CN109004834A - Dc-dc转换器系统 - Google Patents

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李东俊
权娜莱
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Abstract

提供一种DC‑DC转换器系统。该DC‑DC转换器系统包括布置在输入端和输出端之间的变压器，以及将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器的初级侧线圈的初级侧开关电路单元。次级侧开关电路单元包括多个开关，该多个开关将在变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为DC电压，并将转换后的DC电压提供给输出端。控制器被配置为基于多个开关中的每一个的两端的电压来调整多个开关的短路/开路状态。

Description

DC-DC转换器系统
技术领域
本公开涉及直流到直流(DC-DC)转换器系统，更具体地说，涉及能通过使用转换器的次级侧开关电路单元阻断能量的反向供电现象(energyreverse-powering phenomenon，能量逆功率现象)，来阻止不必要的能量流的DC-DC转换器系统。因此，辅助电池的耐久性得到保护，并且防止损坏转换器的内部元件。
背景技术
典型地，包括混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆的环保车辆中安装有低压DC-DC转换器(LDC)，而不是安装向内燃机车辆的电场负载供电的交流发电机。因此，低压DC-DC转换器(LDC)起到交流发电机的作用。LDC向电场负载供电，以阻止辅助电池放电并且当辅助电池电压下降时为辅助电池充电。
通常，已知有各种LDC拓扑结构，在它们之中，为了输入端和输出端的绝缘而应用变压器的LDC常用在车辆中。当变压器被应用于LDC时，通过对变压器的次级侧(即，输出端侧)执行的整流操作而产生直流电压。具体地说，提出了用于改善低负载效率的技术，该技术包括在次级侧上设置开关，而不是设置二极管。然而，在次级侧具有开关而不是具有二极管的传统LDC中，当开关处于短路状态时，可能引起其中能量基于周围的电环境而从输出端侧传输到输入端侧的反向供电现象发生。
例如，当LDC的输出电压小于辅助电池的电压时，发生将储存在辅助电池中的能量转移到LDC(例如，主电池)的反向供电现象(例如，反充电现象)。因此，由于辅助电池的放电或LDC的各功率组件的内部元件的损坏，整个系统可能因此出现问题。更进一步，由于不必要的能量传递，车辆燃料经济性迅速降低。
本章节中公开的上述信息仅旨在增加对本公开的背景技术的理解，其不应解释为是对本领域技术人员已知的现有技术的说明的承认。
发明内容
本公开提供了DC-DC转换器系统，其可通过阻断能量反向供电现象来阻止不必要的能量流。因此，可保护辅助电池的耐久性并且可防止对转换器的内部元件的损坏。
根据示例性的实施方式，本公开提供一种DC-DC转换器系统，该DC-DC转换器系统可包括：变压器，布置在输入端和输出端之间；初级侧开关电路单元，被配置为将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有多个开关，该多个开关被配置为将变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压传输到输出端；以及控制器，被配置为基于多个开关中的每一个的多个端(例如，两端)的电压来操作多个开关的短路/开路状态。
在本公开的示例性实施方式中，变压器可包括第一次级侧线圈和第二次级侧线圈。次级侧开关电路单元可包括在第一次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关，以及在第二次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关。控制器可被配置为控制第一次级侧开关和第二次级侧开关，以使得在第一次级侧线圈和第二次级侧线圈中感应的电压以彼此相反的相位传输到输出端侧。
在本公开的一些示例性实施方式中，控制器可被配置为当反方向的电流在由第一次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由第二次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括比较单元，该比较单元被配置为将预定参考值与第一次级侧开关的两端之间的电压差和第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每一个进行比较，并且控制器可被配置为当基于比较单元的计算结果，两端之间的电压差大于预定参考值时，持续断开第一次级侧开关和第二次级侧开关。
