本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種DC/DC變換器。

背景技術(shù)：

DC/DC變換技術(shù)作為開關(guān)電源技術(shù)的重點(diǎn)，也是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，很多形式的變換電路都是由DC/DC變換電路演變而來的，DC/DC變換電路是一組電參數(shù)的直流電能變換為另一組電參數(shù)的直流電能的電路。目前DC/DC變換器廣泛應(yīng)用于通訊、計(jì)算機(jī)、工業(yè)設(shè)備、家用電器和新能源汽車等領(lǐng)域。

在實(shí)際的大量應(yīng)用中，需要具有變壓器隔離的開關(guān)變換器，以實(shí)現(xiàn)變換器輸入與輸出之間的隔離。現(xiàn)在一般采用高頻變壓器隔離型直流變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)隔離。如圖1a所示，半橋式LLC諧振變換器的主電路包括逆變電路11、諧振電路12和整流電路13，其中，諧振電路12包括諧振電容、并聯(lián)諧振電感、串聯(lián)諧振電感和變壓器；諧振電路12是DC/DC變換電路中的重要組成部分，可以看出現(xiàn)有技術(shù)諧振電路12電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用器件較多，且如果為了實(shí)現(xiàn)更大功率傳輸，如圖1b所示進(jìn)行電路擴(kuò)展，會(huì)使得諧振電路22結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，需要使用更多器件。

現(xiàn)有技術(shù)電路器件多，電路復(fù)雜，且根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展后，電路更加復(fù)雜，需求的電路器件更多，由于影響諧振效果因素很多，所以諧振電路器件越少電路越簡(jiǎn)單越好，這樣可以減少干擾因素，也便于生產(chǎn)，因此如何減少器件數(shù)量，將電路變得更為簡(jiǎn)單成為了一個(gè)主要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種DC/DC變換器，減少了電路器件需求，降低了電路復(fù)雜性。其具體方案如下：

一種DC/DC變換器，包括依次連接的逆變電路、諧振電路和整流電路；

所述逆變電路輸入端接直流電源；

所述諧振電路輸入端與所述逆變電路輸出端相連，所述諧振電路包括諧振電容、變壓器組，其中，所述變壓器組包括第一變壓器和第二變壓器，所述第一變壓器的原邊繞組為所述諧振電路的第一諧振電感，所述第二變壓器的原邊繞組為所述諧振電路的第二諧振電感，所述第一諧振電感與所述第二諧振電感串聯(lián)，所述諧振電容連接在所述逆變電路與所述變壓器組之間，所述第一諧振電感、第二諧振電感、諧振電容構(gòu)成諧振槽；

所述整流電路與所述第一變壓器副邊繞組和第二變壓器副邊繞組相連，用于控制第一諧振電感和第二諧振電感是否參與諧振。優(yōu)選的，所述逆變電路包括全橋式開關(guān)電路，所述全橋式開關(guān)電路包括第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂包括第一全控型器件和第二全控型器件且所述第一全控型器件與所述第二全控型器件串聯(lián)，所述第二橋臂包括第三全控型器件和第四全控型器件且所述第三全控型器件與所述第四全控型器件串聯(lián)，所述第一全控型器件和所述第二全控型器件的相接點(diǎn)引出所述逆變電路的第一輸出端，所述第三全控型器件與所述第四全控型器件的相接點(diǎn)引出所述逆變電路的第二輸出端。

優(yōu)選的，所述逆變電路包括半橋式開關(guān)電路，所述半橋式開關(guān)電路包括第三橋臂，所述第三橋臂包括第五全控型器件和第六全控型器件且所述第五全控型器件與所述第六全控型器件串聯(lián)，所述第五全控型器件與所述第六全控型器件的相接點(diǎn)引出所述逆變電路的第一輸出端，所述第三橋臂的下端引出所述逆變電路的第二輸出端。

優(yōu)選的，所述諧振電容的第一端與所述逆變電路的第一輸出端相連，所述諧振電容的第二端與第一諧振電感的第一端連接，所述第一諧振電感的第二端與所述第二諧振電感的第一端連接，所述第二諧振電感的第二端與所述逆變電路的第二輸出端連接。

優(yōu)選的，所述諧振電容包括分裂電容組，所述分裂電容組包括第一分裂電容和第二分裂電容，所述第一分裂電容連接在所述逆變電路第三橋臂上端和第二諧振電感第二端之間，所述第二分裂電容連接在所述逆變電路第三橋臂下端和第二諧振電感第二端之間，所述第一諧振電感的第一端與所述逆變電路的第一輸出端連接，所述第一諧振電感的第二端與所述第二諧振電感的第一端連接。

優(yōu)選的，所述逆變電路中全控型器件為電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管。

優(yōu)選的，所述逆變電路中全控型器件占空比均為0.5。

優(yōu)選的，所述第一變壓器的參數(shù)設(shè)置和所述第二變壓器的參數(shù)設(shè)置相同。

優(yōu)選的，所述整流電路為全波整流電路，所述全波整流電路包括第一二極管、第二二極管、輸出電容和輸出電阻，所述第一變壓器的副邊繞組、所述第一二極管、所述第二二極管和所述第二變壓器的副邊繞組依次串聯(lián)，所述輸出電容的第一端連接在所述第一二極管和所述第二二極管之間，所述輸出電容的第二端連接在所述第一變壓器的副邊繞組和所述第二變壓器的副邊繞組之間，所述輸出電阻并聯(lián)所述輸出電容。

優(yōu)選的，所述第一二極管和第二二極管均為整流二極管。

本發(fā)明所提供的DC/DC變換器，諧振電路包括諧振電容、變壓器組，其中，所述變壓器組包括第一變壓器和第二變壓器，所述第一變壓器的原邊繞組為所述諧振電路的第一諧振電感，所述第二變壓器的原邊繞組為所述諧振電路的第二諧振電感，所述第一諧振電感與所述第二諧振電感串聯(lián)，所述諧振電容連接在所述逆變電路與所述變壓器組之間，所述第一諧振電感、第二諧振電感、諧振電容構(gòu)成諧振槽。所述整流電路與所述第一變壓器副邊繞組和第二變壓器副邊繞組相連，用于控制第一諧振電感和第二諧振電感是否參與諧振。

當(dāng)電路工作時(shí)諧振電路會(huì)有兩個(gè)諧振頻率，第一諧振頻率是諧振電容和任意一個(gè)諧振電感相互諧振產(chǎn)生的，例如，整流電路中的副邊第一二極管導(dǎo)通，第二二極管關(guān)閉，第一諧振電感被輸出電壓鉗位，不參與諧振，此時(shí)第二諧振電感參與諧振；第二諧振頻率是第一諧振電感、第二諧振電感和諧振電容一起進(jìn)入諧振狀態(tài)產(chǎn)生的，此時(shí)第一二極管和第二二極管均處于關(guān)斷狀態(tài)。

由上述工作過程可知，本發(fā)明所提供的DC/DC變換器，通過將兩個(gè)變壓器的原邊繞組充當(dāng)諧振電感，從而無需獨(dú)立的諧振電感，減少了電路器件的使用簡(jiǎn)化了電路，同時(shí)使用兩個(gè)變壓器可以實(shí)現(xiàn)更大功率傳輸利于擴(kuò)展。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1a和圖1b為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種DC/DC變換器示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種DC/DC變換器示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種DC/DC變換器示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種DC/DC變換器示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種DC/DC變換器示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種DC/DC變換器，包括依次連接的橋式開關(guān)電路、諧振電路202和整流電路。如圖2所示，具體的：

逆變電路201包括多個(gè)全控型器件，全控型器件上可以并聯(lián)有濾波電路，濾波電路包括濾波電容和濾波二極管且濾波電容和濾波二極管并聯(lián)，濾波電容的第一端、濾波二極管的負(fù)極和全控型器件的輸入端連接，濾波電容的第二端、濾波二極管的正極和全控型器件的輸出端連接，可以理解的是逆變電路201中各元件參數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，例如將電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的占空比設(shè)置為0.5，逆變電路201的兩個(gè)輸出端連接諧振電路202。電流通過電源流向全控型器件，多個(gè)全控型器件根據(jù)預(yù)設(shè)的開關(guān)條件，進(jìn)行開關(guān)斷操作，使電流按照預(yù)設(shè)的電路流向諧振電路202。

諧振電路202包括諧振電容2021、變壓器組2022，其中，變壓器組2022包括第一變壓器和第二變壓器，第一變壓器的原邊繞組np21為諧振電路202的第一諧振電感Lm21，第二變壓器的原邊繞組np22為諧振電路202的第二諧振電感Lm22；諧振電容2021連接在逆變電路201與變壓器組2022之間，第一諧振電感Lm21的第一端與逆變電路201的第一輸出端連接，第一諧振電感Lm21的第二端與第二諧振電感Lm22的第一端串聯(lián)，第二諧振電感Lm22的第二端與逆變電路201的第二輸出端連接。

整流電路包括整流二極管，整流二極管與第一變壓器和第二變壓器的副邊繞組連接。電流通過變壓器副邊繞組進(jìn)入整流電路，流經(jīng)整流二極管，整流二極管對(duì)電流進(jìn)行整流，整流后的電流流回變壓器的副邊繞組，返回原邊。也即，本發(fā)明實(shí)施例中，整流電路與第一變壓器的副邊繞組和第二變壓器的副邊繞組相連，可用于控制上述第一諧振電感和第二諧振電感是否參與諧振。

整流電路還可以為全波整流電路203，全波整流電路203包括第一二極管D21、第二二極管D22、輸出電容Co2和輸出電阻Ro2，第一變壓器的副邊繞組ns21、第一二極管D21、第二二極管D22和第二變壓器的副邊繞組ns22依次串聯(lián)，輸出電容Co2的第一端連接在第一二極管D21和第二二極管D22之間，輸出電容Co2的第二端連接在第一變壓器的副邊繞組ns21和第二變壓器的副邊繞組ns22之間，輸出電阻Ro2與輸出電容Co2并聯(lián)。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的全控型器件可以為電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極晶體管，當(dāng)然也可以為其他能夠起到相同作用的器件，在此不做具體限定。第一變壓器的參數(shù)設(shè)置和第二變壓器的參數(shù)設(shè)置可以相同。

可見，本發(fā)明所提供的DC/DC變換器，通過將兩個(gè)變壓器的原邊繞組充當(dāng)諧振電感，從而無需獨(dú)立的諧振電感，減少了電路器件的使用簡(jiǎn)化了電路，同時(shí)使用兩個(gè)變壓器可以實(shí)現(xiàn)更大功率傳輸利于擴(kuò)展。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種具體的DC/DC變換器，相對(duì)于上一實(shí)施例，本實(shí)施例對(duì)技術(shù)方案作了進(jìn)一步的說明和優(yōu)化。如圖3所示，具體的：

本發(fā)明實(shí)施例逆變電路為全橋式開關(guān)電路301，全橋式開關(guān)電路301包括第一橋臂和第二橋臂，第一橋臂包括第一電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q31和第二電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q32且第一電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q31的漏極與第二電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q32的源極連接，第二橋臂包括第三電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q33和第四電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q34且第三電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q33的源極與第四電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q34的漏極連接，逆變電路的輸入端接電壓源Vin3，逆變電路的第一輸出端、第一電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q31的漏極和第二電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q32的源極連接，逆變電路的第二輸出端、第三電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q33的源極和第四電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q34的漏極連接。

諧振電路302的諧振電容Cr31的第一端連接逆變電路的第一輸出端，諧振電容Cr31的第二端與第一諧振電感Lm31的第一端連接，第一諧振電感Lm31的第二端與第二諧振電感Lm32的第一端連接，第二諧振電感Lm32的第二端與逆變電路的第二輸出端連接。

當(dāng)電路工作時(shí)諧振電路302會(huì)有兩個(gè)諧振頻率，第一諧振頻率是諧振電容Cr31和任意一個(gè)諧振電感相互諧振產(chǎn)生的，例如，當(dāng)?shù)谝欢O管D21導(dǎo)通，第二二極管D22關(guān)閉，第一諧振電感Lm31被輸出電壓鉗位，不參與諧振，此時(shí)第二諧振電感Lm32參與諧振；第二諧振頻率是第一諧振電感Lm31、第二諧振電感Lm32和諧振電容Cr31一起進(jìn)入諧振狀態(tài)產(chǎn)生的，此時(shí)第一二極管D21和第二二極管D22均處于關(guān)斷狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例中的其他電路器件也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行更換、改進(jìn)和參數(shù)設(shè)置，例如，全波整流電路中的第一二極管D21和第二二極管D22可以均為整流二極管，此處不作具體限定。

可以理解的是本發(fā)明實(shí)施例中的電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以替換為絕緣柵雙極晶體管。

本發(fā)明實(shí)施例通過逆變電路選用全橋式開關(guān)電路301，能減少輸入電流帶來的問題，同時(shí)開關(guān)電流減小到了一半，輸入通流能力增加一倍。

本發(fā)明實(shí)施例公開了另一種具體的DC/DC變換器，相對(duì)于上一實(shí)施例，本實(shí)施例對(duì)技術(shù)方案作了進(jìn)一步的說明和優(yōu)化。如圖4所示，具體的：

本發(fā)明實(shí)施例逆變電路為半橋式開關(guān)電路401，半橋式開關(guān)電路401包括第三橋臂，第三橋臂包括第五電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q41和第六電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q42且第五電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q41與第六電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q42串聯(lián)，逆變電路的輸入端接電壓源Vin4，第五電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q41的源極與逆變電路的第二輸出端相連，第六電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q42的源極與逆變電路的第一輸出端相連，第一諧振電感Lm31的第一端與逆變電路的第一輸出端相連，第一諧振電感Lm31的第二端與第二諧振電感Lm32的第一端連接，第二諧振電感Lm32的第二端與逆變電路的第二輸出端相連。

諧振電路302中的諧振電容Cr31可以連接在逆變電路與變壓器組之間，諧振電容Cr31的第一端連接在第六電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q42的源極和第五電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q41的漏極之間，諧振電容Cr31的第二端與第一諧振電感Lm31的第一端連接。

可以理解的是本發(fā)明實(shí)施例中的電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以替換為絕緣柵雙極晶體管。

本發(fā)明實(shí)施例逆變電路選用半橋式開關(guān)電路401，抗干擾能力提升，且電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。

本發(fā)明實(shí)施例公開了另一種具體的DC/DC變換器，相對(duì)于上一實(shí)施例，本實(shí)施例對(duì)技術(shù)方案作了進(jìn)一步的說明和優(yōu)化。如圖5所示，具體的：

本發(fā)明實(shí)施例中的逆變電路與上一實(shí)施例中的逆變電路相同，均為半橋式開關(guān)電路401，在此不做贅述。

諧振電路502中的諧振電容還可以為分裂電容組，分裂電容組包括第一分裂電容Cr51和第二分裂電容Cr52且第一分裂電容Cr51與第二分裂電容Cr52串聯(lián)，分裂電容組與第三電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)，第二諧振電感Lm52的第二端連接在第一分裂電容Cr51與第二分裂電容Cr52之間。

可以理解的是本發(fā)明實(shí)施例中的電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以替換為絕緣柵雙極晶體管。

本發(fā)明實(shí)施例諧振電路502中的諧振電容改為分裂電容能夠減少電流紋波，增強(qiáng)電路的隔離能力。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種DC/DC變換器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。