【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体地，涉及一种宽范围功率变换器及其控制方法。
技术介绍
1、传统的车载充电机的电路框架如图1所示。需要两个独立的隔离dc-dc变换器分别给高压电池hv_bat和低压电池lv_bat充电。由于高压电池hv_bat充电范围宽，因此隔离dc-dc变换器需要调节的范围也宽，从而导致整个充电机的效率较低。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种宽范围功率变换器及其控制方法，通过在功率变换器副边的高压侧加入电压调节电路，且该电压调节电路能够实现正负输出，进一步提高功率变换器的效率；并且，整个系统可以实现全模块化设计，极大地简化了设计难度。此外，本专利技术通过调整pfc母线电压，保证在整个充电过程中不存在由于电压不匹配导致的环流问题。
2、根据本专利技术的第一方面，提出了一种宽范围调压变换器，包括：
3、变压器，包括至少一个原边绕组和多个副边绕组；
4、原边电路，被配置为与变压器的原边绕组相连，并对所述宽范围调压变换器的输入电压进行功率变换；
5、第一副边整流电路，被配置为与所述变压器的第一副边绕组相连，并对所述第一副边绕组的电压进行整流；
6、至少一个第二副边整流电路，被配置为分别与所述变压器的至少一个第二副边绕组相连，并对相应的第二副边绕组的电压进行整流；以及
7、电压调节电路，被配置为与所述至少一个第二副边整流电路相连，以对整流后的电压进行调节，使得所述电压调节电路的输出电压
8、所述电压调节电路的输出端与所述第一副边整流电路的输出端串联连接作为所述宽范围调压变压器的第一输出端。
9、具体地，所述电压调节电路包括：
10、第一dc-dc变换器；以及
11、幅值变换单元，与所述第一dc-dc变换器的输出端相连，以将所述第一dc-dc变换器的输出电压正向或反向输出。
12、具体地，所述第一dc-dc变换器包括电感以及至少一个开关单元，其中所述开关单元为半桥单元或全桥单元，且每个开关单元与一个第二副边整流电路相对应。
13、具体地，当第一dc-dc变换器包括包括多个开关单元时，多个开关单元相级联，多个开关单元共用一个电感。
14、具体地，所述幅值变换单元包括全桥单元，所述全桥单元的输入端接收所述第一dc-dc变换器的输出电压，所述全桥单元的两个桥臂中点之间的电压为所述电压调节电路的输出电压。
15、具体地，宽范围调压变换器还包括：
16、至少一个第三副边整流电路，其中每个第三副边整流电路与一第二dc-dc变换器相连，当所述宽范围调压变换器包括多个第三副边整流电路时，所述多个第二dc-dc变换器的输出端并联以作为所述宽范围调压变换器的第二输出端。
17、具体地，所述第一副边整流电路、第二副边整流电路与所述第三副边整流电路为全桥整流电路，且所述第一副边整流电路的输入电压高于所述第二和第三副边整流电路的输入电压。
18、具体地，所述第二副边整流电路和所述第三副边整流电路被配置为相同的整流模块。
19、具体地，所述第二副边整流电路中的开关管和所述第一dc-dc变换器的至少部分开关管被封装至同一模块中。
20、具体地，所述第一副边整流电路的输出电压在所述输入电压恒定时保持预定值不变，所述预定值由所述输入电压和所述第一副边绕组和所述原边绕组匝比决定。
21、具体地，所述宽范围调压变换器的第一输出端与第一电池连接，所述宽范围调压变换器的第二输出端与第二电池连接，其中所述第一电池的电压高于所述第二电池的电压。
22、根据本专利技术的第二方面，提出了一种用于控制所述宽范围调压变换器的控制方法，包括：
23、当所述宽范围调压变换器的第一输出端连接的第一电池的电压在充电过程中上升至接近第一阈值时开始进入换向期间，其中所述第一阈值为稳态下所述第一副边整流电路的平均输出电压；
24、调节所述宽范围调压变换器的输入电压以及电压调节电路的输出电压，以使得在所述换向期间内所述电压调节电路的输出电压和所述第一副边整流电路的输出电压之和与所述第一电池的电压相匹配；以及
25、控制所述电压调节电路在其输出电压为零期间进行换向。
26、具体地，所述控制方法包括：
27、在进入所述换向期间时，升高所述宽范围调压变换器的输入电压以给所述第一电池充电；
28、当所述第一电池的电压上升至第二阈值时，停止向所述宽范围调压变换器提供能量输入，并控制所述电压调节电路的输出电压为零以进行换向；以及
29、在所述电压调节电路完成换向后，调节所述电压调节电路的输出电压以使得所述第一副边整流电路的输出电压回到所述第一阈值。
30、具体地，所述控制方法还包括：
31、在进入所述换向期间时，升高所述宽范围调压变换器的输入电压以使得所述第一副边整流电路的输出电压由第一阈值升高至第三阈值；
32、保持所述宽范围调压变换器的输入电压不变，以使得所述第一副边整流电路的输出电压为第三阈值不变，直至所述第一电池被充电至第二阈值。
33、具体地，当停止向所述宽范围调压变换器提供能量输入时，在所述电压调节电路的输出电压被逐渐调节至零的过程中，所述第一副边整流电路的输出电压由所述第三阈值逐渐减小，以使得所述电压调节电路的输出电压与所述第一副边整流电路的输出电压之和与所述第一电池的电压相匹配。
34、具体地，所述第三阈值大于所述第一副边整流电路的输出电压的纹波值的1/2与所述第二阈值之和，以使得所述电压调节电路在换向前输出为第一dc-dc变换器输出电压的反向电压。
35、具体地，控制所述电压调节电路的输出电压为零以进行换向包括：
36、控制所述电压调节电路的输出电压为零，并切换所述电压调节电路中幅值变换单元的功率管的开关状态，以使得所述电压调节电路的输出电压由所述第一dc-dc变换器输出电压的反向电压转变为其输出电压的正向电压。
37、具体地，所述控制方法还包括：
38、在所述电压调节电路完成换向后，调节所述电压调节电路中第一dcdc变换器的占空比来升高所述电压调节电路的输出电压，直至所述第一副边整流电路的输出电压由所述第二阈值下降至所述第一阈值；以及
39、在所述第一副边整流电路的输出电压达到所述第一阈值后恢复给所述宽范围调压变换器提供能量输入。
40、具体地，所述第二阈值大于所述第一副边整流电路的输出电压的纹波值的1/2与所述第一阈值之和，从而使得换向后所述电压调节电路的输出电压为所述第一dc-dc变换器的输出电压的正向输出。
