说明从以下结合附图而作出的详细描述中，本公开的上述及其它目的、特征和优点将会变得更加显然，其中：图1是根据本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统的示例性电路图；图2和图3是示出了在根据图1所示的本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统中，基于初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来生成次级侧开关电路单元的脉宽调制信号所应用的逻辑电路的示例性示图；以及图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的在图1到图3所示的各个节点的信号波形的示例性波形图。具体实施方式尽管将结合示例性实施方式描述本专利技术，但应该理解的是，本说明并不意图将本专利技术限制于那些示例性实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流到直流转换器系统，包括：变压器，布置在输入端与输出端之间；初级侧开关电路单元，被配置为将所述输入端的电压转换为交流电压并且将转换后的所述交流电压传输到所述变压器的初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有多个开关，所述多个开关被配置为将所述变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压并且将转换后的所述直流电压传输到所述输出端；以及控制器，被配置为基于所述多个开关中的每个开关的两端的电压来调整所述多个开关的短路/开路状态。

【技术特征摘要】
2017.06.07 KR 10-2017-00709151.一种直流到直流转换器系统，包括：变压器，布置在输入端与输出端之间；初级侧开关电路单元，被配置为将所述输入端的电压转换为交流电压并且将转换后的所述交流电压传输到所述变压器的初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有多个开关，所述多个开关被配置为将所述变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压并且将转换后的所述直流电压传输到所述输出端；以及控制器，被配置为基于所述多个开关中的每个开关的两端的电压来调整所述多个开关的短路/开路状态。2.根据权利要求1所述的直流到直流转换器系统，其中，所述变压器包括第一次级侧线圈和第二次级侧线圈；其中，所述次级侧开关电路单元包括：在所述第一次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关以及在所述第二次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关；以及其中，所述控制器被配置为操作所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关，以将在所述第一次级侧线圈和所述第二次级侧线圈中感应的电压以彼此相反的相位供应至输出端侧。3.根据权利要求2所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器被配置为当反方向的电流在由所述第一次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由所述第二次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第二次级侧开关。4.根据权利要求2所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器包括比较单元，所述比较单元被配置为将预定参考值与所述第一次级侧开关的两端之间的电压差和所述第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每个电压差进行比较，并且其中，所述控制器被配置为：当根据由所述比较单元执行比较的结果，所述两端之间的电压差大于所述预定参考值时，持续断开所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关。5.根据权利要求4所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器包括计算单元，所述计算单元被配置为基于由所述比较单元执行比较的结果以及所述第一次级侧开关的脉宽调制信号和所述第二次级侧开关的脉宽调制信号，来生成操作所述次级侧开关电路单元的所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关中的每个次级侧开关的短路/开路状态的控制信号，并且其中，所述脉宽调制信号基于用于操作所述初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。6.根据权利要求5所述的直流到直流转换器系统，其中，所述计算单...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志宪，郭武信，李东俊，权娜莱，成玄旭，崔远景，李浩仲，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR