CN107222106A - 一种多相直流转换器及其控制方法 - Google Patents

一种多相直流转换器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107222106A
CN107222106A CN201610162190.6A CN201610162190A CN107222106A CN 107222106 A CN107222106 A CN 107222106A CN 201610162190 A CN201610162190 A CN 201610162190A CN 107222106 A CN107222106 A CN 107222106A
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct current
current
voltage signal
converter
signal
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.)
Pending
Application number
CN201610162190.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李小秋
单浩仁
张希俊
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.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
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 Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201610162190.6A priority Critical patent/CN107222106A/zh
Publication of CN107222106A publication Critical patent/CN107222106A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/33569Conversion 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
    • H02M3/33576Conversion 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 having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies 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

本发明公开了一种多相直流转换器及其控制方法,属于通信领域。所述多相直流转换器包括并联的第一直流转换器和第二直流转换器,以及第一控制模块和第一可调电感,所述第一控制模块,用于当所述第一直流转换器内的第一电流信号大于所述第二直流转换器内的第二电流信号时获取所述第一直流转换器的第一电压信号和所述第二直流转换器的第二电压信号,根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量,以补偿所述第二直流转换器的感量,使所述第二直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。本发明能够均衡多相直流转换器中的每相直流转换器的电流,使每相直流转换器发热均衡,避免直流转换器损坏。

Description

一种多相直流转换器及其控制方法
技术领域
本发明涉及通信领域,特别涉及一种多相直流转换器及其控制方法。
背景技术
直流转换器是一种广泛应用于电源领域的转换器,其用于将某一直流电压转换成另一直流电压,例如,直流转换器可以将电压大小为V1的直流电压转换成电压大小为V2的直流电压,V1可以大于或小于V2。
目前直流转换器多为由电容和电感等元器件组成的谐振转换器,该类直流转换器的输出功率有限,通常只能做到2至3KW的范围。在大功率输出场景下,为了得到较大的输出功率,将多个相同的直流转换器并联起来形成多相直流转换器,多相直流转换器的输出功率是单个直流转换器的输出功率的数倍。例如,将两个输出功率都为W1的直流转换器并联成一个双相直流转换器,该双相直流转换器的输出功率变为2W1。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
对于电容和电感等元器件,制造出的每个元器件都不可能完全一样,由于直流转换器是由这些元器件组成,导致组成多相直流转换器的每个直流转换器都不可能完全一样。这样在多相直流转换器工作过程中,每个直流转换器中流过的电流信号的大小不同,电流信号小的直流转换器发热较小,电流信号大的直流转换器发热较大,可能导致发热较大的该直流转换器损坏。
发明内容
为了保护多相直流转换器,本发明提供了一种多相直流转换器及其控制方法。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种多相直流转换器,包括并联的第一直流转换器和第二直流转换器,所述第一直流转换器包括依次串联的第一交直转换模块、第一谐振模块和第二交直转换模块,所述第二直流转换器包括依次串联的第三交直转换模块、第二谐振模块和第四交直转换模块,所述多相直流转换器还包括:第一控制模块和第一可调电感;
所述第一控制模块分别与所述第一直流转换器、所述第二直流转换器和所述第一可调电感相连,所述第一可调电感串联在所述第三交直转换模块和所述第二谐振模块之间;
所述第一控制模块,用于当所述第一直流转换器内的第一电流信号大于所述第二直流转换器内的第二电流信号时获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第二直流转换器内的第二电压信号,根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量,以补偿所述第二直流转换器的感量,使所述第二直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
在第一方面中,在多相直流转换器中增加了第一控制模块和第一可调电感,通过第一控制模块调节第一可调电感的感量,以补偿第二直流转换器的感量,从而使第二直流转换器内的电流信号达到第一直流转换器的第一电流信号,使第一直流转换器和第二直流转换器达到均流,两者发热相同,保护了多相直流转换器。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述第一控制模块包括:
第一电流采样器、第二电流采样器和第一控制电路,所述第一控制电路分别与所述第一电流采样器、所述第二电流采样器和所述第一可调电感相连;
所述第一电流采样器串接在所述第一交直转换模块和所述第一谐振模块之间或者串接在所述第二交直转换模块与所述多相直流转换器的第二正极端之间,用于采集所述第一直流转换器内的第一电流信号,将所述第一电流信号转换为所述第一电压信号,向所述第一控制电路发送所述第一电压信号;
所述第二电流采样器串接在所述第三交直转换模块和所述第一可调电感之间或者串接在所述第四交直转换模块与所述多相直流转换器的第二正极端之间,用于采集所述第二直流转换器内的第二电流信号,将所述第二电流信号转换为所述第二电压信号,向所述第一控制电路发送所述第二电压信号;
所述第一控制电路,用于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量。
