DC-DC转换器及电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种DC

【技术实现步骤摘要】
DC
‑
DC转换器及电源装置
[0001]相关申请
[0002]本专利技术要求于2021年6月15号申请的、申请号为202110663929.2的中国申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。


[0003]本专利技术涉及电源
，特别涉及一种DC
‑
DC转换器及电源装置。

技术介绍

[0004]传统移相全桥架构通过改变占空比调节输出电压，参照图7和图8，图7为移相全桥架构DC
‑
DC转换器电路结构示意图，图8为移相全桥架构DC
‑
DC转换器时序图。以下分析基于电感L1最小电流大于零的情况。t0：续流结束，Q
22
关断，变压器漏感开始进入谐振状态，充电V2点电压。t1：V2点电压到达最高点之后Q
21
软开通，Q
21
和Q
12
共同工作，变压器副边经整流后对外输出能量。t2：Q
12
关断。变压器原边电流充电V1。t3：V1点电压到达最高点之后Q
11
软开通。变压器输出电压为0。变压器Tx，Q
11
和Q
21
进入续流状态。此状态下能量在晶体管和变压器线圈上浪费了。t4：续流结束，Q
21
关断，变压器漏感开始进入谐振状态，放电V2点电压。t5：V2点电压到达最低点之后Q
22
软开通，Q
22
和Q
11
共同工作，变压器副边经整流后对外输出能量。t6：Q
11
关断。变压器原边电流放电V1点电压。t7：V1点电压到达最低点之后Q
12
软开通。变压器输出电压为0。变压器Tx，Q
12
和Q
22
进入续流状态。此状态下能量在晶体管和变压器线圈上浪费了。为了应对负载瞬间变化，不能满占空比工作，因而引入了续流损耗。
[0005]申请内容
[0006]本专利技术的主要目的是提出一种DC
‑
DC转换器及电源装置，旨在减小桥臂电路和变压器的阻性损耗，特别是续流损耗。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提出一种DC
‑
DC转换器，所述DC
‑
DC转换器包括：
[0008]电源输入端，设置为接入直流电源；
[0009]电源输出端，设置为输出供电电源；
[0010]M个桥臂电路，M个所述桥臂电路的输入端与电源输入端连接；
[0011]变压器组件，所述变压器组件包括M
‑
1个变压器，所述M
‑
1个变压器中设置有至少2种不同匝数比的变压器；每一所述变压器包括两个原边线圈连接端，第N个所述变压器的一个所述原边线圈连接端与第N个所述桥臂电路的桥臂中心点连接；第N个所述变压器的另一个所述原边线圈连接端与第N+1个所述桥臂电路的桥臂中心点连接；其中，1≤N≤M
‑
1；
[0012]整流滤波电路，所述整流滤波电路的输入端与变压器组件的副边线圈连接端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述电源输出端连接；
[0013]其中，M个所述桥臂电路与所述变压器组件设置为将接入的所述直流电源在所述变压器组件的副边线圈转换为需要的电压，经所述整流滤波电路整流和滤波后输出至所述电源输出端；其中，M≥3。
[0014]在一实施方式中，通过改变两个相邻变压器共接桥臂电路的开关的状态，以同时
改变所述两个相邻变压器的状态。
[0015]在一实施方式中，M
‑
1个所述变压器中一个至少有一端悬浮的变压器切换工作时，原边线圈连接端连接的两个桥臂中心点中磁化电流流出的桥臂电路开通下管，桥臂中心点中磁化电流流入的桥臂电路开通上管，以使得桥臂电路开关损耗最小。
[0016]在一实施方式中，M
‑
1个所述变压器中一个至少有一端悬浮的变压器切换工作时，原边线圈连接端连接的两个桥臂中心点中磁化电流流出的桥臂电路开通下管，桥臂中心点中磁化电流流入的桥臂电路开通上管，以使得桥臂电路开关损耗最小；另外一个已经接通所述直流电源工作的变压器保持桥臂开关状态不变继续工作，以使得上述两个变压器同时接通所述直流电源工作。
[0017]在一实施方式中，所述DC
‑
DC转换器具有交替移相全桥工作模式，在所述交替移相全桥工作模式下，M
‑
1个所述变压器原边依次以所述直流电源电压和零电压工作一个或者多个控制周期；或
[0018]在一个控制周期内，其中一个所述变压器先通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，后通过对应的桥臂将所述变压器的两端短路工作，所述变压器以此方式工作一个或者多个控制周期，M
‑
1个所述变压器依次循环工作。
[0019]在一实施方式中，所述DC
‑
DC转换器具有双模工作模式，在双模工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作后，第M
‑
1个变压器以零电压续流；或
[0020]在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作；或
[0021]在一个控制周期内所述M
‑
1个变压器从任一变压器开始一个循环，依次通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，循环之后最后一个变压器通过对应的桥臂将所述最后一个变压器的两端短路续流；或
[0022]在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。
[0023]在一实施方式中，所述DC
‑
DC转换器具有半整合工作模式，在所述半整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作后，M
‑
1个变压器同时工作；或
[0024]在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作；或
[0025]在所述半整合工作模式下，在一个控制周期内所述M
‑
1个变压器从任一变压器开始一个循环，依次通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，循环之后所述M
‑
1个变压器同时串联工作；或
[0026]在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。
[0027]在一实施方式中，所述DC
‑
DC转换器具有全整合工作模式，在所述全整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作；或
[0028]在所述全整合工作模式下，根据输入电压和各个变压器占空比的变化，调整控制周期，使得所述M
‑
1个变压器中任意一个变压器的最大磁通都不超过磁性材料的最大允许值；或
[0029]在切换成最后一个变压器工作时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器包括：电源输入端，设置为接入直流电源；电源输出端，设置为输出供电电源；M个桥臂电路，M个所述桥臂电路的输入端与电源输入端连接；变压器组件，所述变压器组件包括M
‑
1个变压器，所述M
‑
1个变压器中设置有至少2种不同匝数比的变压器，每一所述变压器包括两个原边线圈连接端，第N个所述变压器的一个所述原边线圈连接端与第N个所述桥臂电路的桥臂中心点连接；第N个所述变压器的另一个所述原边线圈连接端与第N+1个所述桥臂电路的桥臂中心点连接；其中，1≤N≤M
‑
1；整流滤波电路，所述整流滤波电路的输入端与变压器组件的副边线圈连接端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述电源输出端连接；其中，M个所述桥臂电路与所述变压器组件设置为将接入的所述直流电源在所述变压器组件的副边线圈转换为需要的电压，经所述整流滤波电路整流和滤波后输出至所述电源输出端；其中，M≥3。2.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，通过改变两个相邻变压器共接桥臂电路的开关的状态，以同时改变所述两个相邻变压器的状态。3.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，M
‑
1个所述变压器中一个至少有一端悬浮的变压器切换工作时，原边线圈连接端连接的两个桥臂中心点中磁化电流流出的桥臂电路开通下管，桥臂中心点中磁化电流流入的桥臂电路开通上管，以使得桥臂电路开关损耗最小。4.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，M
‑
1个所述变压器中一个至少有一端悬浮的变压器切换工作时，原边线圈连接端连接的两个桥臂中心点中磁化电流流出的桥臂电路开通下管，桥臂中心点中磁化电流流入的桥臂电路开通上管，以使得桥臂电路开关损耗最小；另外一个已经接通所述直流电源工作的变压器保持桥臂开关状态不变继续工作，以使得上述两个变压器同时接通所述直流电源工作。5.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有交替移相全桥工作模式，在所述交替移相全桥工作模式下，M
‑
1个所述变压器原边依次以所述直流电源电压和零电压工作一个或者多个控制周期。6.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有交替移相全桥工作模式，在所述交替移相全桥工作模式下，在一个控制周期内，其中一个所述变压器先通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，后通过对应的桥臂将所述变压器的两端短路工作，所述变压器以此方式工作一个或者多个控制周期，M
‑
1个所述变压器依次循环工作。7.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有双模工作模式，在所述双模工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作后，第M
‑
1个变压器以零电压续流。8.如权利要求7所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述双模工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。
9.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有双模工作模式，在所述双模工作模式下，在一个控制周期内所述M
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1个变压器从任一变压器开始一个循环，依次通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，循环之后最后一个变压器通过对应的桥臂将所述最后一个变压器的两端短路续流。10.如权利要求9所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述双模工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。11.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有半整合工作模式，在所述半整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作后，M
‑
1个变压器同时工作。12.如权利要求11所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述半整合工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。13.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有半整合工作模式，在所述半整合工作模式下，在一个控制周期内所述M
‑
1个变压器从任一变压器开始一个循环，依次通过对应的桥臂接通所述直流电源工作，循环之后所述M
‑
1个变压器同时串联工作。14.如权利要求13所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述半整合工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。15.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有全整合工作模式，在所述全整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
‑
1个所述变压器依次以所述直流电源电压工作。16.如权利要求15所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述全整合工作模式下，根据输入电压和各个变压器占空比的变化，调整控制周期，使得所述M
‑
1个变压器中任意一个变压器的最大磁通都不超过磁性材料的最大允许值。17.如权利要求15所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述全整合工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。18.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有全整合工作模式，在所述全整合工作模式下，在一个控制周期内所述M
‑
1个变压器从任一变压器开始一个循环，依次通过对应的桥臂接通所述直流电源工作。19.如权利要求18所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述全整合工作模式下，根据输入电压和各个变压器占空比的变化，调整控制周期，使得所述M
‑
1个变压器中任意一个变压器的最大磁通都不超过磁性材料的最大允许值。20.如权利要求18所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，在所述全整合工作模式下，在切换成最后一个变压器工作时，最后两个变压器同时接通所述直流电源工作。21.如权利要求1所述的DC
‑
DC转换器，其特征在于，所述DC
‑
DC转换器具有交替移相全
桥工作模式、双模工作模式、半整合工作模式及全整合工作模式；在交替移相全桥工作模式下，M
‑
1个所述变压器原边依次以所述直流电源电压和零电压工作一个或者多个控制周期；在双模工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
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1个所述变压器原边依次以所述直流电源电压工作后，第M
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1个变压器以零电压续流；在半整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M
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1个所述变压器原边依次以所述直流电源电压工作后，M
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1个变压器同时工作；在全整合工作模式下，在一个控制周期内第1个至第M<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴臻员，
申请(专利权)人：深圳市新思电能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：