CN109818503A - 直流-直流变换器及直流-直流变换器控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流‑直流变换器及直流‑直流变换器控制方法，其中，该直流‑直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元。采用上述技术方案，解决了相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题，提高了开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力。

Description

直流-直流变换器及直流-直流变换器控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种直流-直流变换器及直流-直流变换器控制方法。

背景技术

随着现代电力电子技术和功率开关器件技术的发展，开关电源的应用越来越广泛，使用场景越来越多样化，某些使用场景需要开关电源具有很宽的输出电压范围，如何增加开关电源的输出电压范围则成为了必须面对和解决的问题。

目前的开关电源功率电路拓扑中直流-直流(DC/DC)部分的输入端大多是前级功率因数校正器(Power Factor Corrector，简称为PFC)提供的固定值母线电压，对于固定输入电压而言，如果要求输出有很宽的电压范围，则需要电路拓扑有很宽的电压增益调节能力，但现有的功率电路拓扑很难实现宽范围输出。现有解决方案主要有两种，第一种是调节输入侧母线电压，当输出电压较高时调高输入母线电压，输出电压较低时降低输入母线电压，由于输入电压的限制，母线电压通常变化范围有限，所以这种方案只能有限拓宽原有的增益范围，并不能彻底解决问题。第二种方案是调节原边电路控制方法，通过半桥与全桥电路切换实现增益调整，但该方案仅实现了增益的范围，但对于一些有恒功率应用需求的场合，无法解决低压输出时电流应力过大的问题。

针对相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题，目前还没有有效地解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种直流-直流变换器及直流-直流变换器控制方法，以至少解决相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种直流-直流变换器，包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，其中，所述第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，所述第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压；所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的负极的第一端口与所述第二切换单元连接，所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的正极的第二端口与所述第一切换单元连接；所述第一切换单元与所述第二切换单元串联后连接于所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的正极的第三端口和所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的负极的第四端口之间；所述输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第一切换单元并联，所述第二电容与所述第二切换单元并联；所述第三端口和所述第四端口分别与所述输出滤波单元连接，形成所述直流-直流变换器的输出电压。

可选地，所述第一切换单元包括：第一开关和第二开关，所述第二切换单元包括：第三开关和第四开关，其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接；所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

可选地，所述第一开关和所述第四开关均为以下之一的开关器件：二极管、全控型半导体开关器件、半控型半导体开关器件；所述第二开关和所述第三开关均为全控型半导体开关器件。

可选地，在所述第一开关和所述第四开关均为全控型半导体开关器件的情况下，所述第一开关的源极与所述第二开关的漏极连接，所述第一开关的漏极与所述第三端口连接，所述第一开关的源极还与所述第二端口连接；所述第三开关的源极与所述第四开关的漏极连接，所述第四开关的源极与所述第四端口连接，所述第三开关的源极还与所述第一端口连接。

可选地，在所述第一开关和所述第四开关均为二极管的情况下，所述第一开关的正极与所述第二开关的漏极连接，所述第一开关的负极与所述第三端口连接，所述第一开关的正极还与所述第二端口连接；所述第三开关的源极与所述第四开关的负极连接，所述第四开关的正极与所述第四端口连接，所述第三开关的源极还与所述第一端口连接。

可选地，所述第一功率变换单元和所述第二功率变换单元均为谐振变换电路或者PWM变换器。

可选地，所述谐振变换电路的拓补结构包括以下之一：半桥式、带有二极管钳位半桥式、全桥式；所述谐振变换电路的副边整流电路包括以下之一：全桥整流电路、全波整流电路。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种直流-直流变换器的控制方法，包括：向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压；或者，向所述第一切换单元和所述第二切换单元输入第二驱动电压，以控制所述第一输出电压和所述第二输出电压串联形成所述直流-直流变换器的输出电压；其中，所述直流-直流变换器包括：所述第一功率变换单元、所述第二功率变换单元、所述第一切换单元、所述第二切换单元和输出滤波单元，所述第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到所述第一输出电压，所述第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压，所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的负极的第一端口与所述第二切换单元连接，所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的正极的第二端口与所述第一切换单元连接，所述第一切换单元与所述第二切换单元串联后连接于所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的正极的第三端口和所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的负极的第四端口之间，所述输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第一切换单元并联，所述第二电容与所述第二切换单元并联，所述第三端口和所述第四端口分别与所述输出滤波单元连接，形成所述直流-直流变换器的输出电压。

