CN106068606A - 变换器电路 - Google Patents

变换器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN106068606A
CN106068606A CN201580012508.6A CN201580012508A CN106068606A CN 106068606 A CN106068606 A CN 106068606A CN 201580012508 A CN201580012508 A CN 201580012508A CN 106068606 A CN106068606 A CN 106068606A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
circuit
khz
resonant
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580012508.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106068606B (zh
Inventor
X.刘
J.穆肯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wolfspeed Inc
Original Assignee
Cree Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cree Inc filed Critical Cree Inc
Publication of CN106068606A publication Critical patent/CN106068606A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106068606B publication Critical patent/CN106068606B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/3353—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having at least two simultaneously operating switches on the input side, e.g. "double forward" or "double (switched) flyback" converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

公开的是一种具有变换器桥、储能电路和整流器电路的DC‑DC变换器。在一个实施例中，变换器桥包括多个开关电路，其利用碳化硅MOSFET（半导体场效应晶体管上金属）形成，并且配置为提供初级电流。储能电路包括谐振电容、谐振电感、以及具有初级、第一次级和第二次级的变压器。储能电路配置为接收初级电流，并且变压器与磁化电感相关联。储能电路的谐振频率大于大约225千赫兹，如基本上由磁化电感、谐振电容和谐振电感所限定的那样。整流器电路耦合到第一次级和第二次级线圈，并且适配为提供经整流的输出电流。

Description

变换器电路
技术领域
本公开涉及变换器电路。
背景技术
功率电子器件的领域涉及电力的控制和变换。由于可以以直流（DC）或交流（AC）格式并且在不同电压或电流水平下提供和使用电力，存在针对更加高效且成本有效的DC-DC变换器、AC-DC变换器、AC-AC变换器和DC-AC逆变器的连续需要。对于许多AC-DC、AC-AC和DC-AC变换器和逆变器而言，DC-DC变换器是总体系统中的核心元件。这些设备使用在电动车辆充电器、电信电源、工业电源和可替换的能量变换设备中。
发明内容
公开的是具有变换器桥、储能电路（tank circuitry）和整流器电路的DC-DC变换器。在一个实施例中，变换器桥包括多个开关电路，其利用高电压碳化硅MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）形成，并且配置为提供初级电流。储能电路包括谐振电容、谐振电感、以及具有初级、第一次级和第二次级的变压器。储能电路配置为接收初级电流，并且变压器与磁化电感相关联。储能电路的谐振频率大于大约225千赫兹，如基本上由磁化电感、谐振电容和谐振电感所限定的那样。整流器电路耦合到第一次级和第二次级，并且适配成提供经整流的输出电流。
变换器桥可以使用2级架构，其提供零电压切换（ZVS）并且在高功率水平下操作。例如，由DC-DC变换器提供的输出功率在大约650和850伏特之间或者更高的高输入电压下可以在大约5千瓦和20千瓦之间。DC-DC变换器的效率可以在大约97.5%和99.0%之间或者更高。即使在采用风扇和相关联的风扇电路的气冷实施例中，DC-DC变换器也可以具有每立方英寸大约35和45瓦之间的功率密度。
本领域技术人员将在阅读与所附绘图相关联的优选实施例的以下详细描述之后领会本公开的范围并且体会其附加的方面。
附图说明
并入在该说明书中并且形成其部分的所附绘图图示本公开的若干方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。
图1是根据第一实施例的示例性ZVS变换器的示意图。
图2是针对图1的ZVS变换器的操作的时序图。
图3A至3I图示按照图2的时序图的通过ZVS变换器的电流流动。
图4图示根据第二实施例的针对ZVS变换器的可替换示意图。
图5是根据一个实施例的针对图1的ZVS变换器的驱动器电路的框图。
图6是根据一个实施例的驱动器电路的两个栅极驱动电路之一的示意图。
图7A和7B图示根据一个实施例的通过栅极驱动电路的一个部分的电流流动。
具体实施方式
以下阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例的必要信息并且图示实践实施例的最佳模式。在阅读按照所附绘图的以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到没有在本文中特别提出（address）的这些概念的应用。应当理解到，这些概念和应用将落入在本公开和所附权利要求的范围内。
将理解到，尽管术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应当受这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本公开的范围。如本文中所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何以及所有组合。
将理解到，当诸如层、区或衬底之类的元件被称为处于另一元件“上”或者延伸“到”另一元件“上”时，其可以直接地处于该另一元件上或者直接地延伸到该另一元件上，或者也可以存在中间元件。相比而言，当元件被称为“直接地”处于另一元件“上”或者“直接地”延伸“到”另一元件“上”时，不存在中间元件。同样地，将理解到，当诸如层、区或衬底之类的元件被称为处于另一元件“之上”或者在另一元件“之上”延伸时，其可以直接地处于该另一元件之上或者直接地在该另一元件之上延伸，或者也可以存在中间元件。相比而言，当元件被称为“直接地”处于另一元件“之上”或者“直接地”在另一元件“之上”延伸时，不存在中间元件。还将理解到，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接地连接或耦合到该另一元件或者可以存在中间元件。相比而言，当元件被称为“直接地连接”或“直接地耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
诸如“在…以下”或“在…以上”或“上部”或“下部”或“水平”或“竖直”之类的相对性术语可以在本文中用于描述一个元件、层或区与另一元件、层或区的关系，如在图中所图示那样。将理解到，除了在图中描绘的取向之外，这些术语以及以上讨论的那些术语旨在涵盖设备的不同取向。
本文中所使用的术语仅用于描述特别的实施例的目的并且不旨在是本公开的限制。如本文中所使用那样，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。将进一步理解到，术语“包括”和/或“包含”当在本文中被使用时规定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
除非以其它方式限定，否则本文中使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与由本公开所属于的技术领域中的一个普通技术人员通常所理解的相同含义。将进一步理解到，本文中所使用的术语应当解释为具有与其在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释，除非明确地在本文中如此限定。
参考图1，图示全H-桥、ZVS谐振变换器设计，其被称为零电压切换（ZVS）变换器10。ZVS变换器10是两级架构并且包括变换器桥12、储能电路14、整流器电路16、滤波器电路18和驱动器电路20。ZVS变换器10配置为驱动负载RL。尽管将变换器桥12示出为全H桥配置，但是本领域技术人员将认识到可替换的变换器结构。变换器桥12包括四个开关电路，其利用四个、1200V N沟道碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）Q1-Q4而实现。尽管可以采用诸如氮化镓（GaN）之类的其它材料系统，以及诸如结型场效应晶体管（JFET）之类的晶体管类型，但是此时使用碳化硅MOSFET使性能最优化。示例性MOSFET包括Cree公司的型号C2M0160120D功率MOSFET。以上所有电子器件以及风扇电路FN可以提供在单个印刷电路板PCB上。风扇电路FN包括风扇以及用来为ZVS变换器10的电子器件提供强迫气冷的相关控制电路。
晶体管Q1-Q4中的每一个具有集成体二极管D1-D4。尽管晶体管Q1-Q4具有寄生漏极到源极电容，但是跨相应晶体管Q1-Q4的漏极和源极提供附加电容器C1-C4。晶体管Q1-Q4如下文中所描述的那样布置。晶体管Q1和Q3串联耦合在顶部轨道（rail）TR和底部轨道BR之间以形成第一开关臂，并且晶体管Q2和Q4耦合在顶部轨道TR和底部轨道BR之间以形成第二开关臂。第二开关臂提供晶体管Q2和Q4之间的节点A，并且第一开关臂提供晶体管Q1和Q3之间的节点B。体二极管D1-D4跨相应晶体管Q1-Q4有效地反并联耦合。
对于储能电路14，变压器T1的初级线圈跨节点A和B耦合。变压器T1被图示为非理想变压器，并且因此描绘与变压器T1的初级线圈并联的磁化电感Lm。附加谐振电感器Lr和谐振电容器Cr串联耦合在节点A和变压器T1的初级线圈之间。
对变压器T1的次级线圈进行中心抽头以提供上部和下部线圈。负载RL和滤波器电路18中的滤波器电容器Cf被示出为跨上部线圈而相互并联耦合。二极管DR1与负载RL串联耦合，并且特别地，耦合在上部线圈的上部端子和负载RL的第一端子之间。二极管DR1的阳极耦合到上部线圈的上部端子，而阴极耦合到负载RL的第一端子。变压器T1的中心抽头耦合到负载RL的第二端子。二极管DR2耦合在负载RL的第一端子和二极管DR1的阴极之间的节点C和变压器T1的下部线圈的底部端子之间。特别地，二极管DR2的阳极耦合到变压器T1的下部线圈的底部端子，并且二极管DR2的阴极耦合到节点C。二极管DR1、DR2的布置表示整流器电路16。二极管DR1、DR2可以匹配晶体管Q1-Q4的材料系统，但是不需要这样。用于二极管DR1、DR2的示例性碳化硅二极管是Cree公司的型号C3D16060D二极管。
晶体管Q1-Q4的栅极分别通过由驱动器电路20所提供的控制信号S1-S4来驱动。尽管控制信号S1-S4中的每一个可以与其它独立，但是在以下公开的实施例中，控制信号S1和S4或者是同样的或者表示相同控制信号。类似地，控制信号S2和S3或者是同样的或者表示相同控制信号。因此，晶体管Q1和Q4同时接通和关断，并且晶体管Q2和Q3同时接通和关断。
现在转向图2，提供了时序图以图示ZVS变换器10的操作。在时序图中，信号Q2/Q3指示晶体管Q2、Q3的状态，并且信号Q1/Q4指示晶体管Q1、Q4的状态。逻辑高指示对应晶体管Q1-Q4开启并且导通，而逻辑低指示对应晶体管Q1-Q4断开并且不导通。谐振电感器电流ILr是流动通过谐振电感器Lr的电流，并且一般地对应于流动通过变压器T1的初级侧上的ZVS变换器10的初级电流IP。磁化电流ILm表示流动通过变压器T1的磁化电感Lm的电流。输出电流IO表示从二极管DR1或二极管DR2朝向负载RL而从节点C流动出的次级电流。谐振电容器电压VCr是跨谐振电容器Cr的电压。IQ1/IQ4是在任何给定时间处流动通过晶体管Q1、Q4中的任一个的电流。
