[发明专利]一种高低压无感切换的变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高低压无感切换的变换器及其控制方法，变换器包括依次连接的原边模块、第一变压器、副边模块和输出端以及无感切换单元，所述第一变压器包括至少两个原边绕组，无感切换单元包括原边无感切换单元，原边无感切换单元并联在一个或数个原边绕组的两端；原边无感切换单元包括切换开关和功率管，切换开关导通时可以将所并联的一个或数个原边绕组旁路，切换开关与功率管并联；本发明在高低压模式切换过程中可以实现用户端无感切换，不需要关机重启，既缩短了因高、低压切换而延迟的充电时间，又减小了反复开关机对设备寿命的不良影响，从而实现高效、快速地充电，可广泛运用于汽车充电技术领域。

技术领域

本发明涉及电源电路，尤其涉及到一种高低压无感切换的变换器及其控制方法。

背景技术

在新能源汽车快速发展的今天，快速能源补给成了消费者购车最关心的问题；为了迎合客户用户体验，解决终端客户时间过长的痛点，整车厂推动将充电时间缩短至10-15分钟，以获得燃油车的加油体验；故高电压平台技术和与之配套的超级充电桩是目前市场所青睐的技术。

现有充电技术的宽范围输出电源模块功率的控制方法，在充电过程中对输出电压进行切换时，直流充电桩监控装置先关闭电源模块，待电源模块放电完成后，再设置电源模块到相应的电压运行模式，即低电压模式或高电压工作模式，设定充电电压和充电电流，最后开启电源模块，完成输出高低压切换。上述控制方法需要在充电过程中关闭电源模块，会导致充电过程中充电中断的状况，延长了充电时间，影响了用户体验和电源模块的使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种高低压无感切换的变换器及其控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高低压无感切换的变换器，包括依次连接的原边模块、第一变压器、副边模块、输出端以及控制器，其特征在于，还包括：无感切换单元，其中，所述第一变压器包括至少两个原边绕组，所述无感切换单元包括原边无感切换单元，所述原边无感切换单元并联在一个或数个原边绕组的两端，用于选择与所述副边模块耦合的所述原边绕组个数；所述原边无感切换单元包括切换开关和功率管，所述切换开关导通时可以将所并联的所述一个或数个原边绕组旁路，所述切换开关与所述功率管并联。

进一步的，所述第一变压器还包括至少两个副边绕组，所述无感切换单元包括副边无感切换单元；所述副边模块包括与所述副边绕组数量相等的整流模块，所述副边绕组和所述整流模块一一对应连接；所述副边无感切换单元还包括连接在所述整流模块和所述输出端之间，用以将各所述整流模块进行并联或串联的副边无感切换单元。

进一步的，所述控制器控制所述切换开关导通时，先控制所述功率管导通、再控制所述切换开关导通；所述控制器控制所述切换开关截止时，先控制所述功率管导通、再控制所述切换开关截止、最后控制所述功率管截止。

进一步的，所述原边无感切换单元还包括：第四切换开关Ks4、第四功率管S4；其中，所述第四功率管S4与所述第四切换开关Ks4并联；所述第一变压器包括串联的第一原边绕组W1和第二原边绕组W3，所述第四切换开关Ks4与所述第二原边绕组W3并联。

进一步的，所述副边无感切换单元包括3个切换开关和分别与所述切换开关并联的3个功率管，所述副边无感切换单元包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述第一端连接一个整流模块，所述第二端连接另一个整流模块，所述第三端连接所述输出端的正极输出端Vo+，所述第四端所述输出端的负极输出端Vo-。

可选择的，所述第一变压器包括第一副边绕组W2和第二副边绕组W4，所述副边模块包括第一整流模块和第二整流模块，所述第一副边绕组W2连接所述第一整流模块，所述第二副边绕组W4连接所述第二整流模块，其中所述第一整流模块的输出正极连接所述正极输出端Vo+，所述第一整流模块的输出负极连接所述第一端；所述第二整流模块的输出正极连接所述第二端，所述第二整流模块的输出负极连接所述负极输出端Vo-。