在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括计算单元，该计算单元被配置为基于比较单元的计算结果和第一次级侧开关与第二次级侧开关的脉宽调制信号，生成调整次级侧开关电路单元的第一次级侧开关和第二次级侧开关中的每一个的短路/开路状态的控制信号。脉宽调制信号可基于配置成操作初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。在本公开的示例性实施方式中，计算单元可包括多路复用器，该多路复用器具有：用于接收第一次级侧开关和第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个的第一输入端；用于接收比较单元的计算结果的第二输入端；和耦接到第一输入端的可变端。
在本公开的另一方面，一种DC-DC转换器系统，可包括：变压器，布置在输入端和输出端之间，并且具有耦接到输入端的初级侧线圈以及均耦接到输出端的第一次级侧线圈和第二次级侧线圈；初级侧开关电路单元，被配置为将输入端的电压转换为AC电压，并且将转换后的AC电压传输到变压器的初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有在第一次级侧线圈和输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关，以及在第二次级侧线圈和输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关。控制器，可被配置为基于通过多个电流回路传输的电流的方向来调整第一次级侧开关和第二次级侧开关的开路/短路状态。
在本公开的示例性实施方式中，控制器可被配置为当反方向的电流在由第一次级侧开关形成的电流回路中被传输到输出端时，持续断开第一次级侧开关，以及当由反方向的电流在第二次级侧开关形成的电流回路中被传输到输出端时，持续断开第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器包括比较单元，该比较单元被配置为将预定参考值与第一次级侧开关的两端之间的电压差和第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每一个进行比较，并且控制器可被配置为当基于比较单元的比较结果，两端之间的电压差大于预定的参考值时，持续断开第一次级侧开关和第二次级侧开关。
在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括计算单元，该计算单元被配置为基于比较单元的计算结果和第一次级侧开关与第二次级侧开关的脉宽调制信号，生成调整次级侧开关电路单元的第一次级侧开关和第二次级侧开关中的每一个的短路/开路状态的控制信号。脉宽调制信号可基于用来操作初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。在本公开的示例性实施方式中，计算单元可包括多路复用器，该多路复用器具有：被配置为接收第一次级侧开关和第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个的第一输入端；被配置为接收比较单元的计算结果的第二输入端；以及耦接到第一输入端的可变端。
根据DC-DC转换器系统，通过使用转换器的次级侧开关电路单元阻断能量反向供电现象，可防止不必要的能量流动。具体地说，可保护辅助电池的耐久性并且可防止对转换器的内部元件的损坏。换句话说，当DC-DC转换器系统应用于车辆的转换器控制时，可在不增加任何额外的硬件的情况下，通过阻断能量反向供电现象来降低生产成本。通过用次级侧开关电路单元代替二极管，与传统方法相比，车辆的燃料效率通过改善低负载能量效率而得到提高。
附图说明
从以下结合附图而作出的详细描述中，本公开的上述及其它目的、特征和优点将会变得更加显然，其中：
图1是根据本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统的示例性电路图；
图2和图3是示出了在根据图1所示的本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统中，基于初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来生成次级侧开关电路单元的脉宽调制信号所应用的逻辑电路的示例性示图；以及
图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的在图1到图3所示的各个节点的信号波形的示例性波形图。
具体实施方式
尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应该理解的是，本说明并不意图将本发明限制于那些示例性实施方式。相反，本公开旨在不仅覆盖示例性实施方式，而且覆盖可被包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同和其他示例性实施方式。
文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不意图限制本公开。除上下文另外明确指出外，作为本文所使用的单数形式“一(a)”，“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式。进一步将理解的是，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，详明存在所述及的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。作为本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。例如，为了使本发明的描述清楚，没有说明不相关的部分，并且为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。此外，当说明层在另一层或衬底“上”时，该层可直接在另一层或衬底上，或者其间可设置第三层。
虽然示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解的是，各示例性处理也可由一个或多个模块执行。此外，可以理解，术语控制器/控制器是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为对模块进行存储，并且处理器被具体配置为执行所述模块以执行下文进一步描述的一个或多个处理。此外，本公开的控制逻辑可体现为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读媒体。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可分布在网络耦接的计算机系统中，使得计算机可读媒体例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布式的方式被存储和执行。
可以理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括广义上的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车的载客汽车，各种商用车辆，包括各种小船、大船的水上运输工具，飞行器等等；机动车辆包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，来自非石油资源的燃料)。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的各种示例性实施方式的DC-DC转换器系统。具体而言，在下面的描述中，将描述应用于车辆的低电压DC-DC转换器作为示例。
图1是根据本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统的示例性电路图。参考图1，DC-DC转换器系统10可包括变压器11、初级侧开关电路单元12、次级侧开关电路单元13以及控制器14。变压器11可布置在转换器的输入端和输出端之间，并且可包括初级侧线圈111和次级侧线圈112。例如，次级侧线圈112可包括第一次级侧线圈1121和第二次级侧线圈1112。变压器11可被配置为使用电磁感应现象来调整电流或AC电压的值。此外，初级侧开关电路单元12可被配置为将变换器的输入端的电压Vin转换为AC电压，并且可将转换后的AC电压传输到变压器11的初级侧线圈111。初级侧开关电路单元12可设置在变压器11的初级侧，并且可包括由相应的脉宽调制信号控制的多个开关。另外，多个开关可具有包括晶体管的各种开关元件。
例如，如图1所示，多个开关可包括第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124。第一开关121和第二开关122可彼此串联连接，并且第三开关123和第四开关124可彼此串联连接。具体地说，彼此串联连接的第一开关121和第二开关122可与彼此串联连接的第三开关123和第四开关124并联连接，彼此串联连接的第一开关121和第二开关122可连接到变压器11的初级侧线圈111的第一端(例如，同名端)，并且彼此串联连接的第三开关123和第四开关124可连接到变压器11的初级侧线圈111的第二端。因此，转换器的输入端的电压可通过变压器11的初级侧线圈111传输到次级侧线圈112。
具体地说，第一开关121可通过脉宽调制(PWM)信号PWM A来操作(例如，接通/断开)，第二开关122可通过脉宽调制信号PWM B来操作(例如，接通/断开)，第三开关123可通过脉宽调制信号PWM C来操作(例如，接通/断开)，并且第四开关124可通过脉宽调制信号PWM D来操作(例如，接通/断开)。此外，次级侧开关电路单元13可被布置在输出端与变压器11的次级侧线圈112之间，并且可包括被配置为将在变压器11的次级侧线圈112中感应的电压转换为DC电压的多个开关，以将转换后的DC电压传输到转换器的输出端。
例如，如图1所示，多个开关可包括第一次级侧开关131和第二次级侧开关132。第一次级侧开关131可布置在第一次级侧线圈1121与转换器的输出端之间。第二次级侧开关132可布置在第二次级侧线圈1122与转换器的输出端之间。另外，多个开关131和132可具有包括晶体管的各种开关元件。
次级侧开关电路单元13可被配置为将在第一次级侧线圈1121和第二次级侧线圈1122中感应的电压以彼此相反的相位传输到变换器的输出端侧。更具体地说，第一次级侧线圈1121的第一端(同名端)可电连接到第一次级侧开关131，第一次级侧开关131可电连接到输出端的负极(-)，并且第一次级侧线圈1121的第二端可电连接到输出端的正极(+)。因此，回路N1可由第一次级侧线圈1121形成。在回路N1中，当在第一次级侧线圈1121中感应的电流以正相关关系(例如，沿着图1中所示的箭头“N1”的方向)被传输到输出端时，可被称为正向供电，并且当在第一次级侧线圈1121中感应的电流以负相关关系(例如，沿着与图1中所示的箭头“N1”相反的方向)被传输到输出端时，可被称为反向供电。
