[發明專利]直流-直流轉換器

在審

• 申請號: 202011155892.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN113497548A
• 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: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;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，其在第一電容的第一電極與第二電極之間串聯連接；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，其執行脈沖寬度調制控制。在第二電容發生故障的情況下，基于作為測量到的輸出電壓的第一檢測電壓與直流?直流轉換器的目標輸出電壓之間的比較結果，所述直流?直流轉換器執行脈沖寬度調制控制，使得第一開關和第二開關進入相同狀態并且第三開關和第四開關進入相同狀態。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC轉換器，更具體地，涉及這樣一種飛跨DC-DC轉換器：即使由于其飛跨電容的斷路或短路故障而導致飛跨電容的電壓無法控制，該飛跨DC-DC轉換器也能夠穩定地運行。

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/斷開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相鄰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預定水平(轉換器的輸出電壓的一半)，因此難以控制。

當飛跨電容發生斷路或短路故障時，無法保持飛跨電容的電壓。在這種情況下，存在向開關施加過高的電壓的風險，從而導致開關燒毀。

以上陳述僅僅旨在幫助理解本發明的背景技術，而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飛跨DC-DC轉換器，即使在由于其飛跨電容發生斷路或短路故障而無法控制飛跨電容的電壓時，所述飛跨DC-DC轉換器也能夠穩定地運行。

為了實現該目的，根據本發明的一方面，提供一種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，其在第一電容的第一電極與第二電極之間串聯連接；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，在第二電容發生斷路或短路故障的情況下，根據作為測量到的輸出電壓的第一檢測電壓與作為目標輸出電壓的輸出電壓指令值之間的比較結果，所述控制器執行脈沖寬度調制(PWM)控制，使得第一開關和第二開關進入相同狀態并且第三開關和第四開關進入相同狀態。所述輸出電壓為第一電容的第一電極與第二電極之間的電壓或所述電感與所述第一電容和所述第四開關的連接節點之間的電壓。

根據本發明的一個實施方案，在第二電容發生斷路或短路故障的情況下，所述控制器可以：根據第一檢測電壓與輸出電壓指令值之間的比較結果，生成作為目標電感電流的電感電流指令值，根據電感電流指令值與電感的實際檢測電流之間的比較結果，生成第一控制電壓指令值，并且根據第一控制電壓指令值與具有預設頻率的三角波信號之間的比較結果，執行PWM控制，使得第一開關和第二開關進入相同狀態并且第三開關和第四開關進入相同狀態。

根據本發明的一個實施方案，當執行PWM控制使得第一開關和第二開關進入相同狀態并且第三開關和第四開關進入相同狀態時，所述控制器可以減小所述DC-DC轉換器的升壓比。