可變匝比輸出直流-直流變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流變換器，特別涉及一種可以滿足寬電壓輸出要求的可變匝比輸出直流-直流變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用于電動汽車充電粧的直流充電模塊，為了滿足電動汽車不同的充電電壓要求，要求直流充電模塊有寬電壓輸出要求。現(xiàn)在的直流充電模塊為了獲得寬電壓輸出能力，通常采用的辦法是增加模塊工作頻率的范圍，參考附圖1所示，此方案的缺點是:模塊工作頻率范圍增加，使工作頻率偏離諧振頻率越遠，會造成模塊的效率降低，電磁兼容性(EMC)變差。
[0003]因此，亟需一種可變匝比輸出直流-直流變換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種容易實現(xiàn)軟開關(guān)，變壓器可變匝比輸出直流-直流變換器，從而使輸出電壓的可變范圍增大，效率提升。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0006]一種可變匝比輸出直流-直流變換器，由直流電壓源、PWM斬波電路、PWM控制電路、諧振回路、變壓器組、匝比切換開關(guān)、輸出全橋整流電路組成，其中，直流電壓源的輸出端連接到PWM斬波電路的輸入端，所述PWM斬波電路輸出端連接到諧振回路的輸入端，所述諧振回路由諧振電容、第一諧振電感及第二諧振電感依次串聯(lián)組成，在諧振回路和輸出全橋整流電路之間設(shè)置變壓器組，變壓器組由一個或一個以上的變壓器組成，多個變壓器之間采用原邊繞組串聯(lián)，副邊繞組并聯(lián)，中心抽頭繞組并聯(lián)的連接方式，諧振回路的第二諧振電感并聯(lián)于變壓器組的原邊繞組，變壓器組的副邊繞組連接到輸出全橋整流電路，在變壓器組和輸出全橋整流電路之間設(shè)置所述匝比切換開關(guān)，所述匝比切換開關(guān)支持切換連接到副邊繞組或抽頭繞組用以進行匝比切換，PWM控制電路的一端連接在輸出全橋整流電路，另一端連接在PWM斬波電路。
[0007]所述PWM斬波電路采用下述兩種方案之一構(gòu)成:八個開關(guān)管和四個二極管構(gòu)成的橋式電路；四個開關(guān)管構(gòu)成橋式電路。
[0008]所述輸出全橋整流電路是由四個二極管構(gòu)成的橋式整流電路。
[0009]所述PWM控制電路包括有驅(qū)動電路、PWM調(diào)制電路、隔離電路、PID調(diào)節(jié)器、基準(zhǔn)電壓電路。
[0010]所述第一諧振電感和第二諧振電感采用外置諧振電感、利用變壓器的漏電感或激勵電感。
[0011]所述匝比切換開關(guān)實現(xiàn)全橋整流電路的輸入端一側(cè)是與變壓器副邊繞組連接或是與中心抽頭繞組連接的功能，匝比切換開關(guān)采用單個繼電器，或者兩個繼電器并聯(lián)，或者開關(guān)管串并聯(lián)組成。
[0012]所述諧振電容，第一諧振電感提供的第一諧振頻率與PWM控制電路的輸出脈沖頻率相同。
[0013]所述直流電壓源的輸出端跨接有輸入濾波器，所述輸出全橋整流電路的輸出端跨接有輸出濾波器。
[0014]本直流-直流變換器匝比切換時的工作原理如附圖2所示，簡單說明如下:定義一個參考電壓Vref及回滯電壓Δ V，檢測輸出電壓V，當(dāng)滿足V彡Vref+ Δ V時，匝比切換開關(guān)切換至變壓器副邊繞組處，此時變壓器原副比的匝比為N1，輸出端可獲得高電壓輸出，當(dāng)檢測輸出電壓V滿足V ( Vref- Δ V時，匝比切換開關(guān)切換至變壓器的中心抽頭繞組處，此時變壓器原副邊的匝比為N2，輸出端獲得低一級的電壓輸出。直流-直流變換器工作于固定的第一諧振頻率fs處，通過調(diào)整輸入側(cè)電壓Vin可調(diào)整輸出Vo，只有當(dāng)需要輸出的電壓Vo超出Vin的調(diào)整范圍時，才通過改變直流-直流變換器的工作頻率來改變直流-直流變換器的電壓增益，以滿足輸出電壓的要求。在匝比切換開關(guān)的切換過程中，PWM斬波器處于不工作狀態(tài)，當(dāng)匝比切換動作完成后，PWM斬波器開始正常工作。
[0015]綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的可變匝比輸出直流-直流變換器，通過變壓器副邊的匝比切換開關(guān)來改變變壓器繞組的匝比，可以靈活滿足寬電壓輸出范圍要求，且讓直流-直流變換器在滿足寬范圍輸出電壓要求時可工作于第一諧振頻率處，提高直流-直流變換器的效率。
[0016]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。
【附圖說明】
[0017]圖1為目前現(xiàn)有直流-直流變換器的電路示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器匝比切換時工作原理示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器的第一個實施例電路示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器的第二個實施例電路示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器的第三個實施例電路示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器的第四個實施例電路示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明可變匝比輸出直流-直流變換器的第五個實施例電路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。
[0025]實施例一
[0026]以圖3為例，說明本發(fā)明的關(guān)鍵實施例方案，本發(fā)明實施例提供了一種可變匝比輸出直流-直流變換器，由直流電壓源1、PWM斬波電路2、PWM控制電路7、諧振回路3、變壓器組4、匝比切換開關(guān)5、輸出全橋整流電路6組成，其中，直流電壓源1的輸出端連接到PWM斬波電路2的輸入端，所述PWM斬波電路2輸出端連接到諧振回路3的輸入端，所述諧振回路3由諧振電容Cr、第一諧振電感Lr及第二諧振電感Lm依次串聯(lián)組成，在諧振回路3和輸出全橋整流電路6之間設(shè)置變壓器組4，變壓器組4由一個或一個以上的變壓器組成，多個變壓器之間采用原邊繞組串聯(lián)，副邊繞組并聯(lián)，中心抽頭繞組并聯(lián)的連接方式，諧振回路3的第二諧振電感并聯(lián)于變壓器組的原邊繞組，變壓器組4的副邊繞組連接到輸出全橋整流電路，在變壓器組4和輸出全橋整流電路6之間設(shè)置所述匝比切換開關(guān)5，所述匝比切換開關(guān)5支持切換連接到副邊繞組或抽頭繞組用以進行匝比切換，PWM控制電路7的一端連接在輸出全橋整流電路6，另一端連接在PWM斬波電路2。
[0027]于本實施例中，所述PWM斬波電路2采用八個開關(guān)管和四個二極管構(gòu)成橋式電路；
[0028]于本實施例中，所述輸出全橋整流電路6是由四個二極管構(gòu)成的橋式整流電路。
[0029]于本實施例中，所述PWM控制電路7分別輸出占空比為D和占空比為1_D，開關(guān)頻率為fs的方波至PWM斬波電路2，包括有驅(qū)動電路、PWM調(diào)制電路、隔離電路、PID(比例、積分、微分)調(diào)節(jié)器、基準(zhǔn)電壓電路。
[0030]于本實施例中，諧振回路3由諧振電容，第一諧振電感Lr，第二諧振電感Lm串聯(lián)組成，第一諧振電感Lr與諧振電容Cr串聯(lián)組成第一諧振濾波電路，濾除高次諧波，允許基波電流通過