此外，第二次级侧线圈1122的第一端(同名端)可电连接到输出端的正极(+)，输出端的负极(-)可电连接到第二次级侧开关132，并且第二次级侧线圈1122的第二端可电连接到第二次级侧开关132。因此，回路N2可由第二次级侧线圈1122形成。在回路N2中，当在第二次级侧线圈1122中感应的电流以正相关关系(例如，沿着图1中所示的箭头“N2”的方向)被传输到输出端时，可被称为正向供电，并且当在第二次级侧线圈1122中感应的电流以负相关关系(例如，沿着与图1中所示的箭头“N2”相反的方向)被传输到输出端时，可被称为反向供电。
例如，在示出本公开的转换器系统的电路图中，正向供电(N1)是指通过变压器11的初级侧线圈111而在第一次级侧线圈1121中感应的电压被转换为DC电压，并且电流可经由转换器的输出端的电容器传输到第一次级侧开关131的状态，如图1所示。此外，在示出本公开的转换器系统的电路图中，正向供电(N2)是指通过变压器11的初级侧线圈111而在第二次级侧线圈1122中感应的电压被转换为DC电压，并且电流可经由转换器的输出端的电容器传输到第二次级侧开关132的状态，如图1所示。
具体地说，如图1所示，当执行正向供电N1和N2时，电流可从转换器的输入端被传输到转换器的输出端，并且电能因此可被供应到辅助电池15或负载16。相反地，对应于与正向供电N1和N2相反的状态的反向供电是指电流可从转换器的输出端反向传输到转换器的输入端的状态，并且是指可在与正向供电电流N1和N2的流动方向相反的方向上传输的电流，如图1所示。
此外，控制器14可被配置为通过操作次级侧开关电路单元13的开关131和132来使DC电压能够被施加于输出端。具体地，控制器14可被配置为基于操作初级侧开关电路单元12的开关121、122、123和124的PWM信号来执行对次级侧开关电路单元13的开关131和132的PWM控制。这在图2中详细示出。
图2和图3是示出在根据图1所示的本公开的示例性实施方式的DC-DC转换器系统中，基于初级侧开关电路单元的脉宽调制信号产生次级侧开关电路单元的脉宽调制信号所应用的逻辑电路的示例性示图。参考图2，控制器14可被配置为计算(例如，确定)通过向或门输入初级侧开关电路单元12的第一开关121的PWM信号与第四开关124的PWM信号而得到的结果，作为次级侧开关电路单元13的第二次级侧开关132的PWM信号。类似地，控制器14可被配置为计算通过向或门输入的初级侧开关电路单元12的第二开关122的PWM信号与第三开关123的PWM信号得到的结果，作为次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131的PWM信号。
另外，如上所述，在确定次级侧开关电路单元13的开关131和132的PWM信号的过程中，控制器14可被配置为当反向供电发生时，通过断开(例如，关断)开关131和132来阻止反向供电。具体地说，当次级侧开关电路单元13的开关的连接到转换器的输出端的第一端的电压大于连接到次级侧线圈112的第二端的电压时，控制器14可被配置为通过持续关断对应的开关来阻断反向供电现象。
当次级侧开关电路单元13的开关的连接到转换器的输出端的第一端的电压低于连接到次级侧线圈112的第二端的电压时，控制器14可被配置为正常PWM操作对应的开关。控制器14可被配置为测量次级侧开关电路单元113的开关的两端之间的电压以阻断反向供电。当辅助电池15的电压，即次级侧开关电路单元13的开关的连接到转换器的输出端的第一端的电压大于连接到次级侧线圈112的第二端的电压时，存储在辅助电池15中的能量可通过次级侧开关电路单元13的多个开关131和132被传输到次级侧线圈112。另外，可从次级侧线圈112向初级侧线圈111中感应产生电压，以实现可将电流传输到初级侧开关电路单元12的反向供电现象。
因此，当发生反向供电现象时，存储在辅助电池15中的能量可通过变压器的次级侧线圈和初级侧线圈传输到主电池。辅助电池15可能被放电并且可能发生耐久性差的问题，并且整个转换器系统或转换器的内部元件可能被损坏。另外，当在车辆的转换器中发生反向供电现象时，存储在辅助电池15中的能量可能被传输到主电池，并且不必要的能量转移可能降低车辆的燃料效率。因此，当次级侧开关电路单元13的开关的连接到转换器的输出端的第一端的电压大于连接到次级侧线圈112的第二端的电压时，控制器14可被配置为通过操作次级侧开关电路单元13的开关，即持续关断相应的开关来阻断反向供电现象。
如图1所示，控制器14可包括放大单元141、比较单元142和计算单元(未示出)，以操作次级侧开关电路单元13的多个开关131和132。控制器14可电连接到次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131，并且尽管未在图中示出，但是也可电连接到次级侧开关电路单元13的第二次级侧开关132。
