一种混合调制双输出DC-DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种混合调制双输出DC

【技术实现步骤摘要】
一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器


[0001]本技术涉及电力电子
，特别是一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器。

技术介绍

[0002]随着电动汽车技术、车载电源技术、通讯电源和电力电子系统等的发展，许多新型用电设备所需的供电要求越来越高，有时需要使用两路甚至多路低压直流电源对辅助系统、控制系统等进行供电。例如电动汽车上，在对动力电池进行充电的同时，往往还要对汽车的辅助系统和设备进行供电。最简单的方法是，对这些用电设备采用两套或者多套独立的供电电源进行供电，但这不但增大了系统成本与体积，也不利于整机供电系统的集成化。也有一些供电系统能够实现双路或者多路输出，但是这些输出并不相互独立，不仅不能实现对各路输出的高效控制，各路输出之间还存在交叉调整率的问题，即往往在调节主控一路的输出时，其它路的输出也会不可避免地受影响。
[0003]也有方案能够实现两路输出的独立控制，如CN108365760 A的专利申请，公开了一种混合调制隔离型双路输出DC
‑
DC变换器。该拓扑包括：一个输入电源；两个并联半桥LLC谐振电路，采用调频方式LLC变换器的输出电压；一个移相全桥电路，连接在并联半桥LLC谐振电路的两个桥臂之间，调节两个桥臂间的相位方式移相直流输出电压，副边为全波整流电路结构关断双路输入。该技术使用和调频和移相两种控制手段，能够实现两路输出的独立控制，并且两路输出电气隔离，不再存在两路输出中存在交叉调整率等问题。但是该解决方案存在如下不足：由于使用了两个谐振网络和两个高频变压器，故一共包含了四个磁性元件，而磁性元件的数量过多，往往会导致整个系统体积庞大，不利于提高功率密度；其次，当变换器工作于高降压比的应用场合时，如通信电源中的48V转1V系统，对该方案中的两路输出存在着变压器绕组匝数过多的问题，而变压器匝数的增加不仅仅会使得变压器损耗上升，还会进一步增大磁性元件体积；其次，在此类工作场合下，LLC谐振变换器往往工作于过谐振状态，会进一步降低谐振变换器所在支路输出的效率。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提出一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器。
[0005]实现本技术目的的技术方案如下：
[0006]一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器，包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管的漏极连接到电源，第四开关管的源极接地；第一飞跨电容跨接在第一开关管和第三开关管的源极，第二飞跨电容跨接在第二开关管和第四开关管的源极；第五开关管的漏极连接到第三开关管的漏极，第五开关管的源极连接到第六开关管的漏极，第六开关管的源极连接到第四开关管的源极；还包括第一输出支路和第二输出支路；所述第一输出支路包括滤波电感和输出电容；滤波电感的一端连接到第三开关管的源极，另一端连接到第一负载；输出电容并联到第一负载；所述第二输出支路包括依次连接的隔直电容、高频隔离变压器和整流及滤波电路；隔直电容的输入端连接到第三开关管
的源极，输出端连接到高频隔离变压器初极的一端，高频隔离变压器初极的另一端连接到第五开关管的源极。
[0007]另一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器，包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管的漏极连接到电源，第四开关管的源极接地；第一飞跨电容跨接在第一开关管和第三开关管的源极，第二飞跨电容跨接在第二开关管和第四开关管的源极；第五开关管的漏极连接到第一开关管的漏极，第五开关管的源极连接到第六开关管的漏极，第六开关管的源极连接到第二开关管的源极；还包括第一输出支路和第二输出支路；所述第一输出支路包括滤波电感和输出电容；滤波电感的一端连接到第三开关管的源极，另一端连接到第一负载；输出电容并联到第一负载；所述第二输出支路包括依次连接的隔直电容、高频隔离变压器和整流及滤波电路；隔直电容的输入端连接到第一开关管的源极，输出端连接到高频隔离变压器初极的一端，高频隔离变压器初极的另一端连接到第五开关管的源极。
[0008]与现有技术相比，本技术的有益效果是，变换器具备双路输出功能，磁性元件少，有利于提高功率密度；两路输出均适合工作在高降压比应用场合，具有转换效率高，不存在交叉调整率等特点。
附图说明
[0009]图1为第一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器拓扑结构图。
[0010]图2为第二种混合调制双输出DC
‑
DC变换器拓扑结构图。
[0011]图3为控制方法的实施例，以及实施例下的稳态工作波形图。
[0012]图4为第一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器在工作模态1下的等效电路图。
[0013]图5为第一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器在工作模态2下的等效电路图。
[0014]图6为第一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器在工作模态3下的等效电路图。
[0015]图7为第一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器在工作模态4下的等效电路图。
[0016]图中的主要符号名称：V
IN
：输入电源电压。S1、S2、S2、S3、S4、S5、S6：开关管。C1、C2：飞跨电容。L
01
：第一路输出滤波电感。C
01
：第一路输出滤波电容。R
L1
：第一路输出负载。V
01
：第一路输出电压。C
B
：隔直电容。L
r
：高频隔离变压器漏感。L
m
：高频隔离变压器励磁电感。TR：高频隔离变压器。D1、D2：第二路输出整流二极管。L
02
：第二路输出滤波电感。C
02
：第二路输出滤波电容。R
L2
：第二路输出负载。V
02
：第二路输出电压。V
A
：A点对地电压。V
AB
：A点和B点间电压。V
gs_S1
、V
gs_S2
、V
gs_S3
、V
gs_S4
、V
gs_S5
、V
gs_S6
：开关管驱动波形。i
Lr
：变压器漏感电流波形。i
L01
、i
L02
：输出滤波电感电流波形。I
01
：第一路平均输出电流。I
02
：第二路平均输出电流。D：开关管占空比。T
s
：开关管开关周期。Φ：开关管移相角度。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术进一步说明。
[0018]如图1、图2所示为两种混合调制双输出DC
‑
DC变换器，包括飞跨电容C1、三电平桥臂、飞跨电容C2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合调制双输出DC
‑
DC变换器，其特征在于，包括依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管的漏极连接到电源，第四开关管的源极接地；第一飞跨电容跨接在第一开关管和第三开关管的源极，第二飞跨电容跨接在第二开关管和第四开关管的源极；第五开关管的漏极连接到第三开关管的漏极，第五开关管的源极连接到第六开关管的漏极，第六开关管的源极连接到第四开关管的源极；还包括第一输出支路和第二输出支路；所述第一输出支路包括滤波电感和输出电容；滤波电感的一端连接到第三开关管的源极，另一端连接到第一负载；输出电容并联到第一负载；所述第二输出支路包括依次连接的隔直电容、高频隔离变压器和整流及滤波电路；隔直电容的输入端连接到第三开关管的源极，输出端连接到高频隔离变压器初极的一端，高频隔离变压器初极的另一端连接到第五开关管的源极。2.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正，
申请(专利权)人：深圳万正芯源有限公司，
类型：新型
国别省市：