一种转换电路、提升转换电路工作增益的方法及介质技术

本申请提供一种转换电路、提升转换电路工作增益的方法及介质，以提升转换电路工作增益。转换电路包括原边电路、第一副边电路、变压器和控制器；原边电路包括谐振腔和开关网络；变压器的副边与第一副边电路连接；第一副边电路，用于为变压器提供电能；变压器，用于将电能提供给原边电路；控制器用于在第一时长内，控制开关网络的第一输入端M1与第二输入端M2之间连通，以为谐振腔储存变压器提供的电能；在第二时长内，控制开关网络的第一输入端M1与第二输入端M2之间不连通，且第一输入端处M1的电平与第二输入端处M2的电平不同，以使开关网络将变压器提供的电能和谐振腔储存的电能传输至负载。至负载。至负载。

【技术实现步骤摘要】
一种转换电路、提升转换电路工作增益的方法及介质


[0001]本申请涉及电子
，尤其涉及一种转换电路、提升转换电路工作增益的方法及介质。

技术介绍

[0002]随着电动汽车技术的不断发展和普及，以及不同国家和地区的电网发展现状，用户对充放电电压的匹配提出更高要求。因此，对电动汽车的关键电气部件车载充电器(on
‑
board charger，OBC)的宽范围输入输出能力提出更高的要求。如图1中示出了一种OBC电路结构，包括原边电路、变压器、副边电路和控制器。原边电路连接外部电源的场景中，OBC正向工作。控制器控制原边电路将外部电能通过变压器传输到副边电路，对动力电池充电。在OBC正向工作时，控制器控制原边电路将电能输出到变压器时，同步控制副边电路进行整流。原边电路连接外部负载的场景中，OBC反向工作，控制器控制副边电路将动力电池提供的电能通过变压器传输到原边电路，对负载充电。在OBC反向工作时，控制器控制副边电路将电能输出到变压器时，同步控制原边电路进行整流。通常OBC中的原边电路或者副边电路采用电感电感电容(LLC)、电容电感电感电容(CLLC)谐振拓扑结构，该谐振拓扑结构使得OBC正向工作或者反向工作时，输出增益可调范围较小，并且增益范围较小。可见，现有方案中，OBC输入输出能力较差。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种转换电路、以及提升转换电路工作增益的方法，以提升转换电路工作的增益，提高转换电路的输入输出能力。
[0004]第一方面，本申请提供一种转换电路，包括原边电路、第一副边电路、变压器和控制器；所述变压器的副边与所述第一副边电路连接；所述原边电路包括谐振腔和第一开关网络，所述第一开关网络的输入侧通过所述谐振腔与所述变压器的原边连接；所述第一开关网络的输出侧与负载连接；所述第一开关网络的输入侧包括第一输入端M1和第二输入端M2；所述第一副边电路，用于在所述控制器的控制下为所述变压器提供电能；所述变压器，用于将所述电能提供给所述原边电路；所述控制器，用于在第一时长内，控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间连通，以使所述谐振腔储存所述变压器提供的电能；以及在第二时长内，控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间不连通，且控制所述第一输入端M1处的电平与所述第二输入端M2处的电平不同，以使所述第一开关网络将所述变压器提供的电能和所述谐振腔储存的电能传输至所述负载。
[0005]本申请实施例中，转换电路反向工作情形下，控制器可以在第一时长内控制原边电路的开关网络的开关状态，使变压器的原边对原边电路中的谐振腔充电。然后在第二时长内，控制原边电路的开关网络中的开关状态，使变压器的原边以及谐振腔一同对原边电路连接的负载充电。相比于，现有对原边电路同步整流过程中变压器的原边单独为负载充电时的电压，变压器原边和谐振腔一同为负载充电的电压更高，具有更高的增益，从而实现
提升转换电路反向工作的输出增益。
[0006]一种可能的设计中，所述第一开关网络包括并联的两个桥臂，每个所述桥臂包括串联的上桥臂开关和下桥臂开关，所述两个桥臂中第一桥臂上的上桥臂开关Q1与下桥臂开关Q2之间的连接点为所述第一输入端M1，第二桥臂上的上桥臂开关Q3与下桥臂开关Q4之间的连接点为所述第二输入端M2；所述控制器在控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间连通时，可以具体控制每个所述桥臂上的下桥臂开关处于导通状态；或者控制每个所述桥臂上的上桥臂开关处于导通状态；所述控制器在控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间不连通，且控制所述第一输入端M1处的电平与所述第二输入端M2处的电平不同时，可以具体控制所述第一桥臂上的上桥臂开关Q1和所述第二桥臂上的下桥臂开关Q4处于导通状态；或者控制所述第一桥臂上的下桥臂开关Q2和所述第二桥臂上的上桥臂开关Q3处于导通状态。
[0007]本申请实施例中，控制器可以通过控制第一开关网络中各桥臂的上桥臂开关均处于导通状态或者控制各桥臂的下桥臂开关均处于导通状态，使得第一输入端M1与第二输入端M2之间连通，由于第一输入端M1和第二输入端M2连通，则谐振腔被短路，此时变压器的原边对谐振腔充电，谐振腔储存电能。控制器也可以通过控制第一开关网络中一个桥臂的上桥臂开关以及另一个桥臂的下桥臂开关均处于导通状态，可使第一输入端M1和第二输入端M2不连通，并且两者电平不同，此时负载、第一开关网络、谐振腔和变压器的原边形成回路，变压器的原边和谐振腔一同对负载充电，实现提升转换电路为负载提供交流电能的输出增益。
[0008]一种可能的设计中，所述第一时长和所述第二时长均在前半控制周期或者后半控制周期中，所述第一时长的结束时刻在所述第二时长的启示时刻之前，所述控制器可以在所述第一时长内，控制每个所述桥臂上的下桥臂开关处于导通状态；以及在所述第二时长内，控制所述第一桥臂上的上桥臂开关Q1和所述第二桥臂上的下桥臂开关Q4处于导通状态；或者，所述控制器可以在所述第一时长内，控制每个所述桥臂上的上桥臂开关处于导通状态；以及在所述第二时长内，控制所述第一桥臂上的下桥臂开关Q2和所述第二桥臂上的上桥臂开关Q3处于导通状态。
[0009]本申请实施例中，在前半控制周期内及后半控制周期内，变压器的原边为谐振腔充电的电流方向，以及变压器的原边和谐振腔一同为负载充电时的电压方向可以相反。在一个控制周期中的前半控制周期和后半控制周期内均可以实现在一个控制周期中对负载充电，并实现提升转换电路为负载提供电能的输出增益。
[0010]一种可能的设计中，所述谐振腔可以至少包括谐振电容Cr和谐振电感Lr；所述谐振电容Cr与所述谐振电感Lr形成的支路连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边之间，或者所述支路连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边之间；或者，所述谐振电容Cr连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边的第一端a1之间，所述谐振电感Lr连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边的第二端a2之间；或者，所述谐振电感Lr连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边的第一端a1之间，所述谐振电容Cr连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边的第二端a2之间。本申请实施例中，谐振腔在原边电路中的位置较为灵活，场景适应性较高。
[0011]一种可能的设计中，转换电路还包括第二副边电路，所述第二副边电路的输入端
与所述变压器的副边连接，所述第二副边电路的输出端与低压负载连接；所述变压器，具体用于将所述电能中的一部分电能提供给所述原边电路，另一部分电能提供给所述第二副边电路；所述第二副边电路，用于在所述控制器的控制下将所述另一部分电能提供给所述低压负载。
[0012]本申请实施例中，转换电路可以为磁集成电路。转换电路反向工作时，第一副边电路可以通过变压器为原边电路和第二副边电路提供电能，可实现同时为低压电负载和外部电源供电。
[0013]一种可能的设计中，所述控制器与所述第一副边电路连接，还可以控制所述第一副边电路为所述变压器提供所述电能的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转换电路，其特征在于，包括原边电路、第一副边电路、变压器和控制器；所述变压器的副边与所述第一副边电路连接；所述原边电路包括谐振腔和第一开关网络，所述第一开关网络的输入侧通过所述谐振腔与所述变压器的原边连接；所述第一开关网络的输出侧与负载连接；所述第一开关网络的输入侧包括第一输入端M1和第二输入端M2；所述第一副边电路，用于在所述控制器的控制下为所述变压器提供电能；所述变压器，用于将所述电能提供给所述原边电路；所述控制器，用于在第一时长内，控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间连通，以使所述谐振腔储存所述变压器提供的电能；以及在第二时长内，控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间不连通，且控制所述第一输入端M1处的电平与所述第二输入端M2处的电平不同，以使所述第一开关网络将所述变压器提供的电能和所述谐振腔储存的电能传输至所述负载。2.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述第一开关网络包括并联的两个桥臂，每个所述桥臂包括串联的上桥臂开关和下桥臂开关，所述两个桥臂中第一桥臂上的上桥臂开关Q1与下桥臂开关Q2之间的连接点为所述第一输入端M1，第二桥臂上的上桥臂开关Q3与下桥臂开关Q4之间的连接点为所述第二输入端M2；所述控制器在控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间连通时，具体用于控制每个所述桥臂上的下桥臂开关处于导通状态；或者控制每个所述桥臂上的上桥臂开关处于导通状态；所述控制器在控制所述第一输入端M1与所述第二输入端M2之间不连通，且控制所述第一输入端M1处的电平与所述第二输入端M2处的电平不同时，具体用于控制所述第一桥臂上的上桥臂开关Q1和所述第二桥臂上的下桥臂开关Q4处于导通状态；或者控制所述第一桥臂上的下桥臂开关Q2和所述第二桥臂上的上桥臂开关Q3处于导通状态。3.如权利要求1或2所述的转换电路，其特征在于，还包括第二副边电路，所述第二副边电路的输入端与所述变压器的副边连接，所述第二副边电路的输出端与低压负载连接；所述变压器，具体用于将所述电能中的一部分电能提供给所述原边电路，另一部分电能提供给所述第二副边电路；所述第二副边电路，用于在所述控制器的控制下将所述另一部分电能提供给所述低压负载。4.如权利要求1至3任一所述的转换电路，其特征在于，所述控制器还用于：控制所述第一副边电路为所述变压器提供所述电能的工作频率与所述谐振腔的谐振频率相同。5.如权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述谐振腔包括谐振电容Cr和谐振电感Lr；所述谐振电容Cr与所述谐振电感Lr形成的支路连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边之间；或者所述支路连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边之间；或者所述谐振电容Cr连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边的第一端a1之间，所述谐振电感Lr连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边的第二端a2之间；或者所述谐振电感Lr连接在所述第一输入端M1与所述变压器的原边的第一端a1之间，所述
谐振电容Cr连接在所述第二输入端M2与所述变压器的原边的第二端a2之间。6.一种转换电路，其特征在于，包括原边电路、副边电路、变压器和控制器；所述原边电路包括谐振腔，所述谐振腔与所述变压器的原边连接，所述副边电路包括第二开关网络，所述第二开关网络的第一输入端P1与所述变压器的副边的第一端b1连接，所述第二开关网络的第二输入端P2与所述变压器的副边的第二端b2连接，所述原边电路与电源连接，所述电源用于为所述原边电路提供电能；所述控制器，用于在第一时长内，控制所述第一输入端P1与所述第二输入端P2之间连通，以使所述变压器处于短路状态时所述谐振腔储存所述电源输出的电能；以及在第二时长内，控制所述第一输入端P1与所述第二输入端P2之间不连通，且控制所述第一输入端P1处的电平与所述第二输入端P2处的电平不同，以使所述变压器将所述电源输出的电能以及所述谐振腔储存的电能提...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群友，王正仕，谭威，李小双，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：