放大单元141可被配置为放大第一次级侧开关131的两端之间的电压差以及第二次级侧开关132的两端之间的电压差。例如，放大单元141可包括如图1所示的由差分放大器实现的放大电路。特别地，差分放大器可被配置为放大反相输入端和正相输入端之间的电压差。晶体管的源极端E_FET S和F_FET S的电压可被输入到差分放大器的反相输入端，并且晶体管的漏极端E_FET D和F_FET D的电压可被输入到差分放大器的正相输入端。
晶体管的漏极E_FET D和F_FET D与晶体管的源极E_FET S和F_FET S之间的内部电阻可具有以[mΩ]为单位的减小的值(reduced value)，并且晶体管的漏极端E_FET D和F_FET D与晶体管的源极端E_FET S和F_FET S两端的电压可因此具有减小的值。因此，当控制器14不能将晶体管的漏极端E_FET D和F_FET D与晶体管的源极端E_FET S和F_FETS两端的低电压直接提供给比较单元142时，控制器14可被配置为通过放大单元141放大这些电压，然后将放大的电压传输到比较单元142。
比较单元142可被配置为将由放大单元141放大的值与预定参考值进行比较。例如，如图1所示，比较单元142可以包括实施为正相输入端可接地的比较器的电路。比较单元142可被配置为在低电平有效状态工作。例如，当小于参考电压Vref的电压被输入到比较单元142的输入端时，比较单元142的输出端可被配置为输出具有的值对应于高(HIGH)的电压。相反，当大于参考电压Vref的电压被输入到比较单元142的输入端时，比较单元142的输出端可被配置为输出具有的值对应于低(LOW)的电压(0V或接地电平)。
从比较单元142输出的信号可以是能够确定是否发生反向供电的参考信号SR PWMOff。比较单元142使用的参考电压Vref可以是与通过放大开关131和132两端的电压获得的值进行比较的值，并且可以是能够确定反向供电的最小值。如上所述配置的控制器14可被配置为如下操作。当电流通过第一次级侧开关131传输时的回路N1的情况下，当第一次级侧开关131接通时，可执行电流从第一次级侧开关131的源极S传输到漏极D时的正向供电。当输出端的电压(例如，辅助电池的电压)Vout大于在第一次级侧线圈1121中感应的电压时，当第一次级侧开关131导通时，电流从第一次级侧开关131的漏极D传输到源极S，并且会发生反向供电。
当因反向供电而传输电流时，电压因第一次级侧开关131的漏极D和源极S之间的内部电阻而可施加在第一次级侧开关131的漏极D和源极S之间。所施加的电压可由放大单元141放大。第一次级侧开关131的漏极D可与可实现为差分放大器的放大单元141的正相输入端连接，第一次级侧开关131的源极S可与放大单元141的反相输入端连接，并且放大单元141的输出可具有正值。比较单元142可将放大单元141的输出值与参考电压Vref进行比较。当放大单元141的输出值大于参考电压Vref的值时，被配置为在低电平有效状态工作的比较单元142可被配置为输出与低(0V或接地电平)对应的值。
此外，当电流通过第二次级侧开关132在回路N2中传输时，当第二次级侧开关132导通时，可执行电流从第二次级侧开关132的源极S传输到漏极D时的正向供电。当输出端的电压(例如，辅助电池的电压)Vout大于第二次级侧线圈1122中感应的电压时，当第二次级侧开关132导通时，电流可从第二次级侧开关132的漏极D传输到源极S，并且会发生反向供电。
当因反向供电而传输电流时，电压会因为第二次级侧开关132的漏极D和源极S之间的内部电阻而施加在第二次级侧开关132的漏极D和源极S之间。所施加的电压可由放大单元141放大。由于第二次级侧开关132的漏极D与实现为差分放大器的放大单元141的正相输入端相连，并且第二次级侧开关132的源极S与放大单元141的反相输入端连接，放大单元141的输出可具有正值。比较单元142可将放大单元141的输出值与参考电压Vref进行比较。当放大单元141的输出值大于参考电压Vref的值时，工作在低电平有效状态的比较单元142可被配置为输出与低(0V或接地电平)对应的值。
基于比较单元142的比较结果以及基于用来控制初级侧开关电路单元12的脉宽调制信号所确定的用于次级侧开关电路单元13的多个开关131和132的脉宽调制信号，计算单元(未示出)可被配置为生成分别控制次级侧开关电路单元13的多个开关131和132的接通/断开(短路/断路)状态的控制信号PWM E和PWM F。
在下文中，将参照图2至图4更详细地描述计算单元的操作。图4是说明图1到图3所示的各个节点的信号波形的示例性波形图。首先，参照图2，根据被配置为控制初级侧开关电路单元12的脉宽调制信号，计算单元可被配置为生成用于次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的各个脉宽调制信号。例如，如图2和图4所示，计算单元可被配置为通过向或门输入具有预定的占空比的操作初级侧开关电路单元12的第一开关121的脉宽调制信号PWM A和具有预定的占空比的操作初级侧开关电路单元12的第一开关124的脉宽调制信号PWM D，对次级侧开关电路单元13的第二次级侧开关132生成脉宽调制信号PWMF_1。