41、综上所述，本专利技术通过在功率变换器副边的高压侧加入电压调节电路，使其输出端与不调压的整流电路串联连接，从而只有一部分功率经过了调压，提高了功率变换器的效率；此本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽范围调压变换器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述电压调节电路包括：
3.根据权利要求2所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一DC-DC变换器包括电感以及至少一个开关单元，其中所述开关单元为半桥单元或全桥单元，且每个开关单元与一个第二副边整流电路相对应。
4.根据权利要求3所述的宽范围调压变换器，其特征在于，当第一DC-DC变换器包括包括多个开关单元时，多个开关单元相级联，多个开关单元共用一个电感。
5.根据权利要求2所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述幅值变换单元包括全桥单元，所述全桥单元的输入端接收所述第一DC-DC变换器的输出电压，所述全桥单元的两个桥臂中点之间的电压为所述电压调节电路的输出电压。
6.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一副边整流电路、第二副边整流电路与所述第三副边整流电路为全桥整流电路，且所述第一副边整流电路的输入电压高于所述第二和第三副
8.根据权利要求7所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第二副边整流电路和所述第三副边整流电路被配置为相同的整流模块。
9.根据权利要求7所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第二副边整流电路中的开关管和所述第一DC-DC变换器的至少部分开关管被封装至同一模块中。
10.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一副边整流电路的输出电压在所述输入电压恒定时保持预定值不变，所述预定值由所述输入电压和所述第一副边绕组和所述原边绕组匝比决定。
11.根据权利要求6所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述宽范围调压变换器的第一输出端与第一电池连接，所述宽范围调压变换器的第二输出端与第二电池连接，其中所述第一电池的电压高于所述第二电池的电压。
12.一种用于控制权利要求1-11所述的宽范围调压变换器的控制方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，包括：
15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，当停止向所述宽范围调压变换器提供能量输入时，在所述电压调节电路的输出电压被逐渐调节至零的过程中，所述第一副边整流电路的输出电压由所述第三阈值逐渐减小，以使得所述电压调节电路的输出电压与所述第一副边整流电路的输出电压之和与所述第一电池的电压相匹配。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述第三阈值大于所述第一副边整流电路的输出电压的纹波值的1/2与所述第二阈值之和，以使得所述电压调节电路在换向前输出为第一DC-DC变换器输出电压的反向电压。
17.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，控制所述电压调节电路的输出电压为零以进行换向包括：
18.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括：
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述第二阈值大于所述第一副边整流电路的输出电压的纹波值的1/2与所述第一阈值之和，从而使得换向后所述电压调节电路的输出电压为所述第一DC-DC变换器的输出电压的正向输出。
...【技术特征摘要】
1.一种宽范围调压变换器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述电压调节电路包括：
3.根据权利要求2所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一dc-dc变换器包括电感以及至少一个开关单元，其中所述开关单元为半桥单元或全桥单元，且每个开关单元与一个第二副边整流电路相对应。
4.根据权利要求3所述的宽范围调压变换器，其特征在于，当第一dc-dc变换器包括包括多个开关单元时，多个开关单元相级联，多个开关单元共用一个电感。
5.根据权利要求2所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述幅值变换单元包括全桥单元，所述全桥单元的输入端接收所述第一dc-dc变换器的输出电压，所述全桥单元的两个桥臂中点之间的电压为所述电压调节电路的输出电压。
6.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一副边整流电路、第二副边整流电路与所述第三副边整流电路为全桥整流电路，且所述第一副边整流电路的输入电压高于所述第二和第三副边整流电路的输入电压。
8.根据权利要求7所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第二副边整流电路和所述第三副边整流电路被配置为相同的整流模块。
9.根据权利要求7所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第二副边整流电路中的开关管和所述第一dc-dc变换器的至少部分开关管被封装至同一模块中。
10.根据权利要求1所述的宽范围调压变换器，其特征在于，所述第一副边整流电路的输出电压在所述输入电压恒定时保持预定值不变，所述预定值由...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐雨，范高，赵韫玉，陈威，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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