可选地，向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压包括：向所述第一切换单元和第二切换单元输入所述第一驱动电压，使第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关截止；其中，所述第一切换单元包括：所述第一开关和所述第二开关，所述第二切换单元包括：所述第三开关和所述第四开关，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接，所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

可选地，向所述第一切换单元和所述第二切换单元输入所述第二驱动电压，以控制所述第一输出电压和所述第二输出电压串联形成所述直流-直流变换器的输出电压包括：向所述第一切换单元和第二切换单元输入所述第二驱动电压，使第一开关和第四开关截止，第二开关和第三开关导通；其中，所述第一切换单元包括：所述第一开关和所述第二开关，所述第二切换单元包括：所述第三开关和所述第四开关，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接，所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的方法。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任一项所述的方法。

通过本发明，直流-直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，其中，第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压；第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的负极的第一端口与第二切换单元连接，第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的正极的第二端口与第一切换单元连接；第一切换单元与第二切换单元串联后连接于第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的正极的第三端口和第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的负极的第四端口之间；输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，第一电容与第一切换单元并联，第二电容与第二切换单元并联；第三端口和第四端口分别与输出滤波单元连接，形成直流-直流变换器的输出电压，由此可见，采用上述方案可以通过第一切换单元和第二切换单元控制直流-直流变换器的输出电压，因此，提高了开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力，从而解决了相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的结构框图一；

图2是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的结构框图二；

图3是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的控制方法中驱动电压的示意图；

图5是根据本实施例可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器的示意图；

图6是根据本发明可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器中切换单元的示意图一；

图7是根据本发明可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器中切换单元的示意图二；

图8是根据本发明具体实施例一的一种直流-直流变换器的示意图；

图9是根据本发明具体实施例二的一种直流-直流变换器的示意图；

图10是根据本发明具体实施例三的一种直流-直流变换器的示意图；

图11是根据本发明具体实施例四的一种直流-直流变换器的示意图；

图12是根据本发明具体实施例五的一种直流-直流变换器的示意图；

图13是根据本发明具体实施例六的一种直流-直流变换器的示意图；

图14是根据本发明具体实施例七的一种直流-直流变换器的示意图；

图15是根据本发明具体实施例八的一种直流-直流变换器的示意图；

图16是根据本发明具体实施例九的一种直流-直流变换器的示意图；

图17是根据本发明具体实施例十的一种直流-直流变换器的示意图；

图18是根据本发明具体实施例十一的一种直流-直流变换器的示意图；

图19是根据本发明具体实施例十二的一种直流-直流变换器的示意图；

图20是根据本发明具体实施例十三的一种直流-直流变换器的示意图；

图21是根据本发明具体实施例十四的一种直流-直流变换器的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

在本实施例中提供了一种直流-直流变换器，图1是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的结构框图一，如图1所示，该直流-直流变换器包括：第一功率变换单元102、第二功率变换单元104、第一切换单元106、第二切换单元108和，其中，

第一功率变换单元102用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，第二功率变换单元104用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压；

第一功率变换单元102上用于输出第一输出电压的负极的第一端口1022与第二切换单元108连接，第二功率变换单元104上用于输出第二输出电压的正极的第二端口1042与第一切换单元106连接；

第一切换单元106与第二切换单元108串联后连接于第一功率变换单元102上用于输出第一输出电压的正极的第三端口1024和第二功率变换单元104上用于输出第二输出电压的负极的第四端口1044之间；

输出滤波单元110包括串联的第一电容1102和第二电容1104，第一电容1102与第一切换单元106并联，第二电容1204与第二切换单元108并联；

第三端口1024和第四端口1044分别与输出滤波单元110连接，形成直流-直流变换器的输出电压。

可见，通过上述装置，可以通过第一切换单元和第二切换单元控制直流-直流变换器的输出电压，因此，提高了开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力，从而解决了相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题。

图2是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的结构框图二，如图2所示，可选地，第一切换单元106包括：第一开关1062和第二开关1064，第二切换单元108包括：第三开关1082和第四开关1084，其中，

