[發(fā)明專利]一種具有輸入電壓平衡電路的轉(zhuǎn)換器電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110409382.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103166467A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 言超;葉益青;鄭崇峰;應(yīng)建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)達(dá)電子企業(yè)管理(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;呂俊清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換器，更具體地，涉及一種利用一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)電路來(lái)平衡或調(diào)節(jié)交錯(cuò)模塊或諧振轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的轉(zhuǎn)換器電路及方法。

背景技術(shù)

DC/DC(直流/直流)轉(zhuǎn)換器是一種將直流電源從一個(gè)電壓值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電壓值的電子裝置。

由多個(gè)交錯(cuò)的LLC電路組成的諧振轉(zhuǎn)換器，由于能夠提高電源轉(zhuǎn)換效率并減少轉(zhuǎn)換器輸出電流的雜波，而被廣泛應(yīng)用。一個(gè)示例性的具有交錯(cuò)的LLC電路的諧振轉(zhuǎn)換器在本申請(qǐng)要求優(yōu)先權(quán)的美國(guó)專利申請(qǐng)13/090,925和12/394,571中被公開(kāi)，包括具有相同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器，這兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸入端電性串聯(lián)、輸出端電性并聯(lián)以使它們共享同一個(gè)輸入電壓源，共同為同一個(gè)負(fù)載供電。對(duì)于這樣一個(gè)轉(zhuǎn)換器，多個(gè)LLC電路之間的電流平衡，是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸入電壓、同時(shí)保持LLC諧振轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率一致來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，在特定的操作條件下，可能出現(xiàn)兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸入電壓不平衡的情況，例如，一個(gè)輸入電壓非常高而另一個(gè)非常低，這會(huì)使得一個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的組件的額定電壓過(guò)高，進(jìn)而影響LLC諧振轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行。

因此，需要解決這個(gè)在本技術(shù)領(lǐng)域迄今為止沒(méi)有解決的技術(shù)問(wèn)題，以克服其缺陷和不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)換器電路及方法，其有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于兩個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器之間的輸入電壓不平衡而影響諧振轉(zhuǎn)換器正常運(yùn)行的問(wèn)題。

本發(fā)明一方面提供了一種轉(zhuǎn)換器電路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器電路包括多個(gè)模塊，多個(gè)電壓源和多個(gè)開(kāi)關(guān)電路。

每個(gè)模塊都具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端。除了最后一個(gè)模塊以外的其他任何一個(gè)模塊的第二輸入端電性連接至與其緊鄰的下一個(gè)模塊的第一輸出端，多個(gè)模塊的所有第一輸出端和所有第二輸出端電性并聯(lián)連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)模塊包括一個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器，所述諧振轉(zhuǎn)換器包括串聯(lián)諧振DC/DC轉(zhuǎn)換器或一個(gè)LLC并聯(lián)DC/DC轉(zhuǎn)換器。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)模塊運(yùn)行在大致相同的頻率。

每個(gè)電壓源具有第一電源終端和第二電源終端。多個(gè)電壓源彼此電性串聯(lián)連接，也就是說(shuō)，除了最后一個(gè)電壓源以外的其他任何一個(gè)電壓源的第二電源終端電性連接至與所述電壓源緊鄰的下一個(gè)電壓源的第一電源終端，第一個(gè)電壓源的第一電源終端電性連接至所述多個(gè)模塊的第一個(gè)模塊的第一輸入端，所述最后一個(gè)電壓源的第二電源終端電性連接至所述多個(gè)模塊的最后一個(gè)模塊的第二輸入端。

作為一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)電壓源包括極性電容。

每個(gè)開(kāi)關(guān)電路具有第一開(kāi)關(guān)終端和第二開(kāi)關(guān)終端，在不允許有電流從所述第一開(kāi)關(guān)終端和所述第二開(kāi)關(guān)終端之間通過(guò)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)允許有電流從所述第一終端和所述第二終端之間通過(guò)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)。每個(gè)開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)終端電性連接至對(duì)應(yīng)模塊的第二輸入端和與所述對(duì)應(yīng)模塊緊鄰的下一個(gè)模塊的第一輸入端之間的連接節(jié)點(diǎn)；每個(gè)開(kāi)關(guān)電路的第二開(kāi)關(guān)終端電性連接至對(duì)應(yīng)電壓源的第二電源終端和與所述對(duì)應(yīng)電壓源緊鄰的下一個(gè)電壓源的第一電源終端。

在操作過(guò)程中，當(dāng)對(duì)應(yīng)模塊或與所述對(duì)應(yīng)模塊緊鄰的下一個(gè)模塊的輸入電壓在從第一預(yù)設(shè)值到大于第一預(yù)設(shè)值的第二預(yù)設(shè)值之間的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路運(yùn)行在斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)對(duì)應(yīng)模塊或與所述對(duì)應(yīng)模塊緊鄰的下一個(gè)模塊的輸入電壓超出了所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路運(yùn)行在導(dǎo)通狀態(tài)，從而，通過(guò)對(duì)應(yīng)電壓源或與所述對(duì)應(yīng)電壓源緊鄰的下一個(gè)電壓源，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)模塊或與所述對(duì)應(yīng)模塊緊鄰的下一個(gè)模塊的輸入電壓使其在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述每個(gè)開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)開(kāi)關(guān)電路還包括電阻，所述電阻電性連接至所述開(kāi)關(guān)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)包括雙向瞬態(tài)電壓抑制器、壓敏電阻、氣體管、繼電器、一個(gè)或多個(gè)晶體管、或其組合。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器電路包括多個(gè)輸入電容，每個(gè)輸入電容具有第一電容終端和第二電容終端，每個(gè)電容的第一電容終端電性連接至對(duì)應(yīng)模塊的第一輸入端，每個(gè)電容的第二電容終端電性連接至對(duì)應(yīng)模塊的第二輸入端。

所述轉(zhuǎn)換器電路還包括一個(gè)輸出電容，所述輸出電容具有第一終端，電性連接至每個(gè)模塊的第一輸出端；所述輸出電容還具有第二終端，電性連接至每個(gè)模塊的第二輸出端。

所述轉(zhuǎn)換器電路還包括一個(gè)控制器，所述控制器用于通過(guò)檢測(cè)每個(gè)模塊的輸入電壓來(lái)控制對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路。