一种DC‑DC功率变换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种DC‑DC功率变换器，包括依次电连接的变换器输入端、斩波电路、动态可调变换装置、整流电路、滤波电路、变换器输出端，动态可调变换装置包括多抽头变压器，多抽头变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组或副边绕组包括至少三个电连接的绕组抽头；当副边绕组包括至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述整流电路之间连接有第一切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的一端连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的另一端连接。本功率变换器具有输出电压调节范围宽、可靠性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种DC-DC功率变换器
本技术涉及电力电子产品领域，特别涉及一种DC-DC功率变换器。
技术介绍
在工业应用领域中，有大量的宽电压范围直流输出的需求，例如电动汽车充电电源，为了满足大型电动乘用车、家庭电动乘用车以及小型电动物流车的充电需求，输出电压范围必须覆盖各种不同车型的电池电压等级，可调范围从50到800V。同时，从节能环保的角度出发，要求电源变换器的转换效率越高越好。普通的移相全桥直流变换器在电源变换领域中广泛使用，具有电压调节范围宽、可靠性高的特点；但是其开关关断损耗较大，电路成本较高，在低压输出段效率偏低等因素，在通信电源行业中逐渐被冷落。另一种新的直流变换拓扑LLC电路，在特定的工作点可以实现零电流开通和零电流关断，开关损耗显著减小，因此整体的变换效率明显提高；因此该电路拓扑在通信电源领域中备受青睐，得到广泛应用；很多电动汽车充电设备厂家将其引进到电动汽车充电模块中。LLC电路在通信行业电源的定电压输出领域中能够很好地发挥其高效率的优势，但是在需求电压范围跨度很大的电动汽车充电应用中存在明显的缺陷：1)在非谐振点电压输出时，开关关断损耗大，开关频率高，整机变换效率明显下降；2)在非谐振点电压输出特别是低电压输出时，因为损耗过大，无法保持足够的输出电流，充电速度变慢。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种DC-DC功率变换器，以解决现有技术中难以实现输出电压全范围大功率输出、全范围高效率的问题，以电压变换比例动态可调的方式实现了超宽电压范围输出，且全范围可以工作于良好的工作状态，实现输出电压调节范围宽、可靠性高、工作效率高的统一结合。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种DC-DC功率变换器，包括依次电连接的变换器输入端、斩波电路、动态可调变换装置、整流电路、滤波电路、变换器输出端，所述动态可调变换装置包括多抽头变压器，所述多抽头变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组或副边绕组包括至少三个电连接的绕组抽头；当副边绕组包括至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述整流电路之间连接有第一切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路连接；当所述原当边绕组具有至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述7间连接有第二切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路连接。优选的是，所述的DC-DC功率变换器，所述原边绕组或副边绕组包括一个绕组，所述绕组包括至少三个电连接的绕组抽头。优选的是，所述的DC-DC功率变换器，所述副边绕组包括至少两个绕组，每个绕组包括两个电连接的绕组抽头，相邻两个绕组正向串联。优选的是，所述的DC-DC功率变换器，所述第一切换开关、第二切换开关为半导体器件构成的电子开关、电磁继电器构成的机械开关、手动切换的纯机械式开关中的一种；其中，半导体器件构成的电子开关为由MOSFET构成的电子开关、IGBT构成的电子开关、晶闸管构成的电子开关、二极管构成的电子开关中的一种。优选的是，所述的DC-DC功率变换器，所述副边绕组包括一个绕组，所述绕组包括三个绕组抽头，每个绕组抽头与整流电路之间连接有第一切换开关；其中与位于中间的绕组抽头连接的第一切换开关为二极管构成的电子开关，其包括第一二极管，第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阴极同时与位于中间的绕组抽头连接。优选的是，所述的DC-DC功率变换器，所述斩波电路为三电平软开关全桥谐振电路，整流电路为全桥整流电路。本技术至少包括以下有益效果：1、使用该新型DC-DC电源变换器，可以使DC-DC原边斩波电路在不同工作条件下都工作于良好的状态，降低开关管的电流应力、开关损耗以及导通损耗，从而使电源产品在全输出电压范围内都实现高效率；同时，该新型DC-DC电源变换器能够在低压输出时保持最大电流的输出，很好地满足了汽车充电特性的需求。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明为了更清楚地说明现有技术中或本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例一的DC-DC功率变换器电路结构示意图；图2为本技术实施例二的DC-DC功率变换器电路结构示意图；图3为本技术实施例三的DC-DC功率变换器电路结构示意图；图4为本技术实施例四的DC-DC功率变换器电路结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1如图1所示，一种DC-DC功率变换器，包括依次电连接的变换器输入端1、斩波电路2、动态可调变换装置、整流电路4、滤波电路5、变换器输出端6，动态可调变换装置包括多抽头变压器3；斩波电路2将输入端1的直流转换为高频的交流脉冲波；多抽头变压器3将斩波电路2输出的高频脉冲波进行升压或者降压，整流电路4多抽头变压器3将输出的脉冲波进行整流，滤波电路5对整流后的直流电平进行滤波，得到最终的直流经变换器输出端6输出；其中斩波电路2为三电平软开关全桥谐振电路，整流电路4为全桥整流电路；图中C11、C12、C13、C14为电容器，L11、L12为电感，D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、为二极管，Q11、Q12、Q13、Q14为开关。多抽头变压器3的副边绕组包括一个绕组，该绕组包括编号为A11、A12、A13三个绕组抽头，A11、A12、A13绕组抽头与整流电路4之间对应连接有第一切换开关B11、B12、B13，工作时第一切换开关B11、B12、B13其中一个导通，例如第一切换开关B11导通使得A11抽头与整流电路4的M1端连接，余下的第一切换开关B12、B13中的一个导通，且余下的第一切换开关B12、B13为互锁关系，保证第一切换开关B12、B13不能同时导通，例如仅仅第一切换开关B13导通，使得A13与整流电路4的N1端连接；当然，该绕组还可以包括A14、A15…A1n抽头，一共n个绕组抽头，对应连接有第一切换开关B14、B15…B1n，工作时当B11导通时A11抽头与整流电路4的M1端连接，余下的第一切换开关B12、B13、B14、B15…B1n中仅仅一个例如第一切换开关B15导通，使得A15绕组抽头与整流电路4的N1端连接；这样通过副边绕组不同抽头之间的绕组匝数，来调节原副边电压变比的调节，使电路前端的斩波电路2工作于占空比较大的状态下，可有效降低原边开关的电流应力、开关损耗以及导通损耗。上述第一切换开关B14、B15…B1n为半导体器件构成的电子开关、电磁继电器构成的机械开关、手动切换的纯机械式开关中的一种；其中，半导体器件构成的电子开关为由MOSFET构成的电子开关、IGBT构成的电子开关、晶闸管构成的电子开关、二极管构成的电子开关中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DC‑DC功率变换器，包括依次电连接的变换器输入端、斩波电路、动态可调变换装置、整流电路、滤波电路、变换器输出端，其特征在于，所述动态可调变换装置包括多抽头变压器，所述多抽头变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组或副边绕组包括至少三个电连接的绕组抽头；当副边绕组包括至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述整流电路之间连接有第一切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的一端连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的另一端连接；当所述原边绕组具有至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述斩波电路之间连接有第二切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路的一端连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路的另一端连接。

【技术特征摘要】
1.一种DC-DC功率变换器，包括依次电连接的变换器输入端、斩波电路、动态可调变换装置、整流电路、滤波电路、变换器输出端，其特征在于，所述动态可调变换装置包括多抽头变压器，所述多抽头变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组或副边绕组包括至少三个电连接的绕组抽头；当副边绕组包括至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述整流电路之间连接有第一切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的一端连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第一切换开关的导通与所述整流电路的另一端连接；当所述原边绕组具有至少三个绕组抽头时，每个绕组抽头与所述斩波电路之间连接有第二切换开关，工作时其中一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路的一端连接，余下的绕组抽头中的一个绕组抽头通过第二切换开关的导通与所述斩波电路的另一端连接。2.如权利要求1所述的DC-DC功率变换器，其特征在于，所述原边绕组或副边绕组包括一个绕组，所述绕组包括至少三个电连接的绕组抽头。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱添泉，雷彪，张强，
申请(专利权)人：深圳英飞源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44