进一步地，如图2和图4所示，计算单元可被配置为通过向或门输入具有预定的占空比的操作初级侧开关电路单元12的第二开关122的脉宽调制信号PWM B和具有预定的占空比的操作初级侧开关电路单元12的第三开关123的脉宽调制信号PWM C，对次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131生成脉宽调制信号PWM E_1。例如，当输入中的一个输入或所有输入为“高”时，或门“OR gate”可输出“高”，并且当所有输入为“低”时，或门可输出“低”。因此，关于第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的脉宽调制信号PWM E_1和PWMF_1可具有与输入到或门的所有信号带的和对应的信号带。
参照图3，计算单元可被配置为通过多路复用器MUX产生操作次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的信号。例如，多路复用器MUX可包括第一输入端、第二输入端和可变端。第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的脉宽调制信号PWMF_1和PWME_1中的一个被输入到第一输入端。比较单元142的比较结果(例如，参考信号SRPWM Off)可被输入到第二输入端，并且可变端可与第一输入端电连接以执行输入。
因此，计算单元可被配置为使用多路复用器MUX产生脉宽调制信号PWM F。换句话说，控制信号被配置为：当到与可变端连接的第一输入端的输入，即第二次级侧开关132的脉宽调制信号PWM F_1具有与低对应的值时，通过输出与第二次级侧开关132的脉宽调制信号PWM F_1的低相对应的值，以及当第二次级侧开关132的脉宽调制信号PWM F_1具有与高对应的值时，通过输出参考信号SR_PWM_Off(例如，比较单元142的比较结果)的反相值，来操作次级侧开关电路单元13的第二次级侧开关132。
此外，计算单元可被配置为使用多路复用器MUX生成脉宽调制信号PWM E，即配置为当到与可变端连接的第一输入端的输入，即第一次级侧开关131的脉宽调制信号PWM E_1具有与低对应的值时，通过输出与第一次级侧开关131的脉宽调制信号PWM E_1的低相对应的值，以及当第一次级侧开关131的脉宽调制信号PWM E_1具有与高对应的值时，通过输出参考信号SR_PWM_Off(例如，比较单元142的比较结果)的反相值，来操作次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131的控制信号。
例如，基于由比较单元142执行的与参考信号SRPWM Off的操作状态相对应的计算结果，可确定操作次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的控制信号(即，脉宽调制信号PWM E和PWM F)。当比较单元142的参考信号SR PWM Off具有与低对应的值时，操作次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的控制信号PWM E和PWM F，可使用脉宽调制信号PWM E_1和PWM F_1分别作为关于次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的控制信号，来操作第一次级侧开关131和第二次级侧开关132。相反，当比较单元142的参考值SR PWM Off具有对应于高的值时，操作次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132的控制信号PWM E和PWM F，可通过持续关断次级侧开关电路单元13的第一次级侧开关131和第二次级侧开关132来阻断能量反向供电。
如上所述，本公开的示例性实施方式通过使用转换器的次级侧开关电路单元来阻断能量反向供电现象以防止不必要的能量流动。因此，辅助电池的耐久性得到保护，并且防止转换器的内部元件的损坏。特别地，当本公开的示例性实施方式被应用于车辆的转换器控制时，可通过在不添加任何附加硬件的情况下阻断能量反向供电现象来降低生产成本。通过用二次侧开关电路单元代替二极管，与传统方法相比，还可通过提高低负载能量效率改善车辆的燃料效率。
虽然已在上文中提供了本公开的特定示例性实施方式的有关描述，但是对于本领域技术人员来说显然的是，可以在不悖离所附权利要求提供的本公开的精神的情况下，对本公开作出各种变形和修改。

Claims (11)

1.一种直流到直流转换器系统，包括：
变压器，布置在输入端与输出端之间；
初级侧开关电路单元，被配置为将所述输入端的电压转换为交流电压并且将转换后的所述交流电压传输到所述变压器的初级侧线圈；
次级侧开关电路单元，具有多个开关，所述多个开关被配置为将所述变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压并且将转换后的所述直流电压传输到所述输出端；以及
控制器，被配置为基于所述多个开关中的每个开关的两端的电压来调整所述多个开关的短路/开路状态。
2.根据权利要求1所述的直流到直流转换器系统，
其中，所述变压器包括第一次级侧线圈和第二次级侧线圈；
其中，所述次级侧开关电路单元包括：在所述第一次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关以及在所述第二次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关；以及
