[發(fā)明專利]一種DC?DC轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410053294.4
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103825459B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44285
• 代理人: 唐華明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種DC-DC轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

在目前的通信系統(tǒng)中，電源大部分使用中轉(zhuǎn)母線架構(gòu)(IBA，Intermediate Bus Architecture)。因為IBA彌補了分布式電源架構(gòu)(DPA，Distributed Power Architecture)的缺點。

IBA把DC-DC電源模塊的隔離、變壓及穩(wěn)壓功能分配到兩個器件，這兩個器件分別為中轉(zhuǎn)母線轉(zhuǎn)換器(IBC)和非隔離負載點轉(zhuǎn)換器(niPoL)。

IBC具變壓及隔離功能。niPoL則提供穩(wěn)壓功能。

IBC把半穩(wěn)壓的分布母線轉(zhuǎn)為不穩(wěn)壓及隔離的中轉(zhuǎn)母線電壓(一般是12V)，供電給一連串的niPoL。

niPoL靠近負載，提供變壓及穩(wěn)壓功能。

IBA的原理是把母線電壓降至一個稍稍高于負載點的電壓，再由價格較低的niPoL來完成余下的工作。

因此，IBA相對于DPA具有成本低和動態(tài)特性的優(yōu)勢成為目前通信系統(tǒng)中電源的主流架構(gòu)。

隨著單板業(yè)務(wù)能力的增強，基于負載點供電(POL，Point-of-Load)的轉(zhuǎn)換模塊越來越多，功率越來越高，而電路板的面積不變甚至在縮小，這樣就對IBA電源效率的要求越來越高。

參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種IBA拓撲示意圖。

該IBA拓撲采用以接近50％的固定占空比的工作模式。即在輸入電壓Vin的上半個周期第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3與第六開關(guān)管Q6同時以接近50％的固定占空比導(dǎo)通，在Vin的下半個周期第二開關(guān)管Q2和第四開關(guān)管Q4與第五開關(guān)管Q5以接近50％固定占空比與上半個周期對稱導(dǎo)通。

在這種工作模式下，所有的開關(guān)管(Q1-Q6)均可以實現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)開通，減少開關(guān)損耗，同時由于輸出不需要外加濾波電感，也可以減少濾波電感的銅損和鐵損，整個拓撲的轉(zhuǎn)換效率可以達到最佳。這種工作方式下開關(guān)管的占空比不受環(huán)路控制，又稱為開環(huán)控制。

雖然固定占空比的這種開環(huán)控制可以實現(xiàn)高效功率轉(zhuǎn)換，但由于開環(huán)控制對輸出電壓的不可控性，不可避免地將導(dǎo)致輸出電壓調(diào)節(jié)變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種DC-DC轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換方法，既能夠?qū)崿F(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換效率，而且在電源上電時或者輸入電壓瞬變時不會產(chǎn)生較大的輸入沖擊電流。

第一方面，提供一種DC-DC轉(zhuǎn)換電路，包括：輸出電壓檢測模塊、輸入電壓檢測模塊、參考電壓生成模塊、比較模塊、控制模塊和驅(qū)動模塊；

所述輸出電壓檢測模塊，用于檢測DC-DC轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓，生成與所述輸出電壓成線性關(guān)系的反饋電壓信號；

所述輸入電壓檢測模塊，用于檢測所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路中變壓器的副邊繞組端的電壓，生成與所述副邊繞組端的電壓成線性關(guān)系的輸入電壓信號；

所述參考電壓生成模塊，用于由所述輸入電壓信號生成參考電壓；所述參考電壓與所述輸入電壓信號成線性關(guān)系；

所述比較模塊，用于將所述反饋電壓信號和參考電壓進行比較，將比較結(jié)果發(fā)送給所述控制模塊；

所述控制模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果生成占空比控制信號，將所述占空比控制信號輸出給所述驅(qū)動模塊；

所述驅(qū)動模塊，用于根據(jù)所述占空比控制信號驅(qū)動所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路中的開關(guān)管。

在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述參考電壓與所述輸入電壓信號和所述反饋電壓信號成線性比例關(guān)系，具體為：

V_d＝Vin_dec*K*D/N；

其中，V_d為所述參考電壓；

Vin_dec為所述輸入電壓信號；

D為所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路中開關(guān)管的工作占空比；

N為所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路中變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝比；

K為常數(shù)。

結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，還包括：輸出電流檢測模塊和參考電壓修正模塊；

所述輸出電流檢測模塊，用于檢測DC-DC轉(zhuǎn)換電路的輸出電流，生成反饋電流信號并發(fā)送給所述參考電壓修正模塊；

所述參考電壓修正模塊，用于使用所述反饋電流信號修正所述參考電壓。

結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述參考電壓修正模塊，用于使用所述反饋電流信號Iout_dec修正所述參考電壓V_d的修正關(guān)系為：