一般而言，全周期对应于时段t0-t6。时段t0-t3表示全周期的正半周期，而时段t3-t6表示全周期的对应负半周期。如所指出，晶体管Q1、Q4一起接通和关断，并且晶体管Q2、Q3一起接通和关断。在所图示的实施例中，晶体管Q1、Q4绝不与晶体管Q2、Q3同时开启。
在正半周期（t0-t3）的时段t0-t2期间，谐振电感器电流ILr的量值大于磁化电流ILm。因此，变压器T1的顶部线圈将通过二极管DR1向负载RL提供输出电流IO。类似地，在负半周期（t3-t6）的时段t3-t5期间，磁化电流ILm的量值大于谐振电感器电流ILr。因此，变压器T1的底部线圈将通过二极管DR2向负载RL提供输出电流Io。在正和负半周期期间的任一个半周期中，输出电流IO还将对滤波器电容器Cf充电。
当谐振电感器电流ILr和磁化电流ILm相同时，诸如在正半周期的时段t2-t3以及负半周期的时段t5-t6中，不存在由变压器T1的顶部线圈或底部线圈提供的输出电流IO。二极管DR1和二极管DR2都不导通。在这些时段期间，之前充电的滤波器电容器Cf向负载RL提供电流。
以下描述ZVS变换器10在正半周期期间的操作。正好在如图3A中所图示的时间t0之前，晶体管Q2、Q3开启，并且晶体管Q1、Q4断开。初级电流IP通过晶体管Q2、节点A、谐振电感器Lr、谐振电容器Cr、磁化电感Lm、节点B和晶体管Q3从顶部轨道TR延伸到底部轨道BR。因此，谐振电感器电流ILr和磁化电流ILm为负，并且IO为零。从滤波器电容器Cf，而不是从变压器T1的任一个次级线圈，向负载RL提供电流。
对于时段t0-t1开始处的非常短的时段，存在其中所有晶体管Q1-Q4都断开的不作用时间（dead time）。示例性不作用时间段在大约100 ns和300 ns之间。在时段t3-t4开始处为负半周期提供互补的（complementary）不作用时间。
在时间t0处，晶体管Q2、Q3关断并且晶体管Q1、Q4保持断开达短暂的时段以提供不作用时间。当晶体管Q2、Q3关断时，谐振电流ILm继续流动；然而，初级电流IP切换到图3B中示出的路径。特别地，初级电流IP切换成通过晶体管Q4的体二极管D4、节点A、谐振电感器Lr、谐振电容器Cr、变压器T1的初级线圈、节点B和晶体管Q1的体二极管D1从底部轨道BR流动到顶部轨道TR。谐振电感器Lr和谐振电容器Cr谐振。当谐振电感器电流ILr进一步增大至磁化电流ILm以上时，输出电流IO开始通过二极管DR1从变压器T1的顶部线圈流动到负载RL。
在时段t0-t1开始处的短暂的不作用时间之后，晶体管Q1、Q4接通。晶体管Q2、Q3保持断开。谐振电感器电流ILr继续流动；然而，初级电流IP的路径稍微改变成图3C中示出的那样。初级电流IP继续从底部轨道BR流动到顶部轨道TR，但是不再流动通过晶体管Q4的体二极管D4和晶体管Q1的体二极管D1。替代地，初级电流IP切换到晶体管Q4、Q1的沟道。
在该点处，迫使初级电流IP反向流动通过晶体管Q1、Q4的沟道。其中电流反向流动通过接通的MOSFET的这样的操作被称为“第三象限”操作。相应地，初级电流IP通过晶体管Q4的沟道（而不是体二极管D4）、节点A、谐振电感器Lr、谐振电容器Cr、变压器T1的初级线圈、节点B和晶体管Q1的沟道（而不是体二极管D1）而从底部轨道BR流动到顶部轨道TR。只要谐振电感器电流ILr保持在磁化电流ILm以上，输出电流就IO继续通过二极管DR1从变压器T1的顶部线圈流动到负载RL。
现在参考图2和3D。在时间t1处，谐振电感器电流ILr将去往零并且允许初级电流IP颠倒方向。因此，初级电流将在前向（或正常方向）上流动通过晶体管Q1、Q4的沟道。初级电流IP将通过晶体管Q1的沟道、节点B、变压器T1的初级线圈、谐振电容器Cr、谐振电感器Lr、节点A和晶体管Q4的沟道而从顶部轨道TR流动到底部轨道BR。尽管谐振电感器电流ILr保持在磁化电流ILm以上，但是输出电流IO继续通过二极管DR1从变压器T1的顶部线圈流动到负载RL。
现在参考图2和3E。在时间t2处，谐振电流ILr将下降至等于磁化电流ILm的水平。当谐振电流ILr等于磁化电流ILm时，输出电流IO将下降至零，并且因而电流不再流动通过二极管DR1。在该时间期间并且直到t3为止，由电容器Cf向负载RL提供电流。
在时段t2-t3期间，磁化电感Lm、谐振电感器Lr和谐振电容器Cr谐振以使电容器C2、C3放电并且为电容器C1、C4充电以用于即将到来的负半周期。值得注意地，磁化电感Lm的电感远远大于谐振电感器Lr的电感。因此，磁化电感Lm有效地就像恒定电流源一样起作用，并且起作用以贯穿时段t2-t3保持初级电流IP在相同方向上并且在相同一般水平下流动，直到晶体管Q1、Q4在时间t3处关断。初级电流IP将通过晶体管Q1的沟道、节点B、变压器T1的磁化电感Lm、谐振电容器Cr、谐振电感器Lr、节点A和晶体管Q4的沟道而从顶部轨道TR流动到底部轨道BR。
负半周期以与正半周期对称的方式工作。参考图2和3F-3I以用于说明。出于简洁起见，像针对正半周期所提供的分析那样的扩展的分析针对负半周期不提供，假设正和负半周期的操作精确对称的话。
以上概念可以应用于使用2级或更高的配置的不同变换器架构，并且将导致独特小且高效的设计，其能够在比硅基对应物的那些高得多的切换频率下操作。例如，碳化硅组件的使用允许2级变换器架构具有5千瓦到20千瓦的持续输出功率、650V-850V的输入电压、在百分之97.5和99.0之间的额定总体效率、以及每立方英寸35和45瓦之间的功率密度（包括所有组件和PCB或多个PCB（如果使用多个PCB的话）的体积）。功率密度比起硅基变换器架构来改进如此多的原因之一在于，本文所公开的概念允许ZVS变换器10的操作或切换频率高得多。较高的操作频率要求针对储能电路14的较高的谐振频率，并且允许针对这些谐振组件（Lr、Lm和Cr）的较小值以及因而较小的尺寸。
在所公开的以及其它的实施例中，当使用碳化硅组件时，储能电路14的谐振频率在提供超过5千瓦的输出功率以及大于650 V的输入电压时可以在225千赫兹与500千赫兹之间变化，同时维持大于百分之97.5的总体效率。谐振频率主要由磁化电感Lm、谐振电感器Lr的电感以及谐振电容器Cr的电容的值来限定。相比而言，在这些功率水平下操作的硅基架构可能仅能够支持75千赫兹到150千赫兹范围中的谐振频率。较高的谐振频率允许这些谐振组件（Lm、Lr、Cr）具有小得多的值，并且因而在尺寸方面小得多。