在第一方面的第一种可能的实现方式中,通过在第一直流转换器中串接一个第一电流采样器,以及通过在第二直流转换器中串接一个第二电流采样器,通过第一电流采样器和第二转换器将第一直流转换器中的第一电流信号和第二直流转换器的第二电流信号转换成反应第一电流信号大小的第一电压信号和反应第二电流信号大小的第二电压信号,从实现采样到第一直流转换器中的第一电压信号和第二直流转换器的第二电压信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述第一控制电路包括:
第一比较电路和第一电感控制电路,所述第一比较电路分别与所述第一电流采样器、所述第二电流采样器和所述第一电感控制电路相连,所述第一电感控制电路还与所述第一可调电感相连;
所述第一比较电路,用于比较所述第一电压信号和所述第二电压信号得到第一误差信号,向所述第一电感控制电路发送所述第一误差信号;
所述第一电感控制电路,用于根据所述第一误差信号,调节所述第一可调电感的感量。
在第一方面的第二种可能的实现方式中,通过第一比较电路得到第一误差信号,该第一误差信号反应了第一电流信号第二电流信号之间的差异,第一电感控制电路根据该差异可以准确调节第一可调电感的感量,从而保证第一直流转换器和第二直流转换器达到均流的目的。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式,所述第一比较电路包括:
第一滤波器、第二滤波器和第一运算放大器,所述第一运算放大器的第一输入端与所述第一电流采样器相连,第二输入端与所述第二电流采样器相连,输出端与所述第一电感控制电路相连;
所述第一滤波器挂接在用于连接所述第一运算放大器与所述第一电流采样器之间的第一线路上,用于对所述第一电流采样器在所述第一线路上传输的第一电压信号进行滤波;
所述第二滤波器挂接在用于连接所述第一运算放大器与所述第二电流采样器之间的第二线路上,用于对所述第二电流采样器在所述第二线路上传输的第二电压信号进行滤波;
所述第一运算放大器,用于接收滤波后的所述第一电压信号和所述第二电压信号,比较滤波后的所述第一电压信号和所述第二电压信号得到第一误差信号,向所述第一电感控制电路发送所述第一误差信号。
在第一方面的第三种可能的实现方式中,通过第一滤波器和第二滤波器分别对第一电压信号和第二电压信号进行滤波,可以滤除噪声信号,提高了调节第一可调电感的感量的准确性,从而保证第一直流转换器和第二直流转换器达到均流的目的。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述第一运算放大器,还用于对所述第一误差信号进行放大,向所述第一电感控制电路发送所述放大的第一误差信号。
在第一方面的第四种可能的实现方式中,对第一误差信号进行放大,进一步提高根据第一误差信号对第一可调电感的感量进行调节的准确性。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式,所述第一电感控制电路包括:
第二运算放大器和MOS管,所述第二运算放大器的第一输入端与所述第一比较电路相连,第二输入端与MOS管的源极相连,输出端与所述MOS管的栅极相连,所述MOS管的漏极与所述第一可调电感串联;
所述第二运算放大器,用于接收所述第一误差信号,根据所述第一误差信号,通过调节所述第一MOS管的电阻大小来调节所述MOS管上的电流信号,使所述第一可调电感上的电流信号随所述MOS管上的电流信号变化,以调节所述第一可调电感的感量。
在第一方面的第五种可能的实现方式中,通过对MOS管的电阻大小进行调节,从而实现改变与MOS管串联的第一可调电感的感量。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述第一控制模块还包括:
第三电流采样器和第一选择器,所述第三电流采样器串接在所述第一谐振模块和所述第二交直转换模块之间,所述第一选择器与所述第一电流采样器、所述第三电流采样器和所述第一控制电路相连;
所述第一选择器,用于根据所述第一直流转换器中的电流流向,选择所述第一电流采样器发送的第一电压信号或所述第三电流采样器发送的第一电压信号,向所述第一控制电路发送所述选择的第一电压信号。
在第一方面的第六种可能的实现方式中,通过第一选择器和第三电流采样器可以对双向的第一直流转换器中的第一电压信号进行采样,实现对双向的多相直流转换器的控制,保证各相直流转换器达到均流的目的。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,所述第一控制模块还包括:
第四电流采样器和第二选择器,所述第四电流采样器串接在所述第二谐振模块和所述第四交直转换模块之间,所述第二选择器与所述第二电流采样器、所述第四电流采样器和所述第一控制电路相连;
所述第二选择器,用于根据所述第二直流转换器中的电流流向,选择所述第二电流采样器发送的第二电压信号或所述第四电流采样器发送的第二电压信号,向所述第一控制电路发送所述选择的第二电压信号。
在第一方面的第七种可能的实现方式中,通过第二选择器和第四电流采样器可以对双向的第二直流转换器中的第二电压信号进行采样,实现对双向的多相直流转换器的控制,保证各相直流转换器达到均流的目的。
结合第一方面,在第一方面的第八种可能的实现方式中,所述第一可调电感包括:
第一绕阻、第二绕阻和第一铁芯,所述第一绕阻和所述第二绕阻均绕在所述第一铁芯上;所述第一绕阻的一端接在恒压源上,另一端与所述第一控制模块相连,所述第二绕阻串接在所述第三交直转换模块和所述第二谐振模块之间;
所述第一控制模块,用于调节所述第一绕阻的电流信号,使所述第一绕阻通过电磁感应调节所述第二绕阻的感量。
在第一方面的第八种可能的实现方式中,通过第一控制模块改变第一绕阻中的电流信号的大小,来调节第二绕阻的感量,从而实现调节第二直流转换器2的感量。
结合第一方面的第八种可能的实现方式,在第一方面的第九种可能的实现方式中,所述第一铁芯包括第一边、第二边和第三边;所述第二边位于所述第一边和所述第三边之间,所述第一绕阻绕在所述第一边和所述第三边上,所述第二绕阻绕在所述第三边上。
结合第一方面,在第一方面的第十种可能的实现方式中,所述装置还包括:
至少一个与所述第一直流转换器和所述第二直流转换器并联的第三直流转换器、所述第三直流转换器对应的第二控制模块和第二可调电感;
所述第三直流转换器包括依次串联的第五交直转换模块、第三谐振模块和第六交直转换模块,所述第二控制模块与所述第一控制模块、所述第三直流转换器和所述第二可调电感相连,所述第二可调电感串接在所述第五交直转换模块和所述第三谐振模块之间;
所述第二控制模块用于当所述第一直流转换器内的第一电流信号大于所述第三直流转换器内的第三电流信号时获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第三直流转换器内的第三电压信号,根据所述第一电压信号和所述第三电压信号,调节所述第二可调电感的感量,以补偿所述第三直流转换器的感量,使所述第三直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
在第一方面的第十种可能的实现方式中,通过第二控制模块和第二可调电感可以对三相、四相或五相等多相直流转换器进行均流,保证了各相直流转换器发热均衡。
第二方面,提供了一种多相直流转换器的控制方法,所述控制方法用于控制如权利要求1至10任一项权利要求所述的多相直流转换器,包括:
获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第二直流转换器内的第二电压信号;
根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量,以补偿所述第二直流转换器的感量,使所述第二直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
在第二方面中,在多相直流转换器中增加了第一可调电感,通过调节第一可调电感的感量,以补偿第二直流转换器的感量,从而使第二直流转换器内的电流信号达到第一直流转换器的第一电流信号,使第一直流转换器和第二直流转换器达到均流,两者发热相同,保护了多相直流转换器。
