[实用新型]可变匝比输出直流-直流变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流-直流变换器，特别涉及一种可以满足宽电压输出要求的可变匝比输出直流-直流变换器。

背景技术

应用于电动汽车充电桩的直流充电模块，为了满足电动汽车不同的充电电压要求，要求直流充电模块有宽电压输出要求。现在的直流充电模块为了获得宽电压输出能力，通常采用的办法是增加模块工作频率的范围，参考附图1所示，此方案的缺点是：模块工作频率范围增加，使工作频率偏离谐振频率越远，会造成模块的效率降低，电磁兼容性(EMC)变差。

因此，亟需一种可变匝比输出直流-直流变换器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种容易实现软开关，变压器可变匝比输出直流-直流变换器，从而使输出电压的可变范围增大，效率提升。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种可变匝比输出直流-直流变换器，由直流电压源、PWM斩波电路、PWM控制电路、谐振回路、变压器组、匝比切换开关、输出全桥整流电路组成，其中，直流电压源的输出端连接到PWM斩波电路的输入端，所述PWM斩波电路输出端连接到谐振回路的输入端，所述谐振回路由谐振电容、第一谐振电感及第二谐振电感依次串联组成，在谐振回路和输出全桥整流电路之间设置变压器组，变压器组由一个或一个以上的变压器组成，多个变压器之间采用原边绕组串联，副边绕组并联，中心抽头绕组并联的连接方式，谐振回路的第二谐振电感并联于变压器组的原边绕组，变压器组的副边绕组连接到输出全桥整流电路，在变压器组和输出全桥整流电路之间设置所述匝比切换开关，所述匝比切换开关支持切换连接到副边绕组或抽头绕组用以进行匝比切换，PWM控制电路的一端连接在输出全桥整流电路，另一端连接在PWM斩波电路。

所述PWM斩波电路采用下述两种方案之一构成：八个开关管和四个二极管构成的桥式电路；四个开关管构成桥式电路。

所述输出全桥整流电路是由四个二极管构成的桥式整流电路。

所述PWM控制电路包括有驱动电路、PWM调制电路、隔离电路、PID调节器、基准电压电路。

所述第一谐振电感和第二谐振电感采用外置谐振电感、利用变压器的漏电感或激励电感。

所述匝比切换开关实现全桥整流电路的输入端一侧是与变压器副边绕组连接或是与中心抽头绕组连接的功能，匝比切换开关采用单个继电器，或者两个继电器并联，或者开关管串并联组成。

所述谐振电容，第一谐振电感提供的第一谐振频率与PWM控制电路的输出脉冲频率相同。

所述直流电压源的输出端跨接有输入滤波器，所述输出全桥整流电路的输出端跨接有输出滤波器。

本直流-直流变换器匝比切换时的工作原理如附图2所示，简单说明如下：定义一个参考电压Vref及回滞电压ΔV，检测输出电压V，当满足V≥Vref+ΔV时，匝比切换开关切换至变压器副边绕组处，此时变压器原副比的匝比为N1，输出端可获得高电压输出，当检测输出电压V满足V≤Vref-ΔV时，匝比切换开关切换至变压器的中心抽头绕组处，此时变压器原副边的匝比为N2，输出端获得低一级的电压输出。直流-直流变换器工作于固定的第一谐振频率fs处，通过调整输入侧电压Vin可调整输出Vo，只有当需要输出的电压Vo超出Vin的调整范围时，才通过改变直流-直流变换器的工作频率来改变直流-直流变换器的电压增益，以满足输出电压的要求。在匝比切换开关的切换过程中，PWM斩波器处于不工作状态，当匝比切换动作完成后，PWM斩波器开始正常工作。

综上，与现有技术相比，本实用新型的可变匝比输出直流-直流变换器，通过变压器副边的匝比切换开关来改变变压器绕组的匝比，可以灵活满足宽电压输出范围要求，且让直流-直流变换器在满足宽范围输出电压要求时可工作于第一谐振频率处，提高直流-直流变换器的效率。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为目前现有直流-直流变换器的电路示意图。

图2为本实用新型可变匝比输出直流-直流变换器匝比切换时工作原理示意图。

图3为本实用新型可变匝比输出直流-直流变换器的第一个实施例电路示意图。

图4为本实用新型可变匝比输出直流-直流变换器的第二个实施例电路示意图。

图5为本实用新型可变匝比输出直流-直流变换器的第三个实施例电路示意图。

图6为本实用新型可变匝比输出直流-直流变换器的第四个实施例电路示意图。