一种具有输入电压平衡电路的转换器电路及方法技术

本发明专利技术公开一种具有输入电压平衡电路的转换器电路，包括多个输入端彼此电性串联连接、输出端彼此电性并联连接的模块；还包括多个开关电路，每个开关电路的电性连接至对应模块与紧邻的下一个模块的输入端之间的连接节点，通过对调节对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压使其在所述预设范围内；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压在从第一预设值到大于第一预设值的第二预设值之间的预设范围内时，所述开关电路运行在断开状态；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压超出了所述预设范围内时，所述开关电路运行在导通状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转换器，更具体地，涉及一种利用一个或多个开关电路来平衡或调节交错模块或谐振转换器的输入电压的转换器电路及方法。
技术介绍
DC/DC (直流/直流)转换器是一种将直流电源从一个电压值转换到另一个电压值的电子装置。由多个交错的LLC电路组成的谐振转换器，由于能够提高电源转换效率并减少转换器输出电流的杂波，而被广泛应用。一个示例性的具有交错的LLC电路的谐振转换器在本申请要求优先权的美国专利申请13/090，925和12/394，571中被公开，包括具有相同结构的两个LLC谐振转换器，这两个LLC谐振转换器的输入端电性串联、输出端电性并联以使它们共享同一个输入电压源，共同为同一个负载供电。对于这样一个转换器，多个LLC电路之间的电流平衡，是通过自动调节LLC谐振转换器的输入电压、同时保持LLC谐振转换器的开关频率一致来实现的。然而，在特定的操作条件下，可能出现两个LLC谐振转换器的输入电压不平衡的情况，例如，一个输入电压非常高而另一个非常低，这会使得一个LLC谐振转换器的组件的额定电压过高，进而影响LLC谐振转换器的正常运行。因此，需要解决这个在本
迄今为止没有解决的技术问题，以克服其缺陷和不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转换器电路及方法，其有效地解决了现有技术中由于两个谐振转换器之间的输入电压不平衡而影响谐振转换器正常运行的问题。本专利技术一方面提供了一种转换器电路。在一个实施例中，所述转换器电路包括多个模块，多个电压源和多个开关电路。每个模块都具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端。除了最后一个模块以外的其他任何一个模块的第二输入端电性连接至与其紧邻的下一个模块的第一输出端，多个模块的所有第一输出端和所有第二输出端电性并联连接。在一个实施例中，每个模块包括一个谐振转换器，所述谐振转换器包括串联谐振DC/DC转换器或一个LLC并联DC/DC转换器。在一个实施例中，多个模块运行在大致相同的频率。每个电压源具有第一电源终端和第二电源终端。多个电压源彼此电性串联连接，也就是说，除了最后一个电压源以外的其他任何一个电压源的第二电源终端电性连接至与所述电压源紧邻的下一个电压源的第一电源终端，第一个电压源的第一电源终端电性连接至所述多个模块的第一个模块的第一输入端，所述最后一个电压源的第二电源终端电性连接至所述多个模块的最后一个模块的第二输入端。作为一个实施例，每个电压源包括极性电容。每个开关电路具有第一开关终端和第二开关终端，在不允许有电流从所述第一开关终端和所述第二开关终端之间通过时，所述开关电路处于断开状态；当允许有电流从所述第一终端和所述第二终端之间通过时，所述开关电路处于导通状态。每个开关电路的第一开关终端电性连接至对应模块的第二输入端和与所述对应模块紧邻的下一个模块的第一输入端之间的连接节点；每个开关电路的第二开关终端电性连接至对应电压源的第二电源终端和与所述对应电压源紧邻的下一个电压源的第一电源终端。在操作过程中，当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压在从第一预设值到大于第一预设值的第二预设值之间的预设范围内时，所述开关电路运行在断开状态；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压超出了所述预设范围内时，所述开关电路运行在导通状态，从而，通过对应电压源或与所述对应电压源紧邻的下一个电压源，调节对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压使其在所述预设范围内。在一个实施例中，所述每个开关电路包括开关。在另一个实施例中，每个开关电路还包括电阻，所述电阻电性连接至所述开关。在一个实施例中，所述开关包括双向瞬态电压抑制器、压敏电阻、气体管、继电器、一个或多个晶体管、或其组合。在一个实施例中，所述转换器电路包括多个输入电容，每个输入电容具有第一电容终端和第二电容终端，每个电容的第一电容终端电性连接至对应模块的第一输入端，每个电容的第二电容终端电性连接至对应模块的第二输入端。所述转换器电路还包括一个输出电容，所述输出电容具有第一终端，电性连接至每个模块的第一输出端；所述输出电容还具有第二终端，电性连接至每个模块的第二输出端。所述转换器电路还包括一个控制器，所述控制器用于通过检测每个模块的输入电压来控制对应的开关电路。