附图说明
图1-1是本发明实施例提供的一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图1-2是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图1-3是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-1是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-2是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-3是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-4是本发明实施例提供的电流采样器的电路结构示意图;
图2-5是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-6是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-7是本发明实施例提供的第一比较电路的电路结构示意图;
图2-8是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-9是本发明实施例提供的第一电感控制电路的电路结构示意图;
图2-10是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-11是本发明实施例提供的第一可调电感的实物图;
图2-12是本发明实施例提供的第一可调电感的电路结构示意图;
图2-13是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-14是本发明实施例提供的第一直流转换器和第二直流转换器内的电流信号波形图;
图2-15是本发明实施例提供的一种第一选择器的电路结构示意图;
图2-16是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图2-17是本发明实施例提供的另一种多相直流转换器的电路结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种多相直流转换器的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
目前的多相直流转换器包括多个并联的直流转换器,例如,参见图1-1所示的多相直流转换器,该多相直流转换器是一个双相直流转换器,包括并联的第一直流转换器1和第二直流转换器2。
可选的,参见图1-1,第一直流转换器1包括依次串联的第一交直转换模块11、第一谐振模块12和第二交直转换模块13;其详细结构为:第一交直转换模块11的第一正极端d1与多相直流转换器的第一正极端a1电连接,第一负极端d2与多相直流转换器的第一负极端a2电连接,第二正极端d3与第一谐振模块12的第一正极端d5电连接,第二负极端d4与第一谐振模块12的第一负极端d6电连接;第一谐振模块12的第二正极端d7与第二交直转换模块13的第一正极端d9电连接,第二负极端d8与第二交直转换模块13的第一负极端d10电连接;第二交直转换模块13的第二正极端d11与多相直流转换器的第二正极端b1电连接,第二负极端d12与多相直流转换器的第二负极端b2电连接。
可选的,第二直流转换器2包括依次串联的第三交直转换模块21、第二谐振模块22和第四交直转换模块23;其详细结构为:第三交直转换模块21的第一正极端e1与多相直流转换器的第一正极端a1电连接,第一负极端e2与多相直流转换器的第一负极端a2电连接,第二正极端e3与第二谐振模块22的第一正极端e5电连接,第二负极端e4与第二谐振模块22的第一负极端e6电连接;第二谐振模块22的第二正极端e7与第四交直转换模块23的第一正极端e9电连接,第二负极端e8与第四交直转换模块23的第一负极端e10电连接;第四交直转换模块23的第二正极端e11与多相直流转换器的第二正极端b1电连接,第二负极端e12与多相直流转换器的第二负极端b2电连接。
可选的,多相直流转换器用于将第一直流电压信号转换成第二直流电压信号,第一直流电压信号大于或小于第二直流电压信号,具体转换过程如下:
第一交直转换模块11从多相直流转换器的第一正极端a1和第一负极端a2接收输入的第一直流电压信号,将第一直流电压信号转换成交流的第一电压信号,将第一电压信号传输给第一谐振模块12;第一谐振模块12将第一电压信号转换成交流的第三电压信号,第三电压信号大于或小于第一电压信号,将第三电压信号传输给第二交直转换模块13;第二交直转换模块13将第三电压信号转换成第二直流电压信号,从多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2输出第二直流电压信号。其中,第一交直转换模块11在将第一直流电压信号转换为第一电压信号时,还产生第一电流信号;由于第一交直转换模块11、第一谐振模块12和第二交直转换模块13是依交串联的,所以第一电流信号会经过第一交直转换模块11、第一谐振模块12和第二交直转换模块13流到多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2。
第三交直转换模块21从多相直流转换器的第一正极端a1和第一负极端a2接收输入的第一直流电压信号,将第一直流电压信号转换成交流的第二电压信号,将第二电压信号传输给第二谐振模块22;第二谐振模块22将第二电压信号转换成交流的第四电压信号,第四电压信号大于或小于第二电压信号,将第四电压信号传输给第四交直转换模块23;第四交直转换模块23将第四电压信号转换成第二直流电压信号,从多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2输出第二直流电压信号。其中,第三交直转换模块21在将第一直流电压信号转换为第二电压信号时,还产生第二电流信号;由于第三交直转换模块21、第二谐振模块22和第四交直转换模块23是依交串联的,所以第二电流信号会经过第三交直转换模块21、第二谐振模块22和第四交直转换模块23流到多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2。
可选的,参见图1-2,第一交直转换模块11包括第一晶体管S1、第二晶体管S2;第三交流转换模块21包括第三晶体管S3和第四晶体管S4;
第一晶体管S1的漏极(为第一正极端d1)与多相直流转换器的第一正极端a1电连接,第一晶体管S1的源极和第二晶体管S2的漏极均与第一交直转换模块11的第二正极端d3电连接,该第二正极端d3与第一谐振模块12的第一正极端d5电连接;第二晶体管S2的源极(为第一负极端d2和第二负极端d4)分别与多相直流转换器的第一负极端a2和第一谐振模块12的第一负极端d6电连接;第三晶体管S3的漏极(为第一正极端e1)与多相直流转换器的第一正极端a1电连接,源极和第四晶体管S4的漏极均与第三交直转换模块21的第二正极端e3电连接,该第二正极端e3与第二谐振模块22的第一正极端e5电连接;第四晶体管S4的源极(为第一负极端e2和第二负极端e4)分别与多相直流转换器的第一负极端a2和第二谐振模块22的第一负极端e6电连接。
向第一晶体管S1的栅极、第二晶体管S2的栅极、第三晶体管S3的栅极和第四晶体管S4的栅极输入控制信号;通过该控制信号周期性地控制第一晶体管S1和第四晶体管S4同时开通且第二晶体管S2和第三晶体管S3同时关断,以及控制第一晶体管S1和第四晶体管S4同时关断且第二晶体管S2和第三晶体管S3同时开通;使第一晶体管S1和第二晶体管S2将多相直流转换器的第一正极端a1和第一负极端a2输入的第一直流电压信号转换为交流的第一电压信号并输入给第一谐振模块12,以及使第三晶体管S4和第四晶体管S4将多相直流转换器的第一正极端a1和第一负极端a2输入的第一直流电压信号转换为交流的第二电压信号并输入给第二谐振模块22。
可选的,参见图1-2,第二交直转换模块13包括第五绕阻Q5、第六绕阻Q6、第七绕阻Q7、第三铁芯T3、第五晶体管S5和第六晶体管S6;第五绕阻Q5、第六绕阻Q6、第七绕阻Q7均绕在第三铁芯T3上;第五绕阻Q5的两端(为第二交直转换模块13的第一正极端d9和第一负极端d10)分别与第一谐振模块12的第二正极端d7和第二负极端d8电连接,第六绕阻Q6的一端与第五晶体管S5的漏极电连接,另一端与第七绕阻Q7的一端的连接点作为第二交直转换模块13的第二正极端d11,第二正极端d11与多相直流转换器的第二正极端b1电连接;第七绕阻Q7的另一端与第六晶体管S6的漏极相连,第五晶体管S5的源极和第六晶体管S6的源极与第二交直转换模块13的第二负极端d12电连接,第二负极端d12与多相直流转换器的第二负极端b2电连接。
第五绕阻Q5接收第一谐振模块12输入的第三电压信号,通过电磁感应将第三电压信号传输给第六绕阻Q6和第七绕阻Q7;同时向第五晶体管S5的栅极和第六晶体管S6的栅极输入控制信号,通过该控制信号周期性地控制第五晶体管S5开通第六晶体管S6关断,以及控制第五晶体管S5关断第六晶体管S6开通,以将第三电压信号转换成第二直流电压信号,并通过多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2输出。
可选的,参见图1-2,第四交直转换模块23包括第八绕阻Q8、第九绕阻Q9、第十绕阻Q10、第四铁芯T4、第七晶体管S7和第八晶体管S8;第八绕阻Q8、第九绕阻Q9、第十绕阻Q10均绕在第四铁芯T4上;第八绕阻Q8的两端(为第四交直转换模块23的第一正极端e9和第一负极端e10)分别与第二谐振模块22的第二正极端e7和第二负极端e8电连接,第九绕阻Q9的一端与第七晶体管S7的漏极相连,另一端与第十绕阻Q10的一端的连接点作为第四交直转换模块23的第二正极端e11,第二正极端e11与多相直流转换器的第二正极端b1电连接;第十绕阻Q10的另一端与第八晶体管S8的漏极电连接,第七晶体管S7的源极和第八晶体管S8的源极与第四交直转换模块23的第二负极端e12电连接,第二负极端e12与多相直流转换器的第二负极端b2电连接。
第八绕阻Q8接收第二谐振模块22输入的第四电压信号,通过电磁感应将第四电压信号传输给第九绕阻Q9和第十绕阻Q10;同时向第七晶体管S7的栅极和第八晶体管S8的栅极输入控制信号,通过该控制信号周期性地控制第七晶体管S7开通第八晶体管S8关断,以及控制第七晶体管S7关断第八晶体管S8开通,以将第四电压信号转换成第二直流电压信号,并通过多相直流转换器的第二正极端b1和第二负极端b2输出。
可选的,第一谐振模块12和第二谐振模块22由电感和电容等电子元器件组成,这些电子元器件可以组成不同的电路结构,例如可以组成LLC结构、LC结构和LCC结构等。
接下来以LLC结构为例进行说明,参见图1-3所示的LLC结构的第一谐振模块12和第二谐振模块22,第一谐振模块12包括第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1;第一电容C1的一端为第一谐振模块12的第一正极端d5并与第一交直转换模块11的第二正极端d3电连接,另一端与第一电感L1的一端电连接;第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端的连接点为第一谐振模块12的第二正极端d7,该第二正极端d7与第二交直转换模块13的第一正极端d9电连接;第二电感L2的另一端作为第一谐振模块L2的第一负极端d6和第二负极端d8,分别与第一交直转换模块11的第二负极端d4和第二交直转换模块13的第一负极端d10电连接。
其中,第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1构成谐振腔,当第一交转换模块11输入的第一电压信号经过该谐振腔后,该谐振腔将第一电压信号转换为大于或小于第一电压信号的第三电压信号,再将第三电压信号传输给第二交直转换模块13。
第二谐振模块22包括第三电感L3、第四电感L4和第二电容C2;第二电容C2的一端为第二谐振模块22的第一正极端e5并与第三交直转换模块21的第二正极端e3电连接,另一端与第三电感L3的一端电连接;第三电感L3的另一端与第四电感L4的一端的连接点为第二谐振模块22的第二正极端e7,该第二正极端e7与第四交直转换模块23的第一正极端e9电连接;第四电感L4的另一端作为第二谐振模块22的第一负极端e6和第二负极端e8,分别与第三交直转换模块21的第二负极端e4和第二交直转换模块23的第一负极端e10电连接。
其中,第三电感L3、第四电感L4和第二电容C2构成谐振腔,当第三交转换模块21输入的第二电压信号经过该谐振腔后,该谐振腔将第二电压信号转换为大于或小于第二电压信号的第四电压信号,再将第四电压信号传输给第四交直转换模块23。
可选的,本实施例提供的多相直流转换器可以为一个双向的多相直流转换器,即多相直流转换器可以从其第一正极端a1和第一负极端a2接收输入的第一直流电压信号,将第一直流电压信号转换为第二直流电压信号,从其第二正极端b1和第二负极端b2输出第二直流电压信号,详细转换过程见上述相关内容,在此不再详细说明;多相直流转换器还可以从其第二正极端b1和第二负极端b2接收输入的第一直流电压信号,将第一直流电压信号转换为第二直流电压信号,从其第一正极端a1和第一负极端a2输出第二直流电压信号,详细转换过程与上述介绍转换过程相反,在此也不再详细说明。
其中,需要说明的是:对于任一种多相直流转换器,该多相直流转换器中的每相直流转换器包括的谐振模块都是由电感和电容等电子元器件组成;由于制造出的每个元器件都不可能完全一样,造成了每相直流转器的感量不同;有的直流转换器的感量较大,有的直流转换器的感量较小;如果采用相同控制信号来控制第一交直转换模块11和第三交直转换模块21,则感量较大的直流转换器中的电流信号较大,感量较小的直流转换器中的电流信号较小,导致两个直流转换器发热不均衡,发热较大的直流转换器容易损坏。
在本发明实施例中,通过对上述任意一种多相直流转换器进行改良,改良后的多相直流转换器中的每相直流转换器中的电流信号相同,发热均衡。改良后的多相直流转换器可以为如下介绍的任一种多相直流转换器。
参见图2-1,本发明实施例提供了一种多相直流转换器。该多相直流转换器除了包括第一直流转换器1和第二直流转换器2外,还包括第一控制模块3和第一可调电感4。
第一控制模块3分别与第一直流转换器1、第二直流转换器2和第一可调电感4相连,第一可调电感4串接在第三交直转换模块21和第二谐振模块22之间。
第一控制模块3,用于当第一直流转换器1的第一电流信号大于第二直流转换器2的第二电流信号时获取第一直流转换器1的第一电压信号和第二直流转换器2的第二电压信号,根据第一电压信号和第二电压信号调节第一可调电感4的感量来补偿第二直流转换器2的感量,使第二直流转换器2的电流信号的大小与第一电流信号的大小相等。
由于制造出的每个电子元件器很难保证完全一致,导致第一直流转换器1的感量和第二直流转换器2的感量不同,假设第一直流转换器1的感量大于第二直流转换器2的感量,这样在多相直流转换器工作时,第一直流转换器1内的第一电流信号就会大于第二直流转换器2内的电流信号。
在本实施例中,事先测量第一直流转换器1的感量和第二直流转换器2的感量,选择在感量小的第二直流转换器2中串接一个第一可调电感4。可选的,参见图2-1,第一可调电感4可以串接在第三交直转换模块21的第二正极端e3和第二谐振模块22的第一正极端e5之间。其中,第二直流转换器2的感量等于第二谐振模块22的感量与第一可调电感4的感量之和,所以通过增加第一可调电感4的感量可以补偿第二直流转换器2的感量,以使第二直流转换器2内的电流信号达到第一电流信号。
