可變匝比輸出直流-直流變換器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]應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。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種容易實現軟開關，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]為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為:
[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、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組成，在諧振回路和輸出全橋整流電路之間設置變壓器組，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，副邊繞組并聯，中心抽頭繞組并聯的連接方式，諧振回路的第二諧振電感并聯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置所述匝比切換開關，所述匝比切換開關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成:八個開關管和四個二極管構成的橋式電路；四個開關管構成橋式電路。
[0008]所述輸出全橋整流電路是由四個二極管構成的橋式整流電路。
[0009]所述PWM控制電路包括有驅動電路、PWM調制電路、隔離電路、PID調節器、基準電壓電路。
[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]所述匝比切換開關實現全橋整流電路的輸入端一側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，匝比切換開關采用單個繼電器，或者兩個繼電器并聯，或者開關管串并聯組成。
[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，當滿足V彡Vref+ Δ V時，匝比切換開關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，當檢測輸出電壓V滿足V ( Vref- Δ V時，匝比切換開關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，通過調整輸入側電壓Vin可調整輸出Vo，只有當需要輸出的電壓Vo超出Vin的調整范圍時，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。在匝比切換開關的切換過程中，PWM斬波器處于不工作狀態，當匝比切換動作完成后，PWM斬波器開始正常工作。
[0015]綜上，與現有技術相比，本發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合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明的實施例。
【附圖說明】
[0017]圖1為目前現有直流-直流變換器的電路示意圖。
[0018]圖2為本發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]現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0025]實施例一
[0026]以圖3為例，說明本發明的關鍵實施例方案，本發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依次串聯組成，在諧振回路3和輸出全橋整流電路6之間設置變壓器組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，副邊繞組并聯，中心抽頭繞組并聯的連接方式，諧振回路3的第二諧振電感并聯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之間設置所述匝比切換開關5，所述匝比切換開關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采用八個開關管和四個二極管構成橋式電路；
[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，開關頻率為fs的方波至PWM斬波電路2，包括有驅動電路、PWM調制電路、隔離電路、PID(比例、積分、微分)調節器、基準電壓電路。
[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串聯組成，第一諧振電感Lr與諧振電容Cr串聯組成第一諧振濾波電路，濾除高次諧波，允許基波電流通過