直流变换器及电子设备制造技术

本申请提供了一种直流变换器及电子设备，通过滤波模块中的开关模块为电感提供续流通路，大大减小了第一变换模块中开关管的电压应力，避免开关管因电压应力过大导致损坏的问题，进而提高了整个直流变换器的可靠性。同时，实现了高压电池所在的高压系统中的电容的快速预充电。直流变换器可以包括依次连接的滤波模块、第一变换模块、变压模块和第二变换模块，滤波模块包括串联的电感和开关模块。滤波模块包括串联的电感和开关模块。滤波模块包括串联的电感和开关模块。

【技术实现步骤摘要】
直流变换器及电子设备


[0001]本申请涉及能源
，并且更具体地，涉及能源
中的一种直流变换器及电子设备。

技术介绍

[0002]随着科技的飞速发展，节能和环保成为汽车技术的主要发展方向，因此新能源汽车得到了广泛的应用。由于新能源汽车上安装的电机控制器、气泵控制器、油泵控制器和直流变换器等需要通过高压电池供电，所以需要通过预充电电路为高压电池所在的高压系统中的电容进行预充电。
[0003]相关技术采用高压接触器和电阻串联构成的预充电电路实现电容的预充电。该技术方案需要给高压系统设置高压接触器和电阻，成本高，且影响高压系统的可靠性。
[0004]因此，需要一种成本低，且能够提高高压系统可靠性的技术方案。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种直流变换器及电子设备，降低了高压系统的成本，提高了高压系统的可靠性，减小了直流变换器中开关管的电压应力，且实现了高压系统中的电容的快速预充电。
[0006]第一方面，本申请提供了一种直流变流器，可以包括滤波模块、第一变换模块、变压模块和第二变换模块。
[0007]其中，滤波模块可以包括电感和开关模块，电感可以与开关模块并联。
[0008]可选地，直流变流器可以包括第一直流端、第二直流端、第三直流端和第四直流端。滤波模块的第一端可以连接第一直流端，滤波模块的第二端可以连接变压模块的第一端，第一变换模块的可以第一端连接第二直流端，第一变换模块的第二端可以连接变压模块的第一端，变压模块的第二端可以连接第二变换模块的第一端，第二变换模块的第二端可以连接第三直流端和第四直流端。
[0009]根据上述连接关系，可以得到：
[0010]滤波模块可以用于：通过电感和开关模块将第一直流端和第二直流端之间的第一直流电传输给第一变换模块。
[0011]第一变换模块可以用于：将第一直流电变换(即逆变)为第一交流电并传输给变压模块。
[0012]变压模块可以用于：将第一交流电的电压值进行调整，并将调整后的第一交流电传输给第二变换模块。
[0013]第二变换模块可以用于：将调整后的第一交流电变换(即整流)为第二直流电并传输给第三直流端和第四直流端。
[0014]可以理解的，在直流变换器将第一直流电变换为第二直流电的过程中，当开关模块导通时，直接通过开关模块(不经过电感)将第一直流电传输给第一变换模块，当开关模
块关断时，可以通过电感将第一直流电传输给第一变换模块，电感可以起到升压作用。
[0015]还可以理解的，变压模块可以将第一交流电的电压值升高(即变压模块起到了升压作用)，于是调整后的第一交流电的电压值则高于第一变换模块传输的第一交流电。类似地，变压模块可以将第一交流电的电压值降低(即变压模块起到了降压作用)，于是调整后的第一交流电的电压值则低于第一变换模块传输的第一交流电。同时，变压模块还可以起到隔离作用。
[0016]本申请提供的直流变换器逆向工作时，开关模块可以在第一变换模块中的开关管的占空比小于0.5时导通，为电感提供续流通路，大大减小了第一变换模块中开关管的电压应力，避免开关管因电压应力过大导致损坏的问题，进而提高了整个直流变换器的可靠性。同时，开关模块可以在第一变换模块中的开关管的占空比大于0.5时关断，实现了高压系统中的电容的快速预充电。
[0017]另外，本申请提供的直流变换器避免使用高压接触器和电阻(功率较大，起到限流作用)，降低了直流变换器的成本，且提高了直流变换器的可靠性。
[0018]在一种可能的实现方式中，第一直流端和第二直流端可以构成直流变换器的输入端，第三直流端和第四直流端可以构成直流变换器的输出端。
[0019]在另一种可能的实现方式中，第三直流端和第四直流端可以构成直流变换器的输入端，第一直流端和第二直流端可以构成直流变换器的输出端。
[0020]可以理解的，直流变换器为双向变换器。也就是说，直流变换器将第一直流电变换为第二直流电的过程为直流变换器的逆向工作过程，直流变换器将第二直流电变换为第一直流电的过程为直流变换器的正向工作过程。
[0021]于是，可以想到的是，当直流变换器正向工作时：
[0022]第二变换模块还可以用于：将第二直流电变换(即逆变)为交流电并传输给变压模块。
[0023]变压模块还可以用于：将第二变换模块传输的交流电的电压值进行调整，并将调整后的交流电传输给第一变换模块。
[0024]可以理解的，变压模块可以将第二变换模块传输的交流电的电压值升高(即变压模块起到了升压作用)，于是调整后的交流电的电压值则高于第二变换模块传输的交流电。类似地，变压模块可以将第二变换模块传输的交流电的电压值降低(即变压模块起到了降压作用)，于是调整后的交流电的电压值则低于第二变换模块传输的交流电。同时，变压模块还可以起到隔离作用。
[0025]第一变换模块可以用于：将变压模块传输的调整后的交流电变换为直流电并传输给滤波模块。
[0026]可以理解的，第一变换模块起到了整流的作用。
[0027]滤波模块还可以用于：根据电感与开关模块对第一变换模块传输的直流电进行滤波，并将滤波后的直流电通过第一直流端和第二直流端输出。
[0028]可以理解的，当直流变换器正向工作时，开关模块处于关断状态，所以滤波模块可以通过电感(还可以结合滤波模块中的第一电容，可参考下文介绍)对第一变换模块传输的直流电进行滤波。
[0029]在一种可能的实现方式中，开关模块可以包括第一开关管和第二开关管。第一开
关管的第一极可以连接电感的第一端，第一开关管的第二极可以连接第二开关管的第二极，第二开关管的第一极可以连接电感的第二端。
[0030]可选地，第一开关管可以包括第一绝缘栅型场效应管，第二开关管可以包括第二绝缘栅型场效应管。那么，第一绝缘栅型场效应管的漏极可以连接电感的第一端，第一绝缘栅型场效应管的源极可以连接第二绝缘栅型场效应管的源极，第二绝缘栅型场效应管的漏极可以连接电感的第二端。
[0031]在另一种可能的实现方式中，开关模块可以包括一个绝缘栅双极型晶体管。绝缘栅双极型晶体管的集电极可以连接电感的第一端，绝缘栅双极型晶体管的发射极可以连接电感的第二端。
[0032]在再一种可能的实现方式中，开关模块可以包括一个继电器。继电器的一端可以连接电感的第一端，继电器的另一端可以连接电感的第二端。
[0033]需要说明的是，开关模块还可以采用其他形式，只要是可控的功率器件，且能够为电感提供续流通路即可，本申请对此不做限定。
[0034]在一种可能的实现方式中，滤波模块还可以包括第一电容。第一电容的正极端可以连接电感的第一端，第一电容的负极端可以连接第二直流端和第一变换模块的第一端。
[0035]在一示例中，变压模块可以包括第一变压器。第一变压器可以包括第一绕组、第二绕组、第三绕组和磁芯。第一绕组与第二绕组之间可以通过磁芯磁耦合，第一绕组与第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流变换器，其特征在于，包括滤波模块、第一变换模块、变压模块和第二变换模块；所述滤波模块包括电感和开关模块，所述电感与所述开关模块并联；所述滤波模块的第一端连接所述直流变换器的第一直流端，所述滤波模块的第二端连接所述变压模块的第一端，所述第一变换模块的第一端连接所述直流变换器的第二直流端，所述第一变换模块的第二端连接所述变压模块的第一端，所述变压模块的第二端连接所述第二变换模块的第一端，所述第二变换模块的第二端连接所述直流变换器的第三直流端和第四直流端；所述滤波模块用于：通过所述电感和所述开关模块将所述第一直流端和所述第二直流端之间的第一直流电传输给所述第一变换模块；所述第一变换模块用于：将所述第一直流电变换为第一交流电并传输给所述变压模块；所述变压模块用于：将所述第一交流电的电压值进行调整，并将调整后的第一交流电传输给所述第二变换模块；所述第二变换模块用于：将所述调整后的第一交流电变换为第二直流电并传输给所述第三直流端和第四直流端。2.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述开关模块包括第一开关管和第二开关管；所述第一开关管的第一极连接所述电感的第一端，所述第一开关管的第二极连接所述第二开关管的第二极，所述第二开关管的第一极连接所述电感的第二端。3.根据权利要求2所述的直流变换器，其特征在于，所述第一开关管包括第一绝缘栅型场效应管，所述第二开关管包括第二绝缘栅型场效应管；所述第一绝缘栅型场效应管的漏极连接所述电感的第一端，所述第一绝缘栅型场效应管的源极连接所述第二绝缘栅型场效应管的源极，所述第二绝缘栅型场效应管的漏极连接所述电感的第二端。4.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述开关模块包括绝缘栅双极型晶体管；所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述电感的第一端，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接所述电感的第二端。5.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述开关模块包括一个继电器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的直流变换器，其特征在于，所述滤波模块还包括第一电容；所述第一电容的正极端连接所述电感的第一端，所述第一电容的负极端连接所述第二直流端和所述第一变换模块的第一端。7.根据权利要求1至6中任一项所述的直流变换器，其特征在于，所述变换模块包括第一变压器；所述第一变压器包括第一绕组、第二绕组、第三绕组和磁芯，所述第一绕组与所述第二绕组之间通过所述磁芯磁耦合，所述第一绕组与所述第三绕组之间通过所述磁芯磁耦合；所述第一绕组的第一端和第二端分别连接所述第二变换模块的第一端，所述第二绕组
的第一端连接所述第一变换模块的第二端，所述第二绕组的第二端连接所述电感的第二端和所述第三绕组的第一端，所述第三绕组的第二端连接所述第一变换模块的第二端。8.根据权利要求7所述的直流变换器，其特征在于，所述第一绕组的第一端、所述第二绕组的第一端和所述第三绕组的第一端互为同名端。9.根据权利要求7或8所述的直流变换器，其特征在于，所述第一变换模块包括第三开关管和第四开关管；所述第三开关管的第一极连接所述第三绕组的第二端，所述第四开关管的第一极连接所述第二绕组的第一端，所述第三开关管的第二极和所述第四开关管的第二极分别与所述第二直流端连接。10.根据权利要求9所述的直流变换器，其特征在于，所述第三开关管包括第三绝缘栅型场效应管，所述第四开关管包括第四绝缘栅型场效应管；所述第三绝缘栅型场效应管的漏极连接所述第三绕组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韧，梁涛，黎平，宁卓，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：