在本实施例中,由于第一直流转换器1的感量大于第二直流转换器2的感量,当第一电流信号大于第二电流信号时,通过增加第一可调电感4的感量可以对第二直流转换器2的感量进行补偿,使第二直流转换器2产生的电流信号的大小增大至与第一电流信号的大小相等,从而使第一直流转换器1和第二直流器2发热均衡,保护了多相直流转换器。
可选的,在本实施例中,也可以在第一直流转换器1中的第一交直转换模块11和第一谐振模块12之间串接一个第一可调电感,这样如果出现了第一直流转换器1内的第一电流信号小于第二直流转换器2内的第二电流信号时可以使第一控制模块3调节第一直流转换器1中的第一可调电感的感量,以对第一直流转换器1的感量进行补偿,使第一直流转换器1产生的电流信号和第二直流转换器2产生的电流信号相等。
可选的,参见图2-2和图2-3,第一控制模块3包括:第一电流采样器31、第二电流采样器32和第一控制电路33,第一控制电路33分别与第一电流采样器31、第二电流采样器32和第一可调电感4相连;
第一电流采样器31串接在第一交直转换模块11和第一谐振模块12之间或者串接在第二交直转换模块13与多相直流转换器的第二正极端b1之间,用于采集第一直流转换器1的第一电流信号,将第一电流信号转换为第一电压信号,向第一控制电路33发送第一电压信号;
第二电流采样器32串接在第三交直转换模块21和第一可调电感4之间或者串接在第四交直转换模块23与多相直流转换器的第二正极端b1之间,用于采集第一直流转换器1的第二电流信号,将第二电流信号转换为第二电压信号,向第一控制电路33发送第二电压信号;
第一控制电路33,用于根据第一电压信号和第二电压信号,调节第一可调电感4的感量。
参见图2-2,第一电流采样器31可以串接在第一交直转换模块11的第二正极端d3和第一谐振模块12的第一正极端d5之间,第二电流采样器32串接在第三交直转换模块21的第二正极端e3和第一可调电感4之间;或者,参见图2-3,第一电流采样器31可以串接在第二交直转换模块13的第二正极端d11和多相直流转换器的第二正极端b1之间,第二电流采样器32串接在第四交直转换模块23的第二正极端e11和多相直流转换器的第二正极端b1之间。
由于第一电流采样器31串接在第一直流转换器1中以及第二电流采样器32也是串接在第二直流转换器2中,所以第一直流转换器1产生的第一电流信号会经过第一电流采样器31,第二直流转换器2产生的第二电流信号会经过第二电流采样器32;第一电流采样器31可以直接将经过自身的第一电流信号转换成第一电压信号,第二电流采样器32可以直接将经过自身的第二电流信号转换成第二电压信号。
可选的,参见图2-4所示,第一电流采样器11和第二电流采样器12的结构相同,第一电流采样器11和第二电流采样器21均包括:第三绕阻Q3、第四绕阻Q4和第二铁芯T2,第三绕阻Q3和第四绕阻绕Q4绕在在第二铁芯T2上。
参见图2-5,对于第一电流采样器31,第一电流采样器31的第三绕阻Q3的第一端q1与第一控制电路33相连,第二端q2接地;第四绕阻Q4串接在第一交直转换模块11的第二正极端d3和第一谐振模块12的第一正极端d5之间,即第四绕阻Q4的第一端q3与第一交直转换模块11的第二正极端d3电连接,第二端q4与第一谐振模块12的第一正极端d5电连接;这样第一直流转换器1中的第一电流信号经过第四绕阻Q4时,第四绕阻Q4通过电磁感应将第一电流信号的能量传递给第三绕阻Q3,第三绕阻Q3接收该能量并产生第一电压信号,将第一电压信号传输给第一控制电路33。
对于第二电流采样器32,第二电流采样器32的第三绕阻Q3的第一端q1与第一控制电路33相连,第二端q2接地;第四绕阻Q4串接在第三交直转换模块31的第二正极端e3和第一可调电感4之间,即第四绕阻Q4的第一端q3与第三交直转换模块31的第二正极端e3电连接,第二端q4与第一可调电感4电连接;这样第二直流转换器2中的第二电流信号经过第二电流采样器32的第四绕阻Q4时,第四绕阻Q4通过电磁感应将第二电流信号的能量传递给第三绕阻Q3,第三绕阻Q3接收该能量并产生第二电压信号,将第二电压信号传输给第一控制电路33。
可选的,参见图2-6,第一控制电路33包括:
第一比较电路331和第一电感控制电路332,第一比较电路331分别与第一电流采样器31、第二电流采样器32和第一电感控制电路332电连接,第一电感控制电路332还与第一可调电感4电连接;可选的,第一比较电路331分别与第一电流采样器31中的第三绕阻Q3的第一端q1电连接和第二电流采样器32中的第三绕阻Q3的第一端q1电连接;
第一比较电路331,用于比较第一电压信号和第二电压信号得到第一误差信号,向第一电感控制电路332发送第一误差信号;
第一电感控制电路332,用于根据第一误差信号,调节第一可调电感4的感量。可选的,第一比较电路331还可以对第一误差信号进行放大,向第一电感控制电路332发送放大后的第一误差信号,第一电感控制电路332根据放大后的第一误差信号调节第一可调电感4的感量。
可选的,参见图2-7,第一比较电路331包括:
第一滤波器331a、第二滤波器331b和第一运算放大器331c,第一运算放大器331c的第一输入端与第一电流采样器31相连,第二输入端与第二电流采样器32相连,输出端与第一电感控制电路332相连;可选的,参见图2-8,第一运算放大器331c的第一输入端与第一电流采样器31中的第三绕阻Q3的第一端q1电连接,第二输入端与第二电流采样器32中的第三绕阻Q3的第一端q1电连接。
第一滤波器331a挂接在用于连接第一运算放大器331c与第一电流采样器21之间的第一线路上,用于对第一电流采样器31在第一线路上传输的第一电压信号进行滤波;
第二滤波器331b挂接在用于连接第一运算放大器331c与第二电流采样器32之间的第二线路上,用于对第二电流采样器32在所述第二线路上传输的第二电压信号进行滤波;
第一运算放大器331c,用于接收滤波后的第一电压信号和第二电压信号,比较滤波后的第一电压信号和第二电压信号得到第一误差信号,向第一电感控制电路332发送第一误差信号。可选的,第一运算放大器331c可以对第一误差信号进行放大,向第一电感控制电路332发送放大后的第一误差信号。
可选的,参见图2-8,第一滤波器331a和第二滤波器331b可以为RC滤波器,由一个电阻和一个电容组成。
可选的,参见图2-9,第一电感控制电路332包括:
第二运算放大器332a和MOS管332b,第二运算放大器332a的第一输入端与第一比较电路331电连接,第二输入端与MOS管332b的源极电连接,输出端与所述MOS管332b的栅极电连接,MOS管332b的漏极与第一可调电感4串联;
可选的,参见图2-10,第二运算放大器332a的第一输入端与第一比较电路331中的第一运算放大器331c的输出端电连接;第一可调电感4中的感量随流入的电流信号变化而变化,可以通过改变流入第一可调电感4中的电流信号,调节第一可调电感4的感量。
可选的,第二运算放大器332a,用于接收第一误差信号,根据第一误差信号,通过调节MOS管332b的电阻大小来调节MOS管332b上的电流信号,由于第一可调电感4与MOS管332b的漏极串联,使第一可调电感4上的电流信号随MOS管332b上的电流信号变化而变化,从而调节第一可调电感4的感量。
可选的,参见图2-11和2-12,第一可调电感4包括:第一绕阻Q1、第二绕阻Q2和第一铁芯T1,第一绕阻Q1和第二绕阻Q2均绕在第一铁芯T1上;参见图2-13,第一绕阻Q1的第一端q1接在恒压源V上,第二端q2与第一控制模块3相连,第二绕阻Q2串接在第三交直转换模块21和第二谐振模块22之间;
第一控制模块3,用于调节第一绕阻Q1的电流信号,使第一绕阻Q1通过电磁感应调节第二绕阻Q2的感量。