因此，第一参数集合可以限定2级变换器架构，其提供5千瓦到20千瓦的持续输出功率、650 V到850 V的输入电压、在百分之97.5和99.0之间的额定总体效率、每立方英寸35和45瓦之间的功率密度、以及针对储能电路14的225千赫兹和500千赫兹之间的谐振频率。第二参数集合可以限定2级变换器架构，其提供5千瓦到10千瓦的持续输出功率、650 V到800 V的输入电压、在百分之98.0和99.0之间的额定总体效率、每立方英寸35和45瓦之间的功率密度、以及针对储能电路14的250千赫兹和450千赫兹之间的谐振频率。第三参数集合可以限定2级变换器架构，其提供大于5千瓦的持续输出功率、大于650 V的输入电压、大于百分之97.5的额定总体效率、大于每立方英寸35瓦的功率密度、以及针对储能电路14的大于225千赫兹的谐振频率。这些是三个示例性组合，其中所列参数的任何组合是可能的。进一步地，不是所有参数需要应用于所有应用中以落入权利要求的范围内。
现在转向图4，示出了可替换的实施例。在该环境中，ZVS变换器10经修改使得四个开关电路中的每一个配置有并联晶体管，并且特别地配置有并联MOSFET。驻留在左分流（shunt）臂的顶部处的第一开关电路包括并联MOSFET Q1'、Q1''。MOSFET Q1'、Q1''的相应栅极、漏极和源极直接耦合到彼此。MOSFET Q1'、Q1''中的每一个将包括体二极管D1'、D1''。一个或多个电容器C1可以跨MOSFET Q1'、Q1''的漏极和源极来提供。
类似地，驻留在右分流臂的顶部中的第二开关电路包括并联MOSFET Q2'、Q2''。MOSFET Q2'、Q2''的相应栅极、漏极和源极直接耦合到彼此。MOSFET Q2'、Q2''中的每一个将包括体二极管D2'、D2''。一个或多个电容器C2可以跨MOSFET Q2'、Q2''的漏极和源极来提供。驻留在左分流臂的底部中的第三开关电路包括并联MOSFET Q3'、Q3''。MOSFET Q3'、Q3''的相应栅极、漏极和源极直接耦合到彼此。MOSFET Q3'、Q3''中的每一个将包括体二极管D3'、D3''。一个或多个电容器C3可以跨MOSFET Q3'、Q3''的漏极和源极来提供。驻留在右分流臂的底部中的第四开关电路包括并联MOSFET Q4'、Q4''。MOSFET Q4'、Q4''的相应栅极、漏极和源极直接耦合到彼此。MOSFET Q4'、Q4''中的每一个将包括体二极管D4'、D4''。一个或多个电容器C4可以跨MOSFET Q4'、Q4''的漏极和源极来提供。通过在开关电路中采用并联晶体管，可以增大ZVS变换器10的功率控制（power handling）。
在一个实施例中，驱动器电路20将包括模拟或数字控制器22、第一栅极驱动电路24和第二栅极驱动电路26，如在图5中示出的那样。控制器22将输出两个输入信号，其分别被参考为S1/S4'和S2/S3'。逻辑上，这些信号将是在图2中示出的S1/S4和S2/S3晶体管状态的补数（complement）。两个输入信号S1/S4'、S2/S3'中的每一个将被提供给第一栅极驱动电路24和第二栅极驱动电路26二者。第一栅极驱动电路24将处理输入信号S1/S4'和S2/S3'并且提供控制信号S1、S3，其用于驱动左分流臂中的相应顶部和底部开关电路。第二栅极驱动电路26将处理输入信号S1/S4'和S2/S3'并且提供控制信号S2、S4，其用于驱动右分流臂中的相应顶部和底部开关电路。
图6图示针对第一栅极驱动电路24的示例性示意图。第二栅极驱动电路26以类似方式配置。第一和第二栅极驱动电路24、26的目标是提供控制信号S1-S4，使得将相对高的接通电压提供给相应栅极以快速地接通对应晶体管Q1-Q4，并且将负关断电压提供给相应栅极以快速地关断对应晶体管Q1-Q4。在该示例中，接通电压大概为20 V，并且关断电压在转变成0 V或者朝向0V转变之前最初是-2.4 V。本领域技术人员将认识到针对正接通和负关断电压二者的其它电压水平。
如所图示的，第一栅极驱动电路24包括两个缓冲器电路B1、B2，其驱动针对变压器T2的初级线圈的相应端子。特别地，输入信号S1/S4'通过串联连接的缓冲器B1、电阻器R1和电容器C5而耦合到初级线圈的顶部端子。输入信号S2/S3'耦合到初级线圈的底部端子。输入信号S1/S4'和S2/S3'配置成使得状态S1/S4二者在时段t0-t1开始处的不作用时间期间为低。输入信号S1/S4'和S2/S3'进一步配置成使得状态S1/S4对于其余时间彼此是互补的，使得状态S1/S4在除不作用时间之外的所有时间处是状态S2/S3的补数。
变压器T2具有两个次级线圈，其分别馈给独立的顶部和底部电路。顶部电路将提供控制信号S1，并且底部电路将提供控制信号S3。顶部和底部电路是同样的；然而，次级线圈以相反极性连接到顶部和底部电路。这将确保当输入信号S1/S4'和S2/S3'处于相同水平下时，控制信号S1、S3绝不同时为高并且对于除不作用时间之外的所有时间在逻辑上彼此相反。
顶部电路具有信号轨道SR1和返回轨道RR1。信号轨道SR1耦合在对应于变压器T2的顶部次级线圈的底部端子的节点D与输出控制信号S1的节点E之间。信号轨道SR1包括串联连接的二极管D5和电阻器R2，其中节点F驻留在二极管D5和电阻器R2之间。电阻器R3跨二极管D5耦合。返回轨道RR1耦合在节点G和H之间。二极管D6和齐纳二极管Z1沿返回轨道RR1串联连接，使得二极管D6和齐纳二极管Z1的阳极在节点I处耦合在一起。电容器C6跨齐纳二极管Z1耦合。
可以是N沟道MOSFET或NPN双极型晶体管的晶体管Q5耦合在节点F和I之间，其中栅极耦合到节点G。电阻器R4耦合在节点F和晶体管Q5的栅极之间。两个分流电路耦合在节点F和节点H之间。第一分流电路包括串联连接的二极管D7和电阻器R5，其中二极管D7的阳极耦合到节点F。第二分流电路包括两个串联连接的齐纳二极管Z2、Z3，其以阻断方式连接。因此，齐纳二极管Z2、Z3的阳极耦合在一起，齐纳二极管Z2的阴极耦合到节点F，并且齐纳二极管Z3的阴极耦合到节点H。电阻器R6耦合在节点E和H之间。
底部电路具有信号轨道SR2和返回轨道RR2。信号轨道SR2耦合在对应于变压器T2的底部次级线圈的顶部端子的节点J与输出控制信号S3的节点K之间。信号轨道SR2包括串联连接的二极管D8和电阻器R7，其中节点L驻留在二极管D8和电阻器R7之间。电阻器R8跨二极管D8耦合。返回轨道RR2耦合在节点M和N之间。二极管D9和齐纳二极管Z4沿返回轨道RR2串联连接，使得二极管D9和齐纳二极管Z4的阳极在节点O处耦合在一起。电容器C7跨齐纳二极管Z4耦合。