其中，所述控制器被配置为操作所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关，以将在所述第一次级侧线圈和所述第二次级侧线圈中感应的电压以彼此相反的相位供应至输出端侧。
3.根据权利要求2所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器被配置为当反方向的电流在由所述第一次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由所述第二次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第二次级侧开关。
4.根据权利要求2所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器包括比较单元，所述比较单元被配置为将预定参考值与所述第一次级侧开关的两端之间的电压差和所述第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每个电压差进行比较，并且其中，所述控制器被配置为：当根据由所述比较单元执行比较的结果，所述两端之间的电压差大于所述预定参考值时，持续断开所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关。
5.根据权利要求4所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器包括计算单元，所述计算单元被配置为基于由所述比较单元执行比较的结果以及所述第一次级侧开关的脉宽调制信号和所述第二次级侧开关的脉宽调制信号，来生成操作所述次级侧开关电路单元的所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关中的每个次级侧开关的短路/开路状态的控制信号，并且其中，所述脉宽调制信号基于用于操作所述初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。
6.根据权利要求5所述的直流到直流转换器系统，其中，所述计算单元包括多路复用器，所述多路复用器具有：
第一输入端，接收来自所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个脉宽调制信号，
第二输入端，接收由所述比较单元执行比较的结果，以及
可变端，与所述第一输入端连接。
7.一种直流到直流转换器系统，包括：
变压器，布置在输入端与输出端之间，并且具有与所述输入端耦接的初级侧线圈以及均耦接到所述输出端的第一次级侧线圈和第二次级侧线圈；
初级侧开关电路单元，被配置为将所述输入端的电压转换为交流电压并且将转换后的所述交流电压传输到所述变压器的所述初级侧线圈；
次级侧开关电路单元，具有：在所述第一次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关以及在所述第二次级侧线圈与所述输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关；以及
控制器，被配置为基于通过所述电流回路流动的电流的方向来调整所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关的开路/短路状态。
8.根据权利要求7所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器被配置为当反方向的电流在由所述第一次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由所述第二次级侧开关形成的电流回路中传输到所述输出端时，持续断开所述第二次级侧开关。
9.根据权利要求7所述的直流到直流转换器系统，
其中，所述控制器包括比较单元，所述比较单元被配置为将预定参考值与所述第一次级侧开关的两端之间的电压差和所述第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每个电压差进行比较，并且，
其中，所述控制器被配置为当基于由所述比较单元执行的比较，所述两端之间的电压差大于所述预定参考值时，持续断开所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关。
10.根据权利要求9所述的直流到直流转换器系统，其中，所述控制器包括：
计算单元，被配置为基于由所述比较单元执行比较的结果以及所述第一次级侧开关的脉宽调制信号和所述第二次级侧开关的脉宽调制信号，来生成调整所述次级侧开关电路单元的所述第一次级侧开关和所述第二次级侧开关中的每个次级侧开关的短路/开路状态的控制信号，并且其中，所述脉宽调制信号基于用于操作所述初级侧开关电路单元的脉宽调制信号来确定。
11.根据权利要求10所述的直流到直流转换器系统，其中，所述计算单元包括多路复用器，所述多路复用器具有：
第一输入端，接收所述第一次级侧开关的脉宽调制信号和所述第二次级侧开关的脉宽调制信号中的一个，
第二输入端，接收由所述比较单元执行比较的结果，以及
可变端，与所述第一输入端连接。
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