可选的,第一可调电感4的实现方式有多种,如下是第一可调电感4的一种实现方式,详细描述如下:
参见图2-11,第一铁芯T1包括第一边,第二边和第三边,第二边位于第一边和第三边之间,第一可调电感4包括第一绕阻Q1、第二绕阻Q2和第一铁芯T1,第一绕阻Q1的绕在第一铁芯T1的第一边和第三边上,第二绕阻Q2绕在第一铁芯T1的第二边上;
参见图2-12和图2-13,第一绕阻Q1串接在恒压源V和第一控制模块3包括的MOS管332b的漏极之间,即第一绕阻Q1的第一端q1接在恒压源上,第二端q2与MOS管33b的漏极电连接;第二绕阻Q2的第一端q3与第二电流采样器32中的第四绕阻Q4的第二端q4电连接,第二端q4与第二谐振模块22的第一正极端e5电连接。
其中,第一控制模块3中的第二运算放大器332a通过调节MOS管332b的电阻大小来调节MOS管332b上的电流信号,由于第一绕阻Q1与MOS管332b串联,所以第一绕阻Q1上的电流信号随着MOS管332b上的电流信号变化而变化;第一绕阻Q1上的电流信号变化后,通过电磁感应调节第二绕阻Q2的感量,从而对第二谐振模块22的感量进行补偿,使第二直流转换器2上的电流信号的大小达到第一电流信号的大小。
在本发明实施例中,通过第一控制模块对多相直流转换器中的第二直流转换器2的感量进行补偿,然后测量第一直流转换器1的电流信号和第二直流转换器2的电流信号,得到如图2-14所示的电流信号的波形,从图2-14可以看出第一直流转换器1的电流信号和第二直流转换器2的电流信号基本完全一致,达到了均流的目的,从而保护了多相直流转换器的电路结构。
在本实施例中,多相直流转换器可以是一个双向的多相直流转换器,即第一直流转换器1和第二直流转换器2都为双向直流转换器。相应的,参见图2-15,第一控制模块33还包括:
第三电流采样器34、第一选择器35、第四电流采样器36和第二选择器37,第三电流采样器34串接在第一谐振模块12和第二交直转换模块13之间,第一选择器35与第一电流采样器31、第三电流采样器34和第一控制电路33相连,第四电流采样器36串接在第二谐振模块22和第四交直转换模块23之间,第二选择器37与第二电流采样器32、第四电流采样器36和第一控制电路33相连。
第一选择器35,用于根据第一直流转换器1中的电流流向,选择第一电流采样器31发送的第一电压信号或第三电流采样器34发送的第一电压信号,向第一控制电路33发送所述选择的第一电压信号。
第二选择器37,用于根据第二直流转换器2中的电流流向,选择第二电流采样器32发送的第二电压信号或第四电流采样器36发送的第二电压信号,向第一控制电路33发送选择的第二电压信号。
可选的,在第一直流转换器1中,如果第一电流信号从第一交直转换模块11流向第二交直转换模块13,第一选择器35选择第一电流采样器31发送的第一电压信号;如果第一电流信号从第二交直转换模块13流向第一交直转换模块11,第一选择器35选择第三电流采样器34发送的第一电压信号。
在第二直流转换器2中,如果第二电流信号从第三交直转换模块21流向第四交直转换模块23,第二选择器37选择第二电流采样器32发送的第一电压信号;如果第二电流信号从第四交直转换模块23流向第三交直转换模块21,第二选择器37选择第四电流采样器36发送的第二电压信号。
第一选择器35和第二选择器37可以为US200芯片,该芯片结构如图2-15所示,芯片的2引脚和5引脚作为电压信号的输入端,分别与第一电流采样器31和第三电流采样器34连接,或者,分别与第二电流采样器32和第四电流采样器36连接;芯片的3引脚作为选择的电压信号的输出端,与第一控制电路33相连;芯片的4引脚作为方向信号输入端,技术人员可以通过4引脚向芯片输入用于表示第一直流转换器1的电流流向或第二直流转换器2的电流流向的方向信号。
其中,第三电流采样器34和第四电流采样器36的结构如图2-4所示,在此不再详细说明。在具体实现时,参见图2-16,第三电流采样器34包括的第三绕阻Q3的第一端q1与第一选择器35电连接,第二端q2接地,第三电流采样器34包括的第四绕阻Q4串接在第一谐振模块12的第二正极端d7和第二交直转换模块13的第一正极端d9之间,即第四绕阻Q4的第一端q3与第一谐振模块12的第二正极端d7电连接,第二端q4与第二交直转换模块13的第一正极端d9电连接。第四电流采样器36包括的第三绕阻Q3的第一端q1与第二选择器37电连接,第二端q2接地,第四电流采样器36包括的第四绕阻Q4串接在第二谐振模块22的第二正极端e7和第四交直转换模块23的第一正极端e9之间,即第四绕阻Q4的第一端q3与第二谐振模块22的第二正极端e7电连接,第二端q4与第四交直转换模块23的第一正极端e9电连接。
在图2-16中,第一谐振模块12和第二谐振模块22都为对称的双LLC结构,第一谐振模块12包括第一电感L1、第二电感L2、第五电感L5、第一电容C1、第三电容C3、第四电容C4;第一电容C1的一端为第一谐振模块12的第一正极端d5,与第一电流采样器31的第四绕阻Q4的第二端q4电连接,另一端与第一电感L1的一端电连接;第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端和第五电感L5的一端电连接;第五电感L5的另一端与第四电容C4的一端电连接,第四电容C4的另一端作为第一谐振模块12的第二正极端d7,并与第三电流采样器35的第四绕阻Q4的第一端q3电连接;第二电感L2的另一端与第三电容C3的一端电连接,第三电容C3的另一端作为第一谐振模块12的第一负极端d6和第二负极端d8,分别与第一交直转换模块11的第二负极端d4和第二交直转换模块13的第一负极端d10电连接。
第一可调电感4做成中心抽头电感,包括第一绕阻和第二绕阻。第二谐振模块22包括第三电感L3、第四电感L4、第六电感L6、第二电容C2、第五电容C5和第六电容C6;第二电容C2的一端为第二谐振模块22的第一正极端e5,与第二电流采样器32的第四绕阻Q4的第二端q4电连接,另一端与第三电感L3的一端电连接;第三电感L3的另一端与第一可调电感4包括的第一绕阻的第一端电连接,该第一绕阻的第二端与第四电感L4的一端电连接,第三端与第六电感L6的一端电连接;第六电感L6的另一端与第六电容C6的一端电连接,第六电容C6的另一端作为第二谐振模块22的第二正极端e7,并与第四电流采样器37的第四绕阻Q4的第一端q3电连接;第四电感L4的另一端与第五电容C5的一端电连接,第一电容C5的另一端作为第二谐振模块22的第一负极端e6和第二负极端e8,分别与第三交直转换模块21的第二负极端e4和第四交直转换模块23的第一负极端e10电连接。第一可调电感4的第一绕阻与第一控制电路33电连接。
可选的,上述多相直流转换器,以包括并联的两个直流转换器为例进行说明,然而多相直流转换器可以包括并联的三个直流转换器、并联的四个直流转换器或由更多的直流转换器并联构成。例如,参见图2-17,多相直流转换器还包括至少一个第三直流转换器5,每个第三直流转换器5对应的第二控制模块6和第二可调电感7;
第三直流转换器5包括依次串联的第五交直转换模块51、第三谐振模块52和第六交直转换模块53,第二控制模块6与第一控制模块3、第三直流转换器5和第二可调电感7相连,第二可调电感7串接在第五交直转换模块51和第三谐振模块52之间;
第二控制模块6用于当第一直流转换器1的第一电流信号大于第三直流转换器5的第三电流信号时获取第一直流转换器1的第一电压信号和第三直流转换器5的第三电压信号,根据第一电压信号和第三电压信号,调节第二可调电感7的感量,以补偿第三直流转换器5的感量,使第三直流转换器5内的电流信号与第一电流信号相等。
可选的,第二控制模块6包括第五电流采样器61和第二控制电路62,第五电流采样器61串接在第五交直转换模块51和第三谐转换模块52之间,第二控制电路62分别与第五电流采样器61、第一电流采样器31和第二可调电感7电连接。
第五电流采样器61用于采集第三直流转换器5的第三电流信号,将第三电流信号转换成第三电压信号;