第一开关1062、第二开关1064、第三开关1082和第四开关1084串联，第一开关1062还与第三端口1024连接，第四开关1084还与第四端口1044连接；

第一端口1022连接在第三开关1082和第四开关1084之间，第二端口1042连接在第一开关1062和第二开关1064之间。

可选地，第一开关和第四开关可以但不限于均为以下之一的开关器件：二极管、全控型半导体开关器件、半控型半导体开关器件；第二开关和第三开关可以但不限于均为全控型半导体开关器件。

可选地，在第一开关和第四开关均为全控型半导体开关器件的情况下，第一开关的源极与第二开关的漏极连接，第一开关的漏极与第三端口连接，第一开关的源极还与第二端口连接；第三开关的源极与第四开关的漏极连接，第四开关的源极与第四端口连接，第三开关的源极还与第一端口连接。

可选地，在第一开关和第四开关均为二极管的情况下，第一开关的正极与第二开关的漏极连接，第一开关的负极与第三端口连接，第一开关的正极还与第二端口连接；第三开关的源极与第四开关的负极连接，第四开关的正极与第四端口连接，第三开关的源极还与第一端口连接。

可选地，第一功率变换单元和第二功率变换单元可以但不限于均为谐振变换电路或者脉冲宽度调制器(Pulse Width Modulation，简称为PWM)变换器。

可选地，谐振变换电路的拓补结构包括以下之一：半桥式、带有二极管钳位半桥式、全桥式；谐振变换电路的副边整流电路包括以下之一：全桥整流电路、全波整流电路。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。

实施例2

在本实施例还中提供了一种直流-直流变换器的控制方法，图3是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的控制方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S302，向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压；或者，

步骤S304，向第一切换单元和第二切换单元输入第二驱动电压，以控制第一输出电压和第二输出电压串联形成直流-直流变换器的输出电压；

其中，直流-直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压，第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的负极的第一端口与第二切换单元连接，第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的正极的第二端口与第一切换单元连接，第一切换单元与第二切换单元串联后连接于第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的正极的第三端口和第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的负极的第四端口之间，输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，第一电容与第一切换单元并联，第二电容与第二切换单元并联，第三端口和第四端口分别与输出滤波单元连接，形成直流-直流变换器的输出电压。

可选地，上述直流-直流变换器的控制方法可以但不限于应用于对开关电源功率电路拓扑的电压增益进行调节的场景中。

通过上述步骤，可以通过输入第一切换单元和第二切换单元的第一驱动电压或者第二驱动电压控制直流-直流变换器的输出电压，因此，提高了开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力，从而解决了相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题。

可选地，在上述步骤S302中，可以但不限于通过以下方式控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压：向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，使第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关截止；

其中，第一切换单元包括：第一开关和第二开关，第二切换单元包括：第三开关和第四开关，第一开关、第二开关、第三开关和第四开关串联，第一开关还与第三端口连接，第四开关还与第四端口连接，第一端口连接在第三开关和第四开关之间，第二端口连接在第一开关和第二开关之间。

可选地，在上述步骤S304中，可以但不限于通过以下方式控制第一输出电压和第二输出电压串联形成直流-直流变换器的输出电压包括：

向第一切换单元和第二切换单元输入第二驱动电压，使第一开关和第四开关截止，第二开关和第三开关导通；

其中，第一切换单元包括：第一开关和第二开关，第二切换单元包括：第三开关和第四开关，第一开关、第二开关、第三开关和第四开关串联，第一开关还与第三端口连接，第四开关还与第四端口连接，第一端口连接在第三开关和第四开关之间，第二端口连接在第一开关和第二开关之间。

在一个可选的实施方式中，图4是根据本发明实施例的一种直流-直流变换器的控制方法中驱动电压的示意图，在输出电压进行串联和并联转换时第一开关VT1，第二开关VT2，第三开关VT3，第四开关VT4的驱动电压波形如图4所示，VT1和VT4的驱动信号一致，VT2和VT3的驱动信号一致，由于VT1和VT2，VT3和VT4是串联关系，为增加可靠性，可以在VT1和VT2，VT3和VT4的驱动信号之间增加一定的死区时间，确保不出现切换过程中的短路发生。

下面结合本发明可选实施例进行详细说明。

本发明可选实施例提供了一种宽范围输出的直流-直流变换器，该变换器可以满足宽输出电压范围要求，该装置可以根据输出电压的范围要求，对输出端的多个输出单元进行串联或者并联的组合达到满足宽电压范围输出和恒功率输出的要求，属于能量变换装置的直流变换器。

在本实施例中，采用上述宽范围输出的直流-直流变换器，通过输出端电路拓扑的切换实现了增益范围的切换，同时在低压时保证了双倍的电流输出能力，在保证输出增益范围的同时还实现了宽范围的恒功率特性，具有较高的应用价值。该宽范围输出直流-直流变换器，还具有输出电压范围宽的特点。

图5是根据本实施例可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器的示意图，如图5所示，该宽范围输出的直流-直流变换器包括：功率变换单元Ⅰ(相当于上述第一功率变换单元)和功率变换单元Ⅱ(相当于上述第二功率变换单元)，切换单元Ⅰ(相当于上述第一切换单元)和切换单元Ⅱ(相当于上述第二切换单元)和输出滤波单元。其中功率变换单元Ⅰ和功率变换单元Ⅱ输出两路独立的电压，分别为Vout1+和Vout1-(相当于上述第一输出电压)，Vout2+和Vout2-(相当于上述第二输出电压)。C1(相当于上述第一电容)，C2(相当于上述第二电容)分别与切换单元Ⅰ和Ⅱ并联，Vout1-(相当于上述第一端口)与切换单元Ⅱ相连，Vout2+(相当用户上述第二端口)与切换单元Ⅰ相连，切换单元Ⅰ与Ⅱ是串联关系，串联后接于Vout1+(相当于上述第三端口)和Vout2-(相当于上述第四端口)之间，Vout1+和Vout2-分别与输出滤波单元相连作为总的输出电压。

可选地，在本可选实施例中，功率变换单元可以是谐振变换电路，谐振变换电路系列拓扑包括普通半桥式，带有二极管钳位半桥式，全桥式。副边整流电路可以采用全桥整流电路或全波整流电路。功率变换单元也可以是PWM变换器，比如DAB变换器。

可选地，在本可选实施例中，切换单元Ⅰ与切换单元Ⅱ分别由两个切换开关串联组成，其中，切换单元Ⅰ包括第一开关VT1和第二开关VT2，切换单元Ⅱ包括第三开关VT3和第四开关VT4，图6是根据本发明可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器中切换单元的示意图一，如图6所示，VT1和VT4可以是二极管，VT2和VT3则是全控型半导体开关器件，包括但不限于MOSFET，IGBT。图7是根据本发明可选实施例的一种宽范围输出的直流-直流变换器中切换单元的示意图二，如图7所示，VT1和VT4也可以是全控或半控型半导体开关器件，VT2和VT3则是全控型半导体开关器件，包括但不限于MOSFET，IGBT。

可选地，在本可选实施例中，输出滤波单元包括两个串联的滤波电容第一电容C1和第二电容C2，切换单元Ⅰ与切换单元Ⅱ串联后分别与C1和C2并联。

可选地，在本可选实施例中，如图6所示，从功率变换单元Ⅰ与功率变换单元ⅠⅡ分别得到两个独立的功率输出Vout1+和Vout1-，Vout2+和Vout2-，这两个独立的功率输出是由两路独立的功率变换电路得到的。其中切换单元Ⅰ由串联的两个开关管VT1和VT2组成，其中上管VT1的源极与下管VT2的漏极相连，上管VT1的漏极与Vout1+相连，下管VT2的源极与切换单元Ⅱ的上管漏极相连，切换单元Ⅱ由串联的两个开关管VT3和VT4组成，上管VT3的源极与切换单元Ⅱ中的下管VT4的漏极相连，切换单元Ⅱ的下管VT4源极与Vout2-相连。切换单元Ⅰ的上管VT1的源极和下VT2的漏极相连后再与Vout2+相连；切换单元Ⅱ的上管VT3的源极和下管VT4的漏极相连后再与Vout1-相连。在切换单元Ⅰ和切换单元Ⅱ的两端分别并联滤波电解电容C1，C2。Vout1+和Vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为输出电压对外输出。根据连接关系可以知道，当VT1和VT4导通，VT2和VT3截止时，Vout1+和Vout2+通过VT1连接在一起，Vout1-和Vout2-通过VT4连接在一起，两路独立的输出作为并联的连接关系输出，同时C1和C2进行串联后作为总输出的滤波电容，此时总输出电压与各独立输出电压相等，总输出的输出电流是各独立电压输出的2倍，此种情况可以在低电压大电流的情况使用。根据连接关系同样可以知道，当VT1和VT4截止，VT2和VT3导通时，Vout1-和Vout2+通过VT2和VT3的导通连接在一起，两路独立的输出作为串联的连接关系输出，同时C1和C2进行串联后作为总输出的滤波电容，此时总输出电压与各独立输出电压的2倍，总输出的输出电流与各独立电压输出电流相等，此种情况可以在高电压小电流的情况下使用。在输出进行串联和并联转换时VT1，VT2，VT3，VT4的驱动电压波形如图4所示，VT1和VT4的驱动信号一致，VT2和VT3的驱动信号一致，由于VT1和VT2，VT3和VT4分别是串联关系，为增加可靠性，可以在VT1和VT2，VT3和VT4的驱动信号之间增加一定的死区时间，确保不出现切换过程中的短路发生。

对于图3所示的连接结构与图2所示结构的区别在于，当两路独立输出电压Vout1+和Vout1-，Vout2+和Vout2-在并联输出状态时，滤波电容C1和C2是并联状态，当两路独立输出电压Vout1+和Vout1-，Vout2+和Vout2-在串联输出状态时，滤波电容C1和C2是串联状态。

下面结合本发明具体实施例进行详细说明。

具体实施例一

图8是根据本发明具体实施例一的一种直流-直流变换器的示意图，如图8所示，该变换器由以下几部分组成：两个独立且幅值相等的直流输入源Vin1和Vin2，两路带有二极管钳位的半桥LLC谐振变换电路，每路半桥LLC谐振电路的次级接有全波整流电路，两路全波整流电路的输出端分别为Vout1+和Vout1-，Vout2+和Vout2-。变压器T1和T2的初级是两路独立工作的半桥LLC谐振电路，T1和T2的次级分别接一路全波整流电路，两路半桥LLC谐振电路分别有谐振电感Lr1和Lr2，变压器初级绕组Lm1和Lm2。Vout1+和Vout1-，Vout2+和Vout2-,分别接有滤波电容C1和C2。两个N沟道MOSFET开关管VT1和VT2组成切换单元Ⅰ，其中上管VT1的源极与下管VT2的漏极相连，上管VT1的漏极与Vout1+相连，下管VT2的源极与切换单元Ⅱ的上管漏极相连；两个N沟道MOSFET开关管VT3和VT4组成切换单元Ⅱ，上管VT3的源极与切换单元Ⅱ中的下管VT4的漏极相连，切换单元Ⅱ的下管VT4源极与Vout2-相连。切换单Ⅰ的上管VT1的源极和下VT2的漏极相连后再与Vout2+相连；切换单Ⅱ的上管VT3的源极和下管VT4的漏极相连后再与Vout1-相连。在切换单元Ⅰ和Ⅱ的两端分别并联滤波电解电容C2，C4。Vout1+和Vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为输出电压对外输出。根据连接关系可以知道，当VT1和VT4导通，VT2和VT3截止时，Vout1+和Vout2+通过VT1连接在一起，Vout1-和Vout2-通过VT4连接在一起，两路独立的输出作为并联的连接关系输出，同时C2和C4进行串联后作为总输出的滤波电容，当VT1和VT4截止，VT2和VT3导通时，Vout1-和Vout2+通过VT2和VT3的导通连接在一起，两路独立的输出作为串联联的连接关系输出，同时C2和C4进行串联后作为总输出的滤波电容，如此切换可以增加输出电压范围和提高低压带载能力。

具体实施例二

图9是根据本发明具体实施例二的一种直流-直流变换器的示意图，如图9所示，在具体实施例一的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例三

图10是根据本发明具体实施例三的一种直流-直流变换器的示意图，如图10所示，与具体实施例一的不同在于，本实施例中，两路独立输入的半桥LLC谐振电路是不带有二极管钳位的普通半桥LLC谐振变换电路。

具体实施例四

图11是根据本发明具体实施例四的一种直流-直流变换器的示意图，如图11所示，在具体实施例三的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例五

图12是根据本发明具体实施例五的一种直流-直流变换器的示意图，如图12所示，与具体实施例一的不同在于，本实施例中，两个独立的变压器T1和T2的次级接有的是全桥同步整流电路。

具体实施例六

图13是根据本发明具体实施例六的一种直流-直流变换器的示意图，如图13所示，在具体实施例五的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例七