可以是N沟道MOSFET或NPN双极型晶体管的晶体管Q6耦合在节点L和O之间，其中栅极耦合到节点M。电阻器R9耦合在节点L和晶体管Q6的栅极之间。两个分流电路耦合在节点L和节点N之间。第一分流电路包括串联连接的二极管D10和电阻器R10，其中二极管D10的阳极耦合到节点L。第二分流电路包括两个串联连接的齐纳二极管Z5、Z6，其以阻断方式连接。因此，齐纳二极管Z5、Z6的阳极耦合在一起，齐纳二极管Z5的阴极耦合到节点L，并且齐纳二极管Z6的阴极耦合到节点N。电阻器R11耦合在节点K和N之间。
在一个实施例中，第一和第二栅极驱动电路24、26中的半导体设备是硅基的，而ZVS变换器10中的半导体设备是碳化硅基的设备。本领域技术人员将领会到，其它材料系统可用于这些半导体设备。
从单个DC电源，第一栅极驱动电路24能够生成控制信号S1和S3，使得接通电压是20 V（碳化硅MOSFET推荐的接通电压）并且关断电压在不作用时间处转变成0V或者朝向0V转变之前在2.4 V处一般是恒定的。负关断电压帮助快速关断碳化硅MOSFET，并且减小使MOSFTET在断开状态期间错误地接通的噪声的可能性。变压器T2配置为在输入信号S1/S4'、S2/S3'处于互补状态中时提供跨两个次级线圈的24 V信号。这些电压仅仅是示例性的，其中所公开的概念从单个DC电源提供正接通电压和负关断电压。进一步地，接通电压可以大于由DC电源所提供的电压。
现在参考图7A和7B，针对用于控制信号S1的两个对应接通和关断电压而示出第一栅极驱动电路24的顶部电路中的两个输入电压VD和对应电流路径。此外，输入电压VD是跨变压器T2的次级线圈的电压。第一栅极驱动电路24的底部电路以及第二栅极驱动电路26的顶部和底部电路二者以相同方式操作。
对于接通状态，参考图7A。当输入电压VD跨节点D和F为正时，晶体管Q5断开，并且二极管D5、D6和D7正向偏置。因此，电流通过节点D、二极管D5流动到节点H，在所述节点H中其分成两个支路。第一支路通过电阻器R2流动到节点E并且表示控制信号S1。
第二支路通过二极管D7、电阻器R5、电容器C6、节点I、二极管D6流动到节点F。当电流在第二支路中的该方向上流动时，电容器C6被充电。跨电容器C6的电荷受齐纳二极管Z1限制为2.4V。跨电容器C6的电荷用于随后的关断状态以生成-2.4 V关断电压。
当输入电压VD改变极性时，如图7B中示出的那样，晶体管Q5接通以帮助快速关断并且二极管D6阻断电流流动到T2的绕组。电流通过节点E、电阻器R2、节点H、晶体管Q5、节点I和齐纳二极管Z1流动到节点G。当电流在该方向上流动时，电容器C6就像电压源一样作用以生成针对控制信号S1的-2.4 V偏置。
本领域技术人员将认识到对本公开的优选实施例的改进和修改。所有这样的改进和修改被认为在本文所公开的概念以及所附权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种DC-DC变换器，包括：
· 变换器桥，包括配置为提供初级电流的多个开关电路并且包括碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）；
· 储能电路，包括谐振电容、谐振电感、以及具有初级、第一次级和第二次级的变压器，并且配置为接收初级电流，其中变压器与磁化电感相关联，并且储能电路的谐振频率大于大约225千赫兹，如基本上由磁化电感、谐振电容和谐振电感所限定的那样；以及
· 整流器电路，耦合到第一次级和第二次级并且适配成提供经整流的输出电流。
2.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中谐振频率处于大约225千赫兹和500千赫兹之间。
3.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中谐振频率处于大约250千赫兹和450千赫兹之间。
4.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中变换器桥采用2级架构。
5.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中多个开关电路包括四个开关电路，其布置在H桥配置中。
6.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中多个开关电路中的每一个包括并联碳化硅MOSFET。
7.权利要求1所述的DC-DC变换器，进一步包括驱动器电路，其配置为控制多个开关电路以提供零电压切换。
8.权利要求7所述的DC-DC变换器，其中驱动器电路进一步配置为提供每一个正半周期的开始处的第一不作用时间以及每一个负半周期的开始处的第二不作用时间，第一和第二不作用时间在多个开关电路中的每一个都断开时提供。
9.权利要求8所述的DC-DC变换器，其中驱动器电路进一步配置为控制多个开关电路使得：
· 在正半周期期间，在第一不作用时间之后，多个开关电路中的第一对断开，并且多个开关电路中的第二对开启；以及
· 在负半周期期间，在第二不作用时间之后，多个开关电路中的第二对断开，并且多个开关电路中的第一对开启。
10.权利要求9所述的DC-DC变换器，其中驱动器电路配置为利用正电压接通多个开关电路并且利用负电压关断多个开关电路，正电压和负电压从单个正电压排他地导出。
11.权利要求7所述的DC-DC变压器，其中驱动器电路配置为利用正电压接通多个开关电路并且利用负电压关断多个开关电路，正电压和负电压从单个正电压排他地导出。
12.权利要求1所述的DC-DC变换器，进一步包括滤波器电路以及变换器桥、储能电路和整流器电路提供在其上的至少一个印刷电路板（PCB），其中：
· PCB、变换器桥、储能电路、整流器电路和滤波器电路具有组合体积；并且
· DC-DC变换器能使功率输出在提供大于每立方英寸大约35瓦的功率密度的水平处持续。
13.权利要求12所述的DC-DC变换器，其中DC-DC变换器能使功率输出在提供每立方英寸大约35和45瓦之间的功率密度的水平处持续。
14.权利要求13所述的DC-DC变换器，进一步包括风扇电路，其包括风扇，其中功率密度包括风扇电路的体积。
15.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中由DC-DC变换器提供的输出功率在大于大约650伏特的输入电压处超出大约5千瓦。
16.权利要求15所述的DC-DC变换器，其中DC-DC变换器的效率超出97.5%。
17.权利要求1所述的DC-DC变换器，其中由DC-DC变换器提供的输出功率在大约650和850伏特之间的输入电压处是在大约5千瓦和20千瓦之间。
18.权利要求17所述的DC-DC变换器，其中DC-DC变换器的效率在大约97.5%和99.0%之间。
19.权利要求18所述的DC-DC变换器，其中变换器桥采用2级架构。
20.权利要求19所述的DC-DC变换器，其中谐振频率在大约225千赫兹和500千赫兹之间。
21.权利要求20所述的DC-DC变换器，进一步包括滤波器电路以及变换器桥、储能电路和整流器电路提供在其上的至少一个印刷电路板（PCB），其中：
· PCB、变换器桥、储能电路、整流器电路和滤波器电路具有组合体积；并且
· DC-DC变换器能使功率输出在提供每立方英寸大约35和45瓦之间的功率密度的水平处持续。
22.权利要求21所述的DC-DC变换器，进一步包括风扇电路，其包括风扇，其中功率密度包括风扇电路的体积。
23.一种DC-DC变换器，包括：
· 2级变换器桥，包括适配为提供初级电流的多个开关电路并且包括碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）；
· 储能电路，包括谐振电容、谐振电感、以及具有初级、第一次级和第二次级的变压器，并且配置为接收初级电流，其中变压器与磁化电感相关联，并且储能电路的谐振频率处于大约250千赫兹和450千赫兹之间，如基本上由磁化电感、谐振电容和谐振电感所限定的那样；以及
· 整流器电路，耦合到第一次级和第二次级并且适配为提供经整流的输出电流，其中：
· 由DC-DC变换器提供的输出功率在大约650和850伏特之间的输入电压处处于大约5千瓦和20千瓦之间；并且
· DC-DC变换器的效率处于大约97.5%和99.0%之间。
24.一种DC-DC变换器，包括布置在2级架构中的多个切换电路中的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），其中DC-DC变换器具有大约225千赫兹和500千赫兹之间的谐振频率，在大约650和850伏特之间的输入电压处的大约5千瓦和20千瓦之间的输出功率；以及大约97.5%和99.0%之间的效率。
25.权利要求24所述的DC-DC变换器，其中DC-DC变换器具有每立方英寸大约35和45瓦之间的功率密度。
CN201580012508.6A 2014-03-07 2015-03-04 变换器电路 Active CN106068606B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/201005 2014-03-07
US14/201,005 US9461547B2 (en) 2014-03-07 2014-03-07 Converter circuitry
PCT/US2015/018741 WO2015134616A1 (en) 2014-03-07 2015-03-04 Converter circuitry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106068606A true CN106068606A (zh) 2016-11-02
CN106068606B CN106068606B (zh) 2019-01-04

Family

ID=52682941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580012508.6A Active CN106068606B (zh) 2014-03-07 2015-03-04 变换器电路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9461547B2 (zh)
EP (1) EP3114762A1 (zh)
CN (1) CN106068606B (zh)
WO (1) WO2015134616A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370378A (zh) * 2017-07-12 2017-11-21 北京航空航天大学 一种用于无轨电车的大功率高压dcdc转换器
CN109660113A (zh) * 2019-01-16 2019-04-19 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种谐振驱动电路
CN110832492A (zh) * 2017-07-07 2020-02-21 集成装置技术公司 低功率磁安全传输系统
CN110868090A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 中车大同电力机车有限公司 SiC功率模块和包括其的电力机车蓄电池充电电路
TWI817751B (zh) * 2018-11-14 2023-10-01 愛爾蘭商納維達斯半導體有限公司 共振電路及操作一共振電路之方法
WO2023206952A1 (zh) * 2022-04-24 2023-11-02 华南理工大学 宽输入电压范围的增益可调高变比dc/dc变换器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9680376B2 (en) 2014-02-28 2017-06-13 Cree, Inc. Power conversion electronics having conversion and inverter circuitry
FR3020523B1 (fr) * 2014-04-29 2016-05-06 Valeo Systemes De Controle Moteur Alimentation electrique et procede de commande d'une alimentation electrique
CN106067738B (zh) * 2015-04-23 2020-04-14 松下知识产权经营株式会社 电力变换装置