第二控制电路62接收第一电流采样器61传输的第一电压信号和第五电流采样器61传输的第三电压信号,根据第一电压信号和第三电压信号调节第二感量模块7的感量。
其中,第五电流采样器61、第二控制电路62、第二可调电感7的结构分别与第一电流采样器31、第一控制电路33和第一可调电感4的结构相同,在此不再详细说明。
在本发明实施例中,测量多相直流转换器中的每个直流转换器的感量,在除感量最大的直流转换器以外的其他每个直流转换器上串接一个可调电感;这样对于其他每个直流转换器,当该直流转换器内的电流信号小于感量最大的直流转换器内的电流信号时,通过调节该直流转换器内的可调电感的感量,以补偿该直流转换器的感量,从而使该直流转换器内的电流信号与感量最大的直流转换器内的电流信号相等,如此使多相直流转换器中的每个直流转换器达到均流的目的且发热相同,保护了多相直流转换器。
参见图3,本发明实施例提供了一种多相直流转换器的控制方法,该控制方法用于控制上述任一多相直流转换器,包括:
步骤301:获取第一直流转换器的第一电压信号和第二直流转换器的第二电压信号。
步骤302:根据第一电压信号和第二电压信号,调节第一可调电感的感量,以补偿第二直流转换器的感量,使第二直流转换器内的电流信号与第一电流信号相等。
在本发明实施例中,在多相直流转换器中增加了第一可调电感,通过调节第一可调电感的感量,以补偿第二直流转换器的感量,从而使第二直流转换器内的电流信号达到第一直流转换器的第一电流信号,使第一直流转换器和第二直流转换器达到均流,两者发热相同,保护了多相直流转换器。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多相直流转换器,包括并联的第一直流转换器和第二直流转换器,所述第一直流转换器包括依次串联的第一交直转换模块、第一谐振模块和第二交直转换模块,所述第二直流转换器包括依次串联的第三交直转换模块、第二谐振模块和第四交直转换模块,其特征在于,所述多相直流转换器还包括:第一控制模块和第一可调电感;
所述第一控制模块分别与所述第一直流转换器、所述第二直流转换器和所述第一可调电感相连,所述第一可调电感串联在所述第三交直转换模块和所述第二谐振模块之间;
所述第一控制模块,用于当所述第一直流转换器内的第一电流信号大于所述第二直流转换器内的第二电流信号时获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第二直流转换器内的第二电压信号,根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量,以补偿所述第二直流转换器的感量,使所述第二直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
2.如权利要求1所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一控制模块包括:
第一电流采样器、第二电流采样器和第一控制电路,所述第一控制电路分别与所述第一电流采样器、所述第二电流采样器和所述第一可调电感相连;
所述第一电流采样器串接在所述第一交直转换模块和所述第一谐振模块之间或者串接在所述第二交直转换模块与所述多相直流转换器的第二正极端之间,用于采集所述第一直流转换器内的第一电流信号,将所述第一电流信号转换为所述第一电压信号,向所述第一控制电路发送所述第一电压信号;
所述第二电流采样器串接在所述第三交直转换模块和所述第一可调电感之间或者串接在所述第四交直转换模块与所述多相直流转换器的第二正极端之间,用于采集所述第二直流转换器内的第二电流信号,将所述第二电流信号转换为所述第二电压信号,向所述第一控制电路发送所述第二电压信号;
所述第一控制电路,用于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量。
3.如权利要求2所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一控制电路包括:
第一比较电路和第一电感控制电路,所述第一比较电路分别与所述第一电流采样器、所述第二电流采样器和所述第一电感控制电路相连,所述第一电感控制电路还与所述第一可调电感相连;
所述第一比较电路,用于比较所述第一电压信号和所述第二电压信号得到第一误差信号,向所述第一电感控制电路发送所述第一误差信号;
所述第一电感控制电路,用于根据所述第一误差信号,调节所述第一可调电感的感量。
4.如权利要求3所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一比较电路包括:
第一滤波器、第二滤波器和第一运算放大器,所述第一运算放大器的第一输入端与所述第一电流采样器相连,第二输入端与所述第二电流采样器相连,输出端与所述第一电感控制电路相连;
所述第一滤波器挂接在用于连接所述第一运算放大器与所述第一电流采样器之间的第一线路上,用于对所述第一电流采样器在所述第一线路上传输的第一电压信号进行滤波;
所述第二滤波器挂接在用于连接所述第一运算放大器与所述第二电流采样器之间的第二线路上,用于对所述第二电流采样器在所述第二线路上传输的第二电压信号进行滤波;
所述第一运算放大器,用于接收滤波后的所述第一电压信号和所述第二电压信号,比较滤波后的所述第一电压信号和所述第二电压信号得到第一误差信号,向所述第一电感控制电路发送所述第一误差信号。
5.如权利要求3所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一电感控制电路包括:
第二运算放大器和MOS管,所述第二运算放大器的第一输入端与所述第一比较电路相连,第二输入端与MOS管的源极相连,输出端与所述MOS管的栅极相连,所述MOS管的漏极与所述第一可调电感串联;
所述第二运算放大器,用于接收所述第一误差信号,根据所述第一误差信号,通过调节所述第一MOS管的电阻大小来调节所述MOS管上的电流信号,使所述第一可调电感上的电流信号随所述MOS管上的电流信号变化,以调节所述第一可调电感的感量。
6.如权利要求2所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一控制模块还包括:
第三电流采样器和第一选择器,所述第三电流采样器串接在所述第一谐振模块和所述第二交直转换模块之间,所述第一选择器与所述第一电流采样器、所述第三电流采样器和所述第一控制电路相连;
所述第一选择器,用于根据所述第一直流转换器中的电流流向,选择所述第一电流采样器发送的第一电压信号或所述第三电流采样器发送的第一电压信号,向所述第一控制电路发送所述选择的第一电压信号。
7.如权利要求2所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一控制模块还包括:
第四电流采样器和第二选择器,所述第四电流采样器串接在所述第二谐振模块和所述第四交直转换模块之间,所述第二选择器与所述第二电流采样器、所述第四电流采样器和所述第一控制电路相连;
所述第二选择器,用于根据所述第二直流转换器中的电流流向,选择所述第二电流采样器发送的第二电压信号或所述第四电流采样器发送的第二电压信号,向所述第一控制电路发送所述选择的第二电压信号。
8.如权利要求1所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一可调电感包括:
第一绕阻、第二绕阻和第一铁芯,所述第一绕阻和所述第二绕阻均绕在所述第一铁芯上;所述第一绕阻的一端接在恒压源上,另一端与所述第一控制模块相连,所述第二绕阻串接在所述第三交直转换模块和所述第二谐振模块之间;
所述第一控制模块,用于调节所述第一绕阻的电流信号,使所述第一绕阻通过电磁感应调节所述第二绕阻的感量。
9.如权利要求8所述的多相直流转换器,其特征在于,所述第一铁芯包括第一边、第二边和第三边;所述第二边位于所述第一边和所述第三边之间,所述第一绕阻绕在所述第一边和所述第三边上,所述第二绕阻绕在所述第三边上。
10.如权利要求1所述的多相直流转换器,其特征在于,还包括:
至少一个与所述第一直流转换器和所述第二直流转换器并联的第三直流转换器、所述第三直流转换器对应的第二控制模块和第二可调电感;
所述第三直流转换器包括依次串联的第五交直转换模块、第三谐振模块和第六交直转换模块,所述第二控制模块与所述第一控制模块、所述第三直流转换器和所述第二可调电感相连,所述第二可调电感串接在所述第五交直转换模块和所述第三谐振模块之间;
所述第二控制模块用于当所述第一直流转换器内的第一电流信号大于所述第三直流转换器内的第三电流信号时获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第三直流转换器内的第三电压信号,根据所述第一电压信号和所述第三电压信号,调节所述第二可调电感的感量,以补偿所述第三直流转换器的感量,使所述第三直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
11.一种多相直流转换器的控制方法,其特征在于,所述控制方法用于控制如权利要求1至10任一项权利要求所述的多相直流转换器,包括:
获取所述第一直流转换器内的第一电压信号和所述第二直流转换器内的第二电压信号;
根据所述第一电压信号和所述第二电压信号,调节所述第一可调电感的感量,以补偿所述第二直流转换器的感量,使所述第二直流转换器内的电流信号与所述第一电流信号相等。
CN201610162190.6A 2016-03-21 2016-03-21 一种多相直流转换器及其控制方法 Pending CN107222106A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610162190.6A CN107222106A (zh) 2016-03-21 2016-03-21 一种多相直流转换器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610162190.6A CN107222106A (zh) 2016-03-21 2016-03-21 一种多相直流转换器及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107222106A true CN107222106A (zh) 2017-09-29

Family

ID=59927786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610162190.6A Pending CN107222106A (zh) 2016-03-21 2016-03-21 一种多相直流转换器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107222106A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101488715A (zh) * 2009-02-19 2009-07-22 普天信息技术研究院有限公司 一种dc/dc谐振变换器
CN102694475A (zh) * 2012-06-01 2012-09-26 湖南省电力公司科学研究院 一种自动均流的整流桥并联直流融冰装置
CN103248231A (zh) * 2013-04-02 2013-08-14 浙江大学 多相均流控制的并联调整电路及控制方法
CN103563232A (zh) * 2011-04-12 2014-02-05 弗莱克斯电子有限责任公司 多相谐振转换器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101488715A (zh) * 2009-02-19 2009-07-22 普天信息技术研究院有限公司 一种dc/dc谐振变换器
CN103563232A (zh) * 2011-04-12 2014-02-05 弗莱克斯电子有限责任公司 多相谐振转换器
CN102694475A (zh) * 2012-06-01 2012-09-26 湖南省电力公司科学研究院 一种自动均流的整流桥并联直流融冰装置
CN103248231A (zh) * 2013-04-02 2013-08-14 浙江大学 多相均流控制的并联调整电路及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.ORIETTI,ET.AL: "TWO-PHASE INTERLEAVED LLC RESONANT CONVERTER WITH CURRENT-CONTROLLED INDUCOTR", 《2009 BRAZILIAN POWER ELECTRONICS CONFERENCE》 *
MYUNGBOK KIM: "Two-Phase Interleaved LLC Resonant Converter with Phase Shedding Control", 《THE 2010 INTERNATIONAL POWER ELECTRONICS CONFERENCE-ECCE ASIA-》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103825474B (zh) 低共模噪声的电源变换装置及其应用系统
CN104218902B (zh) 射频发送器和功率合成器
TWI684847B (zh) 功率變換器的電流檢測電路
CN103560593B (zh) 一种电场耦合型无线电能传输系统的控制方法
CN102017380B (zh) 电流检测电路及变压器电流测定系统
CN102844975B (zh) 泄漏电流降低装置
CN103477544B (zh) 共模滤波器装置
CN106024916A (zh) 模块固定装置、发电模块、第1固定部件及第2固定部件
CN109274344B (zh) 一种四输入运算放大器及其应用的采样电路和采样方法
CN104034957B (zh) 电源转换系统及其电压采样装置
CN101846702B (zh) 一种电感电流检测电路
CN106936474B (zh) 电力线载波通信方法及输出耦合滤波电路
CN112583134A (zh) 一种可切换无线电能传输线圈与补偿电容的可变电路拓扑
CN100570767C (zh) 带补偿绕组可控电抗器
CN106783107A (zh) 一种混合式配电变压器解耦磁集成装置
TW201809688A (zh) 電流偵測裝置
CN107222106A (zh) 一种多相直流转换器及其控制方法
CN102162822A (zh) 直流电流检测电路及应用该电路的变频空调器
US8319462B2 (en) Output filter and power conversion apparatus having the same
CN204515117U (zh) 一种采用宽频率信号源的电压互感器检测装置
CN105717403B (zh) 电池阵列绝缘故障监测系统
CN103107795A (zh) 一种浮地有源电感
CN203734622U (zh) 一种基于pid调节和pwm技术的mri b0场补偿放大器
JP5085567B2 (ja) 非同期機の対称インピーダンス及び非対称インピーダンスをシミュレートする装置
JP6277550B2 (ja) 電流計測器、分電盤用電流計測器、分電盤、電流計測器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170929

RJ01 Rejection of invention patent application after publication