图14是根据本发明具体实施例七的一种直流-直流变换器的示意图，如图14所示，与具体实施例二的不同在于，本实施例中，个独立的变压器T1和T2的次级接有的是全桥同步整流电路。

具体实施例八

图15是根据本发明具体实施例八的一种直流-直流变换器的示意图，如图15所示，在具体实施例七的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例九

图16是根据本发明具体实施例九的一种直流-直流变换器的示意图，如图16所示，与具体实施例一的不同在于，本实施例中，与两路独立等幅输入源Vin1和Vin2相连的是两路全桥LLC谐振变换电路。

具体实施例十

图17是根据本发明具体实施例十的一种直流-直流变换器的示意图，如图17所示，在具体实施例九的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例十一

图18是根据本发明具体实施例十一的一种直流-直流变换器的示意图，如图18所示，与具体实施例五的不同在于，本实施例中，个独立的变压器T1和T2的次级接有的是全桥同步整流电路。

具体实施例十二

图19是根据本发明具体实施例十二的一种直流-直流变换器的示意图，如图19所示，在具体实施例十一的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD1和VD4。

具体实施例十三

图20是根据本发明具体实施例十三的一种直流-直流变换器的示意图，如图20所示，与具体实施例一的不同在于，本实施例中，具有3个独立幅值相等的直流输入源Vin1、Vin2、Vin3。每一路输入源接有一路全桥LLC谐振变换电路，每路全桥LLC谐振电路分别皆有谐振电感Lr1、Lr2、Lr3，每路全桥LLC谐振变换电路皆有两个初级绕组串联的变压器，分别是T1、T2、T3、T4、T5、T6。每个变压器初级绕组分别为Lm1、Lm2、Lm3、Lm4、Lm5、Lm6，其中Lm1和Lm2串联，Lm3和Lm4串联，Lm5和Lm6串联，其中Lm1、Lm3、Lm5所对应的变压器次级绕组在变压器次级进行“Y”型连接，然后与一路二极管桥式整流电路连接，产生输出电压Vout1+和Vout1-；同样Lm2、Lm4、Lm6所对应的变压器次级绕组在变压器次级进行“Y”型连接，然后与一路二极管桥式整流电路连接，产生输出电压Vout2+和Vout2-。

具体实施例十四

图21是根据本发明具体实施例十四的一种直流-直流变换器的示意图，如图21所示，在实施例十三的基础上将切换开关VT1和VT4替换为二极管VD13和VD14。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求所述为准。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，上述程序运行时执行上述任一项所述的方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

S1，向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压；或者，

S2，向第一切换单元和第二切换单元输入第二驱动电压，以控制第一输出电压和第二输出电压串联形成直流-直流变换器的输出电压；

其中，直流-直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压，第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的负极的第一端口与第二切换单元连接，第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的正极的第二端口与第一切换单元连接，第一切换单元与第二切换单元串联后连接于第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的正极的第三端口和第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的负极的第四端口之间，输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，第一电容与第一切换单元并联，第二电容与第二切换单元并联，第三端口和第四端口分别与输出滤波单元连接，形成直流-直流变换器的输出电压。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明的实施例还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，该程序运行时执行上述任一项方法中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述程序用于执行以下步骤：

S1，向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压；或者，

S2，向第一切换单元和第二切换单元输入第二驱动电压，以控制第一输出电压和第二输出电压串联形成直流-直流变换器的输出电压；

其中，直流-直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压，第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的负极的第一端口与第二切换单元连接，第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的正极的第二端口与第一切换单元连接，第一切换单元与第二切换单元串联后连接于第一功率变换单元上用于输出第一输出电压的正极的第三端口和第二功率变换单元上用于输出第二输出电压的负极的第四端口之间，输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，第一电容与第一切换单元并联，第二电容与第二切换单元并联，第三端口和第四端口分别与输出滤波单元连接，形成直流-直流变换器的输出电压。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种直流-直流变换器，其特征在于，包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元，其中，

所述第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到第一输出电压，所述第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压；

所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的负极的第一端口与所述第二切换单元连接，所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的正极的第二端口与所述第一切换单元连接；

所述第一切换单元与所述第二切换单元串联后连接于所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的正极的第三端口和所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的负极的第四端口之间；