CN105141162A (zh) * 2015-10-22 2015-12-09 保定四方三伊电气有限公司 基于碳化硅mosfet的串联谐振逆变器
US20180191236A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 General Electric Company Filter Device for Power Converters with Silicon Carbide Mosfets
US11264903B2 (en) * 2017-09-18 2022-03-01 Texas Instruments Incorporated Power converter with zero-voltage switching
JP7133436B2 (ja) * 2018-10-26 2022-09-08 富士フイルムヘルスケア株式会社 高電圧装置およびｘ線画像診断装置
US11018529B2 (en) 2019-05-20 2021-05-25 Utah State University Wireless charger for underwater vehicles fed from a constant current distribution cable
US10938313B2 (en) * 2019-05-20 2021-03-02 Utah State University Constant DC current input to constant DC voltage output power supply covering a wide programmable range
US11923716B2 (en) 2019-09-13 2024-03-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Power converters with wide bandgap semiconductors

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064708A (zh) * 2010-08-13 2011-05-18 南京博兰得电子科技有限公司 电流输入型并联谐振直/直变换器及方法
CN102570821A (zh) * 2010-10-25 2012-07-11 意法半导体股份有限公司 用于谐振转换器的控制设备
CN102859855A (zh) * 2010-02-18 2013-01-02 彼得·瓦尔德玛·莱恩 用于高输入到输出电压转换的dc-dc变换器电路
WO2013114758A1 (ja) * 2012-02-03 2013-08-08 富士電機株式会社 共振形ｄｃ－ｄｃコンバータの制御装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132889A (en) * 1991-05-15 1992-07-21 Ibm Corporation Resonant-transition DC-to-DC converter
US7710081B2 (en) 2006-10-27 2010-05-04 Direct Drive Systems, Inc. Electromechanical energy conversion systems
FI119669B (fi) 2007-06-20 2009-01-30 Vacon Oyj Jännitepulssin rajoitus
US20100301826A1 (en) 2009-06-02 2010-12-02 Intersil Americas Inc. System and method for oring phases to overcome duty cycle limitations in a multi-phase boost converter
WO2011111175A1 (ja) 2010-03-09 2011-09-15 三菱電機株式会社 パワー半導体モジュール、電力変換装置および鉄道車両
JP5189620B2 (ja) 2010-06-29 2013-04-24 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃ電力変換装置
JP5678344B2 (ja) * 2010-07-13 2015-03-04 ミネベア株式会社 スイッチング電源装置の制御方法
US20130063184A1 (en) 2010-09-09 2013-03-14 Aegis Technology, Inc High temperature operation silicon carbide gate driver
US20120126728A1 (en) 2010-11-19 2012-05-24 El-Refaie Ayman Mohamed Fawzi Integrated electric machine and silicon carbide power converter assembly and method of making same
WO2012090242A1 (ja) 2010-12-27 2012-07-05 日立アプライアンス株式会社 電力変換器及び太陽光発電システム
US9948204B2 (en) * 2011-05-19 2018-04-17 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for controlling resonant converter output power
US9166472B2 (en) 2012-10-11 2015-10-20 Hamilton Sundstrand Corporation EMI filtering for active rectifier power systems
US20150055374A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Fujitsu Telecom Networks Limited Switching power supply apparatus corresponding to zero voltage switching system
US9252672B2 (en) * 2013-10-04 2016-02-02 Chicony Power Technology Co., Ltd. Method of controlling phase-shift full-bridge converter in light load operation
US9680376B2 (en) 2014-02-28 2017-06-13 Cree, Inc. Power conversion electronics having conversion and inverter circuitry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102859855A (zh) * 2010-02-18 2013-01-02 彼得·瓦尔德玛·莱恩 用于高输入到输出电压转换的dc-dc变换器电路
CN102064708A (zh) * 2010-08-13 2011-05-18 南京博兰得电子科技有限公司 电流输入型并联谐振直/直变换器及方法
CN102570821A (zh) * 2010-10-25 2012-07-11 意法半导体股份有限公司 用于谐振转换器的控制设备
WO2013114758A1 (ja) * 2012-02-03 2013-08-08 富士電機株式会社 共振形ｄｃ－ｄｃコンバータの制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110832492A (zh) * 2017-07-07 2020-02-21 集成装置技术公司 低功率磁安全传输系统
CN107370378A (zh) * 2017-07-12 2017-11-21 北京航空航天大学 一种用于无轨电车的大功率高压dcdc转换器
CN110868090A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 中车大同电力机车有限公司 SiC功率模块和包括其的电力机车蓄电池充电电路
TWI817751B (zh) * 2018-11-14 2023-10-01 愛爾蘭商納維達斯半導體有限公司 共振電路及操作一共振電路之方法
CN109660113A (zh) * 2019-01-16 2019-04-19 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种谐振驱动电路
WO2023206952A1 (zh) * 2022-04-24 2023-11-02 华南理工大学 宽输入电压范围的增益可调高变比dc/dc变换器

Also Published As

Publication number Publication date
US9461547B2 (en) 2016-10-04
CN106068606B (zh) 2019-01-04
EP3114762A1 (en) 2017-01-11
WO2015134616A1 (en) 2015-09-11
US20150256084A1 (en) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106068606B (zh) 变换器电路
US10027232B2 (en) Motor bi-directional DC/DC converter and control method thereof
CN105391281B (zh) 含常导通晶体管和常关断晶体管的开关的系统和方法
CN1527468B (zh) 电源电路
US7164589B1 (en) Bridgeless bi-directional forward type converter
CN203457053U (zh) 直流电压变换器、逆变器和能量产生设备
CN105850020B (zh) 升压dc-dc功率转换器
KR101648633B1 (ko) 전압 컨버터
CN107251398A (zh) Dc‑dc转换器
US20060007717A1 (en) Switching power supply with direct conversion off AC power source
US20080205109A1 (en) Energy distribution system for vehicle
Baek et al. Integrated asymmetrical half-bridge zeta (AHBZ) converter for DC/DC stage of LED driver with wide output voltage range and low output current
CN105874703A (zh) 具有软开关切换的逆变器和方法
CN107636948A (zh) 电力转换设备以及电力转换设备的控制方法
CN109874385A (zh) 电力转换系统
CN107294413A (zh) 电力变换装置
CN110537320A (zh) 一个相断开或短路时操作基于矩阵转换器的整流器的装置和方法
CN108092517A (zh) 一种车载充电和dcdc连接的电路
CN107005175A (zh) 感应功率接收器
JP6803993B2 (ja) 直流電圧変換器、および直流電圧変換器の作動方法
Krismer et al. New series-resonant solid-state DC transformer providing three self-stabilized isolated medium-voltage input ports
KR101769335B1 (ko) 멀티 토플러지를 이용한 dc/dc 컨버터
TWM340660U (en) Half-bridge llc resonant conver with self-driven synchronous rectifier
KR101548528B1 (ko) Dc/dc 컨버터
JP6262767B2 (ja) インバータを駆動する方法、及びスイッチング損失を低減するように構成されたインバータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant