[發明專利]直流-直流轉換器

在審

• 申請號: 202011125365.9
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN113497556A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 金重輝;俞定模;李镕在;黃宰豪;樸柱英;樸宰玄
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/158
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及一種直流?直流轉換器，其包括：第一電容；第一開關、第二開關、第三開關和第四開關，其串聯連接在第一電容的第一電極與第二電極之間；第二電容，其連接至第一開關與第二開關的連接節點和第三開關與第四開關的連接節點；電感，其連接至第二開關與第三開關的連接節點；以及控制器，其基于利用第一檢測電壓與第一電壓指令值之間的差值、第二檢測電壓與第二電壓指令值之間的差值和檢測電流的倒數的計算結果來控制第一開關至第四開關中的每一個的導通/關斷狀態，所述檢測電流為流過所述電感的測量電流。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC轉換器，更具體地，涉及一種具有可控性改善的飛跨電容的DC-DC轉換器。

背景技術

將直流(DC)電源從一個電壓水平轉換為另一個電壓水平的DC-DC轉換器廣泛用于各種電子設備中。

關于常規的DC-DC轉換器，已知這樣一種技術：通過利用半導體開關的導通/關斷操作來控制電感的能量累積量和能量釋放量，將直流電源的電壓轉換為另一個電壓。這種類型的DC-DC轉換器具有電感較大并且笨重的缺點。

為了解決這個問題，即，為了減小電感的尺寸和重量，需要減小電感的電感值。為此，已經開發出通過對電容進行充電和放電來減小施加到電感的電壓的技術。

在利用這種技術的多種DC-DC轉換器中，存在這樣一種DC-DC轉換器：其包括一系列開關和設置在所述一系列開關中的兩個開關之間的飛跨電容。

這種具有飛跨電容的DC-DC轉換器存在以下問題：由于需要將飛跨電容的電壓保持在恒定水平，因此難以控制。當飛跨電容的電壓明顯偏離某個水平時，高電壓將會施加到開關，使得開關可能被燒毀。

因此，需要一種改善施加到飛跨電容的電壓的可控性的技術。

以上陳述僅僅旨在幫助理解本發明的背景技術，并不旨在意味著本發明落入本領域技術人員公知的相關技術的范圍內。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種具有可控性改善的飛跨電容的DC-DC轉換器。

為了實現該目的，根據本發明的一方面，提供了一種DC-DC轉換器，其包括：第一電容；第一開關、第二開關、第三開關和第四開關，其串聯連接在第一電容的第一電極與第二電極之間；第二電容，其第一電極和第二電極分別連接至第一開關與第二開關的連接節點和第三開關與第四開關的連接節點；電感，其第一端子連接至第二開關與第三開關的連接節點；以及控制器，其基于利用第一檢測電壓與第一電壓指令值之間的差值、第二檢測電壓與第二電壓指令值之間的差值和檢測電流的倒數的計算結果來控制第一開關至第四開關中的每一個的導通/關斷狀態，所述檢測電流為流過所述電感的測量電流；其中，所述第一檢測電壓是所述第一電容的第一電極與第二電極之間的測量電壓或所述電感的第二端子與所述第一電容和所述第四開關的連接節點之間的測量電壓，所述第二檢測電壓是所述第二電容的第一電極與第二電極之間的測量電壓。

根據本發明的一個實施方案，所述控制器可以基于通過將預設比例控制常數應用于第二檢測電壓與第二電壓指令值之間的差值、并且通過將應用預設比例控制常數的結果值乘以檢測電流的倒數所得到的值來控制第一開關至第四開關中的每一個的導通/關斷狀態。

根據本發明的一個實施方案，當檢測電流的大小在零附近的預設范圍內時，所述控制器可以將檢測電流的倒數確定為預設常數值。

根據本發明的一個實施方案，當檢測電流的大小在零附近的預設范圍內時，所述控制器可以將檢測電流的倒數確定為在所述預設范圍內線性變化的預設常數值。

根據本發明的一個實施方案，所述控制器可以包括：電壓控制器，其基于第一檢測電壓與第一電壓指令值之間的差值來生成作為流過電感的目標電流的電流指令值；電流控制器，其基于所述電流指令值與檢測電流之間的差值來生成第一控制電壓指令值；以及飛跨電容電壓控制器，其基于第二檢測電壓與第二電壓指令值之間的差值和檢測電流的倒數來生成第二控制電壓指令值。