CN109936292A - 可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 - Google Patents
可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109936292A CN109936292A CN201711371218.8A CN201711371218A CN109936292A CN 109936292 A CN109936292 A CN 109936292A CN 201711371218 A CN201711371218 A CN 201711371218A CN 109936292 A CN109936292 A CN 109936292A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tap
- output
- power inverter
- powerstat
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可调节变压器变比DC‑DC功率变换器及其控制方法，包括高频变压器、整流电路以及选通开关，高频变压器的副边绕组为双绕组，且至少具有3个抽头输出，每个抽头连接到一路整流输出电路，其中一路的整流电路中设置有选通开关。本发明通过调节变压器变比，使功率变换器在不同的输出电压范围内仍处于最优的工作状态，从而实现充电模块的全范围高功率输出。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子产品领域，具体涉及一种可调节变压器变比DC-DC功率变换器。
背景技术
在工业应用领域中，有大量的宽电压范围直流输出的需求，例如电动汽车充电电源，为了满足大型电动乘用车、家庭电动乘用车以及小型电动物流车的充电需求，输出电压范围必须覆盖各种不同车型的电池电压等级，可调范围从50到800V。同时，需要满足不同输出范围，最大功率输出，满足快充的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可调节变压器变比DC-DC功率变换器，可以满足变压器变比切换，在恒功率前提下扩展输出电压的范围，并且可以提高低压输出时的效率。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种可调节变压器变比DC-DC功率变换器，包括高频变压器、整流电路以及选通开关，高频变压器的副边绕组为双绕组，且至少具有3个抽头输出，每个抽头连接到一路整流输出电路，其中一路的整流电路中设置有选通开关。
作为优选的技术方案，至少三个抽头分别为抽头A、抽头B以及抽头C。
作为优选的技术方案，高频变压器的副边抽头A连接D1、D2，D1串联开关K1连接到输出E，D2串联开关K2连接到输出G。
作为优选的技术方案，所述高频变压器的副边抽头B连接到D3、D4，D3连接到输出E，D4连接到输出G；
作为优选的技术方案，所述高频变压器的副边抽头C连接D5、D6，D5连接到输出E，D6连接到输出G。
作为优选的技术方案，变压器具备两个副边绕组，分别为Ns1绕组与Ns2绕组，所述Ns1绕组与Ns2绕组为串联结构，副边抽头B为中间抽头，抽头A与抽头B为Ns1绕组和Ns2绕组的同名端。
作为优选的技术方案，K1、K2为MOS管。
作为优选的技术方案，K1和K2为电磁继电器。
一种DC-DC功率变换器的控制方法，包括一个控制单元，所述控制单元发送开关信号通过驱动电路来控制开关K1、K2的闭合或断开，当需求输出电压为高压输出时，控制单元发闭合开关K1、K2的信号；当输出电压为低压输出时，控制单元发断开开关K1、K2的信号。
作为优选的技术方案，K1、K2需要隔离的驱动电路，两路开关的控制信号为同一信号，所述驱动电路采用电源直接驱动MOS管。
本发明的有益效果是：本发明解决现有技术中难以实现输出电压全范围满功率输出的问题，以调节变压器变比的方式实现了超宽电压范围输出，且全范围可以工作于良好的工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明处于高压输出模式时的工作示意图；
图3为本发明处于低压工作模式时的工作示意图；
图4为本发明控制单元的控制图；
图5为本发明的两个MOS管控制原理图；
图6为本发明的驱动电路的控制原理图；
图7为本发明的开关状态检测电路
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，包括高频变压器、整流电路以及选通开关，高频变压器的副边绕组为双绕组，且至少具有3个抽头输出，每个抽头连接到一路整流输出电路，其中一路的整流电路中设置有选通开关。
本实施例中，至少三个抽头分别为抽头A、抽头B以及抽头C。高频变压器的副边抽头A连接D1、D2，D1串联开关K1连接到输出E，D2串联开关K2连接到输出G。高频变压器的副边抽头B连接到D3、D4，D3连接到输出E，D4连接到输出G；高频变压器的副边抽头C连接D5、D6，D5连接到输出E，D6连接到输出G。
变压器具备两个副边绕组，分别为Ns1绕组与Ns2绕组，所述Ns1绕组与Ns2绕组为串联结构，副边抽头B为中间抽头，抽头A与抽头B为Ns1绕组和Ns2绕组的同名端。本实施例中，K1、K2为MOS管。
本实施例中，K1和K2还可以为电磁继电器。当输出电压为高压输出时，闭合开关K1、K2。当输出电压为低压输出时，断开开关K1、K2。
主电路部分包括：三电平全桥电路，变压器，三桥臂整流输出；其中K1、K2为MOS管。当处于高压输出模式时，参与工作的器件为D1、K1、D5、D6、K2、D2、变压器T1的Ns1和Ns2，此时D3、D4二极管由于PN被自然截止，不参与工作，如图2所示。
当处于低压工作模式时，强制断开K1、K2，所以参与工作的器件为D3、D4、D5、D6、变压器T1的Ns2，由于此时Ns1被K1和K2开路，不参与工作，如图3所示。
本发明为三桥臂整流结构，在其中一桥臂上串联开关器件，控制本桥臂是否参与工作。当需求电压高时，桥臂上的开关K1、K2开通，中间电压的桥臂被截至，这时只有变压器A、C端输出能量，变换器工作于高压输出模式；当需求电压低时，桥臂上的开关K1、K2断开，中间桥臂参与工作，这时只有变压器B、C端输出能量，变压器工作于低压输出模式。
控制单元根据需求输出电压Vo发出控制信号，当输出电压大于V1，处于高压输出模式时，发出闭合K1、K2的信号；当输出电压小于V2，处于低压输出模式时，发出断开K1、K2的信号(设1为K1、K2的闭合信号，0为K1、K2的断开信号，如图4所示)。V2＝V1-Vdelata，Vdelta可以设计为0或者一个小的调节量。
两个MOS管，需要两路隔离的驱动电路，但是控制信号采用同一个控制型号，两个开关同时开通或者关断，如图5所示。
驱动电路采用两路隔离的电源直接作为MOS管的驱动，电源的开通和关断通过DSP进行控制，如图6所示。
如图7所示，开关状态检测电路，采样D、F两点的电压，送DSP的AD口。F点由于电压低于0V，需要增加偏置，保证送到DSP AD口的值满足DSP的应用要求。
D点检测电压和输出电压Vo比较，如表1，F点电压和输出的AGND电平比较，如表2所示。
| K1控制 | K1检测 | K1是否故障 |
| 开通 | VD-Vo＜Δ1 | 否 |
| 关断 | VD-Vo＞Δ1 | 否 |
| 开通 | VD-Vo＞Δ1 | 是 |
| 关断 | VD-Vo＜Δ1 | 是 |
表1
| K2控制 | K2检测 | K2是否故障 |
| 开通 | VF-Vagnd＜Δ2 | 否 |
| 关断 | VF-Vagnd＞Δ2 | 否 |
| 开通 | VF-Vagnd＞Δ2 | 是 |
| 关断 | VF-Vagnd＜Δ2 | 是 |
表2
本发明的有益效果是：本发明解决现有技术中难以实现输出电压全范围满功率输出的问题，以调节变压器变比的方式实现了超宽电压范围输出，且全范围可以工作于良好的工作状态。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：包括高频变压器、整流电路以及选通开关，高频变压器的副边绕组为双绕组，且至少具有3个抽头输出，每个抽头连接到一路整流输出电路，其中一路的整流电路中设置有选通开关。
2.如权利要求1所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：至少三个抽头分别为抽头A、抽头B以及抽头C。
3.如权利要求2所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：高频变压器的副边抽头A连接D1、D2，D1串联开关K1连接到输出E，D2串联开关K2连接到输出G。
4.如权利要求2所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：所述高频变压器的副边抽头B连接到D3、D4，D3连接到输出E，D4连接到输出G。
5.如权利要求2所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：所述高频变压器的副边抽头C连接D5、D6，D5连接到输出E，D6连接到输出G。
6.如权利要求1所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：变压器具备两个副边绕组，分别为Ns1绕组与Ns2绕组，所述Ns1绕组与Ns2绕组为串联结构，副边抽头B为中间抽头，抽头A与抽头B为Ns1绕组和Ns2绕组的同名端。
7.如权利要求3所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：K1、K2为MOS管。
8.如权利要求3所述的可调节变压器变比DC-DC功率变换器，其特征在于：K1和K2为电磁继电器。
9.一种DC-DC功率变换器的控制方法，其特征在于：包括一个控制单元，所述控制单元发送开关信号通过驱动电路来控制开关K1、K2的闭合或断开，当需求输出电压为高压输出时，控制单元发闭合开关K1、K2的信号；当输出电压为低压输出时，控制单元发断开开关K1、K2的信号。
10.如权利要求9所述的DC-DC功率变换器的控制方法，其特征在于：K1、K2需要隔离的驱动电路，两路开关的控制信号为同一信号，所述驱动电路采用电源直接驱动MOS管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711371218.8A CN109936292A (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711371218.8A CN109936292A (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109936292A true CN109936292A (zh) | 2019-06-25 |
Family
ID=66983350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711371218.8A Pending CN109936292A (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109936292A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110460247A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-15 | 深圳英飞源技术有限公司 | 一种高性能宽输出电压范围的电源及其控制方法 |
| CN111835206A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-10-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于充电模块变压器绕组切换装置的切换方法 |
| CN114172377A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-11 | 康舒科技股份有限公司 | 具有电压输出调变的电源转换器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102624245A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | 联正电子(深圳)有限公司 | 准谐振推挽变换器及其控制方法 |
| JP2013038876A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びバッテリ充電器 |
| CN103078514A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-05-01 | 浙江大学 | 一种具有倍压谐振能力的推挽变换器 |
| CN103187876A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种不间断电源的dc/dc电路 |
| CN103825463A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-05-28 | 许继集团有限公司 | Llc电路 |
| US20140153290A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Eaton Corporation | Dc/dc converter with variable output voltage |
| CN105896997A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-24 | 杭州电子科技大学 | 一种基于三绕组变压器的双向有源全桥变换器 |
| CN105915065A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-31 | 杭州电子科技大学 | 基于三绕组变压器的隔离型双有源全桥dc-dc变换器 |
| CN207664876U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-27 | 深圳英飞源技术有限公司 | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器 |
-
2017
- 2017-12-19 CN CN201711371218.8A patent/CN109936292A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102624245A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | 联正电子(深圳)有限公司 | 准谐振推挽变换器及其控制方法 |
| JP2013038876A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びバッテリ充電器 |
| CN103187876A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种不间断电源的dc/dc电路 |
| US20140153290A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Eaton Corporation | Dc/dc converter with variable output voltage |
| CN103078514A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-05-01 | 浙江大学 | 一种具有倍压谐振能力的推挽变换器 |
| CN103825463A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-05-28 | 许继集团有限公司 | Llc电路 |
| CN105896997A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-24 | 杭州电子科技大学 | 一种基于三绕组变压器的双向有源全桥变换器 |
| CN105915065A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-31 | 杭州电子科技大学 | 基于三绕组变压器的隔离型双有源全桥dc-dc变换器 |
| CN207664876U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-27 | 深圳英飞源技术有限公司 | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110460247A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-15 | 深圳英飞源技术有限公司 | 一种高性能宽输出电压范围的电源及其控制方法 |
| WO2021051776A1 (zh) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 深圳英飞源技术有限公司 | 一种高性能宽输出电压范围的电源及其控制方法 |
| EP4033651A4 (en) * | 2019-09-19 | 2022-11-02 | Shenzen Infypower Co., Ltd. | HIGH PERFORMANCE POWER SUPPLY WITH A WIDE RANGE OF OUTPUT VOLTAGES, AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF |
| US11594975B2 (en) | 2019-09-19 | 2023-02-28 | Shenzhen Infypower Co., Ltd | High-performance power supply of wide output voltage range, and control method therefor |
| CN111835206A (zh) * | 2020-05-23 | 2020-10-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于充电模块变压器绕组切换装置的切换方法 |
| CN114172377A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-11 | 康舒科技股份有限公司 | 具有电压输出调变的电源转换器 |
| CN114172377B (zh) * | 2021-11-03 | 2024-02-09 | 康舒科技股份有限公司 | 具有电压输出调变的电源转换器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107733231B (zh) | 开关电源装置 | |
| CN202978738U (zh) | 一种电源转换器 | |
| US9467054B2 (en) | Current sensing apparatus for resonant tank in an LLC resonant converter | |
| US9479073B2 (en) | Gate drive apparatus for resonant converters | |
| US9231488B2 (en) | Power converter and method for controlling the same | |
| US20150303815A1 (en) | Modular dc-dc converter | |
| WO2015062554A1 (en) | Adjustable resonant apparatus, system and method for power converters | |
| CA2995035A1 (en) | Hybrid full bridge-voltage doubler rectifier and single stage llc converter thereof | |
| KR101314903B1 (ko) | 양방향 직류-직류 컨버터 | |
| CN203933406U (zh) | 一种高压输入辅助电源电路 | |
| CN105207483A (zh) | Llc谐振式电源转换器 | |
| CN111327205B (zh) | 一种车载电源集成变换装置 | |
| CN109936292A (zh) | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器及其控制方法 | |
| CN106411109B (zh) | 一种llc变换输出的高低压切换电路 | |
| CN104038072A (zh) | 一种高压输入辅助电源电路 | |
| CN104348377A (zh) | 用于功率转换器的***和方法 | |
| CN106685242A (zh) | 单级交流至直流转换器 | |
| CN207664876U (zh) | 可调节变压器变比dc-dc功率变换器 | |
| bin Ab Malek et al. | Fundamental study on control strategies to increase efficiency of dual active bridge DC-DC converter | |
| TW201325057A (zh) | 一種直流轉直流的電壓調節裝置及其操作方法 | |
| CN107276374A (zh) | 一种不对称半桥反激驱动电路 | |
| CN101635510B (zh) | 一种复合式正激直流变换器 | |
| CN104092383A (zh) | 一种高压输入辅助电源电路及其工作方法 | |
| CN114400899B (zh) | 一种新型零电压切换控制电路、方法及电压变换器 | |
| CN105915065B (zh) | 基于三绕组变压器的隔离型双有源全桥dc-dc变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 First Floor of No.1 Factory Building of Linya Industrial Park, No.1 Road, Tangtou Community, Shiyan Street, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: SHENZHEN INFY POWER Co.,Ltd. Address before: Room 101, New Energy Innovation Industrial Park, No. 1 Chuangsheng Road, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518000 Applicant before: SHENZHEN INFY POWER Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |