[發(fā)明專利]一種隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器及其進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580065593.2
• 申請(qǐng)日: 2015-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107005173B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路爾斯·迪蘇薩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維洛發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車中的使用隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的方法，轉(zhuǎn)換器包括：磁性組件，具有被電絕緣隔板分隔開(kāi)的一次電路與二次電路；一次側(cè)開(kāi)關(guān)，連接至磁性組件的一次電路；整流電路，包括二次側(cè)開(kāi)關(guān)，第一二次側(cè)開(kāi)關(guān)連接至二次電路的第一端子且第二二次側(cè)開(kāi)關(guān)連接至二次電路的第二端子，所述開(kāi)關(guān)共享端子；方法包括：在某一時(shí)間周期中以占空因數(shù)來(lái)開(kāi)關(guān)一次側(cè)開(kāi)關(guān)，以通過(guò)磁性組件將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓；使用整流電路對(duì)由二次電路遞送的電流進(jìn)行整流，二次側(cè)開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)是與相應(yīng)的一次側(cè)開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行開(kāi)關(guān)，且二次側(cè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)相對(duì)于其對(duì)應(yīng)的一次側(cè)開(kāi)關(guān)以相位超前閉合，使得二次側(cè)開(kāi)關(guān)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)同時(shí)閉合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的方法以及一種被配置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

隔離直流/直流(direct current/direct current，簡(jiǎn)稱：DC/DC)轉(zhuǎn)換器可具有零電壓開(kāi)關(guān)(zero voltage switching，簡(jiǎn)稱：ZVS)或零電流開(kāi)關(guān)(zero currentswitching，簡(jiǎn)稱：ZCS)，此使得可在電壓轉(zhuǎn)換期間減少開(kāi)關(guān)損耗。因此，這些轉(zhuǎn)換器在其中能量資源受到限制的汽車應(yīng)用中特別有利。在交通工具中，可使用電壓轉(zhuǎn)換器在交通工具的若干電氣網(wǎng)絡(luò)之間改變電壓電平或者在能量來(lái)源與交通工具所搭載的耗電項(xiàng)目之間進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器從美國(guó)專利US 5754413得知，且在圖1中進(jìn)行說(shuō)明。所述轉(zhuǎn)換器包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)Q1、Q2，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)Q1、Q2在其中點(diǎn)處連接至包括串聯(lián)的兩個(gè)變壓器T、T'的分支(branch)。所述轉(zhuǎn)換器被配置成半橋(half bridge)形式。開(kāi)關(guān)Q1、Q2對(duì)去往變壓器T、T'的能量傳輸進(jìn)行控制，以使得將轉(zhuǎn)換器的輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓。連接至變壓器的二次的二極管D1、D2使得可對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行整流。通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)的占空因數(shù)(duty factor)進(jìn)行控制來(lái)獲得輸出電壓。在周期的第一部分中，第一開(kāi)關(guān)Q1閉合而第二開(kāi)關(guān)Q2斷開(kāi)。在所述周期的第二部分中，第一開(kāi)關(guān)Q1斷開(kāi)而第二開(kāi)關(guān)Q2閉合。增益對(duì)應(yīng)于隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入電壓之間的比率。

為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輸出電壓值，已知對(duì)隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的負(fù)載比(dutyratio)進(jìn)行修改以調(diào)整轉(zhuǎn)換器的增益。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入電壓變化時(shí)，已知改變隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)的占空比以調(diào)節(jié)其輸出電壓，即，使其輸出電壓保持為期望值。然而，整流二極管的電壓應(yīng)力(voltage stress)相依于轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)的占空因數(shù)。此應(yīng)力在占空因數(shù)接近于0％或100％時(shí)可能變得顯著。此外，當(dāng)占空因數(shù)不同于50％時(shí)，一次處的電流的極值在第一部分與第二部分上是不同的。因此，對(duì)于一個(gè)部分，電流所達(dá)到的電平無(wú)法足以確保在下一開(kāi)關(guān)操作期間進(jìn)行軟開(kāi)關(guān)(soft switching)。這些缺點(diǎn)限制了隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器在機(jī)動(dòng)車中的使用。

因此尋求一種改善隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的性能以使隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器能夠用于機(jī)動(dòng)車中的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明涉及一種使用隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的方法，所述轉(zhuǎn)換器包括：

磁性組件，具有被電絕緣隔板分隔開(kāi)的一次電路與二次電路；

開(kāi)關(guān)，被稱為一次側(cè)開(kāi)關(guān)，連接至所述磁性組件的所述一次電路；

整流電路，包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)被稱為二次側(cè)開(kāi)關(guān)，其中第一二次側(cè)開(kāi)關(guān)連接至所述二次電路的第一端子且第二二次側(cè)開(kāi)關(guān)連接至所述二次電路的第二端子，所述兩個(gè)開(kāi)關(guān)共享端子；

所述方法包括以下步驟：

在某一時(shí)間周期中以占空因數(shù)來(lái)開(kāi)關(guān)所述一次側(cè)開(kāi)關(guān)，以通過(guò)所述磁性組件將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓；