DC-DC变换器及其工作方法以及充电机技术

本发明专利技术提供了一种DC

【技术实现步骤摘要】
DC
‑
DC变换器及其工作方法以及充电机


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体而言，涉及一种DC
‑
DC变换器及其工作方法以及充电机。

技术介绍

[0002]DC
‑
DC变换器是转变输入电压并有效输出固定电压的电压转换器，在汽车充电等领域有比较广泛的应用。
[0003]由于电感和电容等元件的限制，传统DC
‑
DC变换器的电压增益通常有限。现有技术中有通过设计单开关变换器拓扑来提供高电压增益的方案，但同样受到电感、功率半导体开关和寄生元件的限制，部分方案试图通过采用带升压变压器的变换器(反激变换器)来突破元件限制，这种变换器通过变压器匝数比的调整具有可控的自由度，但是考虑到变压器的尺寸，匝比越大变压器耦合就越差，影响变换器性能。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种DC
‑
DC变换器及其工作方法以及充电机，能够提高电压增益。
[0005]一方面，本专利技术提供一种DC
‑
DC变换器，所述DC
‑
DC变换器包括：第一滤波电容、第一变换电路和第二变换电路；所述第一变换电路为反激变换电路；所述第二变换电路为cuk变换电路；所述第一变换电路包括第一变压器、功率开关管以及与所述第一变换电路的输出端并联的第二滤波电容；所述第一变压器包括原边绕组；所述DC
‑
DC变换器的正极输入端与所述第一变压器原边绕组的第一端连接；所述第一变压器原边绕组的第二端与所述功率开关管的漏极连接；所述功率开关管的源极与所述DC
‑
DC变换器的负极输入端连接；所述第二变换电路复用所述功率开关管和第一变压器的励磁电感；所述第二变换电路还包括与所述第二变换电路的输出端并联的第三滤波电容；
[0006]所述第一滤波电容的两端分别连接所述第一变换电路的正极输入端和所述第二变换电路的负极输入端。
[0007]可选地，所述DC
‑
DC变换器还包括第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关；所述第一双刀单掷开关的第一路开关分别连接所述第一变换电路的负极输出端与所述第一变换电路的正极输出端；所述第一双刀单掷开关的第二路开关分别连接第一输出负载与第二输出负载；
[0008]所述第二双刀单掷开关的第一路开关分别连接所述第一变换电路的负极输出端与所述第一输出负载；所述第二双刀单掷开关的第二路开关分别连接所述第二变换电路的负极输出端与所述第二输出负载。
[0009]可选地，所述第一变换电路还包括第一整流器件；所述第一变压器还包括副边绕组；所述第一变压器副边绕组的第一端与所述第二滤波电容的第一端连接；所述第一变压器副边绕组的第二端与所述第一整流器件的第一端连接；所述第一整流器件的第二端与所
述第二滤波电容的第二端连接。
[0010]可选地，所述第二变换电路还包括第二变压器、第二电容和第一电感；所述第二变压器包括原边绕组和副边绕组；所述第一电容的第二端与所述第二变压器原边绕组的第一端连接；所述第二变压器原边绕组的第二端与所述功率开关管的源极连接；所述第一变压器原边绕组的第一端与所述第一变压器副边绕组的第二端互为同名端；所述第二变压器副边绕组的第一端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端与所述第一电感的第一端连接；所述第三滤波电容的第二端与所述第二变压器副边绕组的第二端连接；所述第一电容的第一端与所述功率开关管的漏极连接。
[0011]可选地，所述第二变换电路还包括第二整流器件；所述第二变压器原边绕组的第一端与所述第二变压器副边绕组的第一端互为同名端，所述第一电感的第二端与所述第二变压器副边绕组的第二端连接，所述第二整流器件的第一端与所述第一电感的第一端连接，所述第二整流器件的第二端与所述第三滤波电容的第一端连接。
[0012]可选地，所述第二变换电路还包括第二整流器件；所述第二变压器原边绕组的第一端与所述第二变压器副边绕组的第二端互为同名端，所述第二整流器件的第一端与所述第二变压器副边绕组的第二端连接，所述第一电感的第二端与第三滤波电容的第一端连接，所述第二整流器件的第二端与所述第一电感的第一端连接。
[0013]可选地，所述第一整流器件为二极管。
[0014]可选地，所述第二整流器件为二极管。
[0015]本专利技术所述的DC
‑
DC变换器，仅需要一个功率开关管可实现高电压增益，并且在功率开关管关断时可实现零电压关断，降低开关损耗，减小功率开关管和二极管的电压应力，成本低，效率高。
[0016]另一方面，本专利技术还提供一种DC
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DC变换器的工作方法，应用于如上述DC
‑
DC变换器，所述工作方法包括：
[0017]所述DC
‑
DC变换器在一个工作周期内的工作模态依次为：第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态：
[0018]在所述第一工作模态下，功率开关管保持导通；
[0019]在所述第二工作模态下，所述功率开关管截止；
[0020]在所述第三工作模态下，所述功率开关管保持截止。
[0021]所述DC
‑
DC变换器的工作方法与上述DC
‑
DC变换器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0022]另一方面，本专利技术还提供一种充电机，包括上述DC
‑
DC变换器。所述充电机与上述DC
‑
DC变换器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器的示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器处于第一工作模态的示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器处于第一工作模态的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器处于第一工作模态的示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器的第二种示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器的第三种示意图；
[0029]图7为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器的工作关键波形示意图；
[0030]图8为本专利技术实施例的DC
‑
DC变换器与传统均衡电路对比的电压增益与占空比关系图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0032]如图1所示，本专利技术实施例提供一种DC
‑
DC变换器，其包括：第一滤波电容CE1、第一变换电路和第二变换电路。第一变换电路为反激变换电路。
[0033]第一变换电路包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
‑
DC变换器，其特征在于，所述DC
‑
DC变换器包括：第一滤波电容、第一变换电路和第二变换电路；所述第一变换电路为反激变换电路；所述第二变换电路为cuk变换电路；所述第一变换电路包括第一变压器、功率开关管以及与所述第一变换电路的输出端并联的第二滤波电容；所述第一变压器包括原边绕组；所述DC
‑
DC变换器的正极输入端与所述第一变压器原边绕组的第一端连接；所述第一变压器原边绕组的第二端与所述功率开关管的漏极连接；所述功率开关管的源极与所述DC
‑
DC变换器的负极输入端连接；所述第二变换电路复用所述功率开关管和第一变压器的励磁电感；所述第二变换电路还包括与所述第二变换电路的输出端并联的第三滤波电容；所述第一滤波电容的两端分别连接所述第一变换电路的正极输入端和所述第二变换电路的负极输入端。2.根据权利要求1所述的DC
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DC变换器，其特征在于，还包括第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关；所述第一双刀单掷开关的第一路开关分别连接所述第一变换电路的负极输出端与所述第一变换电路的正极输出端；所述第一双刀单掷开关的第二路开关分别连接第一输出负载与第二输出负载；所述第二双刀单掷开关的第一路开关分别连接所述第一变换电路的负极输出端与所述第一输出负载；所述第二双刀单掷开关的第二路开关分别连接所述第二变换电路的负极输出端与所述第二输出负载。3.根据权利要求1所述的DC
‑
DC变换器，其特征在于，所述第一变换电路还包括第一整流器件；所述第一变压器还包括副边绕组；所述第一变压器副边绕组的第一端与所述第二滤波电容的第一端连接；所述第一变压器副边绕组的第二端与所述第一整流器件的第一端连接；所述第一整流器件的第二端与所述第二滤波电容的第二端连接。4.根据权利要求1所述的DC
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DC变换器，其特征在于，所述第二变换电路还包括第二变压器、第一电容、第二电容和第一电感；所述第二变压器包括原边绕组和副边绕组；所述第一电容的第二端与所述第二变压器原边绕组的第一端连接；所述第二变压器原边绕组的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，陈岱岱，李海威，张翼，姜钊，黄呈武，廖政伟，胡晓东，苏静燕，
申请(专利权)人：宁波均胜新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：