[发明专利]一种削峰填谷变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种削峰填谷变换器及其控制方法，削峰填谷变换器包括：输入、输出单元，势能变换器，削峰填谷单元；在输入单元的输入为反激或升压拓扑时，输入单元、削峰填谷单元电连接形成第一环路；在输入单元的输入为非反激或升压拓扑时，输入单元、势能变换器、削峰填谷单元电连接形成第一环路；输出单元、势能变换器和削峰填谷单元电连接形成第二环路；输出单元、势能变换器和输入单元电连接形成第三环路；以及应用削峰填谷变换器的移动电源；以及削峰填谷变换器的控制方法。实现输入输出的动态平衡，使得输出能够取得低纹波的效果，并且能够取得输入为高PF值的效果。

技术领域

本发明涉及到变换器技术设备领域，尤其涉及到一种削峰填谷变换器及其控制方法。

背景技术

随着数码产品的普及，一家需要多个电源，而市场上多路输出需要DC to DC二次转换，导致效率低；电源适配器中有高压电容，这会影响了电源的使用寿命，进而制造很多电子垃圾。

为了方便携带这一目的，现有电源适配器的功率密度要求越来越大，加上为了有效利用电网，很多产品需要高功率因数，比如LED灯电源、75W以上的电源。而通过一级高PF实现输入输出能量的平衡，通常需要进行两极转换，先升压提高PF值，再进行降压或者升压转换，两次转换至少需要两个电感或一个电感加一个变压器，而这种设计不仅浪费了部分能量，还会导致设备总的体积变大。

市场的常规单级PFC，由于电流和电压同相位，按照P＝U*I，这会导致输出电流有很大工频波动；

另一种方式是填谷式、无频闪单级PFC变换器，但是这种变换器在整流桥堆后面设置的PFC电容，在储能时间和储能大小上不好进行选择，并且难以进行有效的控制，再是PFC电容是在升压阶段就开始充电的，直到峰值90度截止，导致PF值无法做很高，实际使用效果相对较差、使用寿命不长；

还有一种是在针对绕组接整流管、串一个电容储能，这种结构由于自身控制方案的缺点，无法对储能电容的充电时间进行有效控制，同样会导致上升阶段电容截止储能，在到峰值90度后便无法储能，导致电流严重变形，无法做到高PF值，且电容电压只能等于输入电压加绕组电压，导致电压高寿命短。

因此，亟需一种能够解决以上一种或多种问题的变换器及对应的控制方法，其应当在具备削峰填谷功能的前提下，还具备较为精简的结构。

发明内容

为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本发明提供了一种削峰填谷变换器及其控制方法。本发明为解决上述问题采用的技术方案是：一种削峰填谷变换器，削峰填谷变换器包括：输入单元和输出单元，所述输出单元至少设置有一路输出；势能变换器，所述势能变换器为电感和/或变压器；削峰填谷单元，所述削峰填谷单元为电容和/或电池；

在所述输入单元的输入为反激或升压拓扑时，所述输入单元、所述削峰填谷单元电连接形成第一环路；

在所述输入单元的输入为非反激或升压拓扑时，所述输入单元、所述势能变换器、所述削峰填谷单元电连接形成第一环路；

所述输出单元、所述势能变换器和所述削峰填谷单元电连接形成第二环路；

所述输出单元、所述势能变换器和所述输入单元电连接形成第三环路，所述输出单元与所述输入单元设置在同一侧或是单独一侧。

在一些实施例中，所述势能变换器的一端对地电连接有升压开关，所述输入单元、所述势能变换器和所述升压开关电连接形成第四环路；

所述削峰填谷单元、所述势能变换器和所述升压开关电连接形成第五环路，通过所述第四环路或所述第五环路执行升压。

在一些实施例中，，在所述第四环路和所述第五环路的基础上，所述势能变换器可电连接有第一续流二极管，所述第一续流二极管用于续流升压；