在一个实施例中，所述转换器电路还包括功率因数校正电路，所述功率因数校正电路电性连接于所述多个电压源与外部电源之间。此外，所述转换器电路还可包括电磁干扰滤波器，所述电磁干扰滤波器电性连接与所述功率因数校正电路和所述外部电源之间。从本专利技术还提供另一种转换器电路，包括多个模块，每个模块具有第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端；除了最后一个模块以外的其他任何一个模块的第二输入端都电性连接至与所述模块紧邻的下一个模块的第一输入端；所述多个模块的所有第一输出端和所有第二输出端电性并联。所述转换器电路还包括多个开关电路，每个开关电路具有第一开关终端、第二开关终端；在不允许有电流从所述第一开关终端和所述第二开关终端之间通过时，所述开关电路处于断开状态；当允许有电流从所述第一终端和所述第二终端之间通过时，所述开关电路处于导通状态；每个开关电路的第一开关终端电性连接至对应模块的第二输入端和与所述对应模块紧邻的下一个模块的第一输入端之间的连接节点；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压在从第一预设值到大于第一预设值的第二预设值之间的预设范围内时，所述开关电路运行在断开状态；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压超出了所述预设范围内时，所述开关电路运行在导通状态，从而，调节对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压使其在所述预设范围内。进一步地，所述转换器电路还包括多个电压源，每个电压源具有第一电源终端和第二电源终端；除了最后一个电压源以外的其他任何一个电压源的第二电源终端电性连接至与所述电压源紧邻的下一个电压源的第一电源终端；第一电压源的第一电源终端电性连接至所述多个模块的第一个模块的第一输入端，所述最后一个电压源的第二电源终端电性连接至所述多个模块的最后一个模块的第二输入端；每个开关电路的第二开关终端电性连接至对应电压源的第二电源终端和与所述电压源紧邻的下一个电压源的第一电源终端之间的连接节点。更进一步地，所述转换器电路还包括控制器，所述控制器用于通过检测每个模块的输入电压来控制对应的开关电路。在一个实施例中，每个模块包括谐振转换器，所述谐振转换器包括LLC串联谐振DC/DC转换器或者并联谐振DC/DC转换器。在一个实施例中，所述每个开关电路包括开关。在另一个实施例中，所述每个开关电路还包括电阻，所述电阻电性连接至所述开关。在一个实施例中，所述开关包括双向瞬态电压抑制器、压敏电阻、气体管、继电器、一个或多个晶体管、或其组合。从本专利技术还提供一种调节具有多个模块的转换器电路的输入电压的方法，其中，每个模块具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述多个模块的所有的第一输入端和第二输入端电性串联连接，所述多个模块的所有的第一输出端和第二输出端电性并联连接。在一个实施例中，每个模块包括谐振转换器，所述谐振转换器包括LLC串联谐振DC/DC转换器或者并联谐振DC/DC转换器。在一个实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器电路，其特征在于，包括：(a)多个模块，每个模块包括具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；其中，除了最后一个模块的其他任何一个模块的第二输入端电性连接至与所述模块紧邻的下一个模块的第一输入端；所述模块的所有的第一输出端和所有的第二输出端电性并联连接；(b)多个电压源，每个电压源具有第一电源终端和第二电源终端；其中，除了最后一个电压源以外的其他任何一个电压源的第二电源终端电性连接至与所述电压源紧邻的下一个电压源的第一电源终端；第一个电压源的第一电源终端电性连接至所述多个模块中的第一个模块的第一输入端；所述最后一个电压源的第二电源终端电性连接至所述多个模块中的最后一个模块的第二输入端；和(c)多个开关电路，每个开关电路具有第一开关终端和第二开关终端；在不允许有电流从所述第一开关终端和所述第二开关终端之间通过时，所述开关电路处于断开状态；当允许有电流从所述第一终端和所述第二终端之间通过时，所述开关电路处于导通状态；每个开关电路的第一开关终端电性连接至对应模块的第二输入端和与所述对应模块紧邻的下一个模块的第一输入端之间的连接节点；每个开关电路的第二开关终端电性连接至对应电压源的第二电源终端和与所述对应电压源紧邻的下一个电压源的第一电压终端之间的连接节点；使得，当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压在从第一预设值到大于第一预设值的第二预设值的预设范围内时，所述开关电路运行在断开状态；当对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压超出了所述预设范围内时，所述开关电路运行在导通状态；从而，通过对应电压源或与所述对应电压源紧邻的下一个电压源，调节对应模块或与所述对应模块紧邻的下一个模块的输入电压使其在所述预设范围内。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：言超，叶益青，郑崇峰，应建平，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：