所述输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第一切换单元并联，所述第二电容与所述第二切换单元并联；

所述第三端口和所述第四端口分别与所述输出滤波单元连接，形成所述直流-直流变换器的输出电压。

2.根据权利要求1所述的直流-直流变换器，其特征在于，所述第一切换单元包括：第一开关和第二开关，所述第二切换单元包括：第三开关和第四开关，其中，

所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接；

所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

3.根据权利要求2所述的直流-直流变换器，其特征在于，

所述第一开关和所述第四开关均为以下之一的开关器件：二极管、全控型半导体开关器件、半控型半导体开关器件；

所述第二开关和所述第三开关均为全控型半导体开关器件。

4.根据权利要求3所述的直流-直流变换器，其特征在于，在所述第一开关和所述第四开关均为全控型半导体开关器件的情况下，

所述第一开关的源极与所述第二开关的漏极连接，所述第一开关的漏极与所述第三端口连接，所述第一开关的源极还与所述第二端口连接；

所述第三开关的源极与所述第四开关的漏极连接，所述第四开关的源极与所述第四端口连接，所述第三开关的源极还与所述第一端口连接。

5.根据权利要求3所述的直流-直流变换器，其特征在于，在所述第一开关和所述第四开关均为二极管的情况下，

所述第一开关的正极与所述第二开关的漏极连接，所述第一开关的负极与所述第三端口连接，所述第一开关的正极还与所述第二端口连接；

所述第三开关的源极与所述第四开关的负极连接，所述第四开关的正极与所述第四端口连接，所述第三开关的源极还与所述第一端口连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的直流-直流变换器，其特征在于，所述第一功率变换单元和所述第二功率变换单元均为谐振变换电路或者PWM变换器。

7.根据权利要求6所述的直流-直流变换器，其特征在于，

所述谐振变换电路的拓补结构包括以下之一：半桥式、带有二极管钳位半桥式、全桥式；

所述谐振变换电路的副边整流电路包括以下之一：全桥整流电路、全波整流电路。

8.一种直流-直流变换器的控制方法，其特征在于，包括：

向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压；或者，

向所述第一切换单元和所述第二切换单元输入第二驱动电压，以控制所述第一输出电压和所述第二输出电压串联形成所述直流-直流变换器的输出电压；

其中，所述直流-直流变换器包括：所述第一功率变换单元、所述第二功率变换单元、所述第一切换单元、所述第二切换单元和输出滤波单元，所述第一功率变换单元用于对第一输入电压进行功率变换得到所述第一输出电压，所述第二功率变换单元用于对第二输入电压进行功率变换得到第二输出电压，所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的负极的第一端口与所述第二切换单元连接，所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的正极的第二端口与所述第一切换单元连接，所述第一切换单元与所述第二切换单元串联后连接于所述第一功率变换单元上用于输出所述第一输出电压的正极的第三端口和所述第二功率变换单元上用于输出所述第二输出电压的负极的第四端口之间，所述输出滤波单元包括串联的第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第一切换单元并联，所述第二电容与所述第二切换单元并联，所述第三端口和所述第四端口分别与所述输出滤波单元连接，形成所述直流-直流变换器的输出电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，向第一切换单元和第二切换单元输入第一驱动电压，以控制第一功率变换单元的第一输出电压和第二功率变换单元的第二输出电压并联形成直流-直流变换器的输出电压包括：

向所述第一切换单元和第二切换单元输入所述第一驱动电压，使第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关截止；

其中，所述第一切换单元包括：所述第一开关和所述第二开关，所述第二切换单元包括：所述第三开关和所述第四开关，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接，所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，向所述第一切换单元和所述第二切换单元输入所述第二驱动电压，以控制所述第一输出电压和所述第二输出电压串联形成所述直流-直流变换器的输出电压包括：

向所述第一切换单元和第二切换单元输入所述第二驱动电压，使第一开关和第四开关截止，第二开关和第三开关导通；

其中，所述第一切换单元包括：所述第一开关和所述第二开关，所述第二切换单元包括：所述第三开关和所述第四开关，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关串联，所述第一开关还与所述第三端口连接，所述第四开关还与所述第四端口连接，所述第一端口连接在所述第三开关和所述第四开关之间，所述第二端口连接在所述第一开关和所述第二开关之间。

11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求8至10中任一项所述的方法。

12.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求8至10中任一项所述的方法。