CN112803774B - Dc-dc变换电路、dc-dc变换器及其控制方法、相关设备 - Google Patents

Dc-dc变换电路、dc-dc变换器及其控制方法、相关设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种DC‑DC变换电路、DC‑DC变换器及其控制方法、相关设备，该电路包括串联连接的第一功率变换电路和第二功率变换电路、用于对第一功率变换电路的输出电压进行变压的第一变压器T1、用于对第二功率变换电路的输出电压进行变压的第二变压器T2、调压电路和整流电路，调压电路用于分别调节输入到第一功率变换电路、第二功率变换电路的直流电压，整流电路用于对T1的输出电压和T2的输出电压进行串联或并联，得到DC‑DC变换电路的输出电压，该电路可实现宽输出电压范围，提高转换效率。

Description

DC-DC变换电路、DC-DC变换器及其控制方法、相关设备
技术领域
本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种宽输出电压范围的DC-DC变换电路、DC-DC变换器及其控制方法、相关设备。
背景技术
随着电动汽车的发展，电动汽车的电池功率越来越大，对充电桩和车载充电器(onboard charger，OBC)的要求越来越高，最新一代充电桩或OBC要求支持高输入电压且具有宽输出电压范围。
直流-直流(DC-DC)变换器是将不可调的直流电压转变为可调或固定的直流电压，是一个用开关调节方式控制电能的器件，是实现将直流电压转变为可调或固定的直流电压的关键电路，被广泛应用于充电桩、车载充电器等各种电源系统中，实现充电电池的充电。
因此，如何满足DC-DC变压器的宽输出电压范围的控制需求，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种DC-DC变换电路、DC-DC变换器及其控制方法、相关设备，可以实现输出宽输出电压范围，提高转换效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种DC-DC变换电路，其特征在于，包括第一功率变换电路、第一变压器T1、调压电路、第二功率变换电路、第二变压器T2和整流电路，所述第一功率变换电路的第一输入端与所述调压电路的第一输入端连接，所述第一功率变换电路的第二输入端和所述调压电路的第二输入端分别连接输入电源的两端；所述第一功率变换电路的两个输出端分别连接所述第一变压器T1的两个输入端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述整流电路；所述调压电路的两个输出端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第二功率变换电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的两个输出端分别连接所述整流电路；其中：
所述第一功率变换电路用于将输入到所述第一功率变换电路的直流电压转换为交流电压；
所述调压电路用于调节输入到所述第一功率变换电路的直流电压和输入到所述第二功率变换电路的直流电压；
所述第二功率变换电路用于将输入到所述第二功率变换电路的直流电压转变为交流电压；
所述整流电路用于对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联或并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压。
上述方法提供了一种DC-DC变换电路，通过将第一功率变换电路与第二功率变换电路并联，由调压电路来实现对输入到第一功率变换电路的直流电压和输入到第二功率变换电路的直流电压的调节，进而实现对DC-DC变换电路的输出电压的调节，该DC-DC变换电路可以输出宽电压范围的输出电压，提高转换效率。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述DC-DC变换电路还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4中的至少一个，所述第一电容C1的两端分别连接所述第一功率变换电路的第一输入端和所述第一功率变换电路的第二输入端；所述第二电容C2的两端分别连接所述调压电路的第一输入端和所述调压电路的第二输入端，所述第三电容C3的两端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第四电容C4的两端分别连接所述整流电路的两个输出端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中所述第一功率变换电路包括第一桥式开关电路、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1，其中，所述第一桥式开关电路的两个输入端分别为所述第一功率变换电路的第一输入端和所述第一功率变换电路的第二输入端；所述第一桥式开关电路的一输出端通过所述第一谐振电感Lr1连接至所述第一变压器T1的一输入端，所述第一桥式开关电路的另一输出端通过所述第一谐振电容Cr1连接至所述第一变压器T1的另一输入端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一功率变换电路包括第一桥式开关电路和第一谐振电容Cr1，所述第一桥式开关电路的一个输出端通过所述第一谐振电容Cr1连接至所述第一变压器T1的一个输入端，所述第一桥式开关电路的另一个输出端连接所述第一变压器T1的另一个输入端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中所述第一桥式开关电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4，所述输入电源的正极分别连接所述第一开关管Q1的输入端和第三开关管Q3的输入端，所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输入端连接；所述第三开关管Q3的输出端与所述第四开关管Q4的输入端连接；所述第二开关管Q2的输出端和所述第四开关管Q4的输出端分别与所述调压电路的第一输入端连接；所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的公共端a与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的公共端b为所述第一桥式开关电路的两个输出端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中所述第二功率变换电路包括第二桥式开关电路、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2，其中，所述第二桥式开关电路的两个输入端分别为所述第二功率变换电路的两个输入端；所述第二桥式开关电路的一输出端通过所述第二谐振电感Lr2连接至所述第二变压器T2的一输入端，所述第二桥式开关电路的另一输出端通过所述第二谐振电容Cr2连接至所述第二变压器T2的另一输入端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二功率变换电路包括第二桥式开关电路和第二谐振电容Cr2，所述第二桥式开关电路的一个输出端通过所述第二谐振电容Cr2连接至所述第二变压器T2的一个输入端，所述第二桥式开关电路的另一个输出端连接所述第二变压器T2的另一个输入端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二桥式开关电路包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述调压电路的第一输出端分别连接所述第五开关管Q5的输入端和所述第七开关管Q7的输入端，所述第五开关管Q5的输出端与所述第六开关管Q6的输入端连接，所述第七开关管Q7的输出端与所述第八开关管Q8的输入端连接，所述第六开关管Q6的输出端和所述第八开关管Q8的输出端分别与所述输入电源的负极连接；所述第五开关管Q5与所述第六开关管Q6的公共端c与所述第七开关管Q7与所述第八开关管Q8的公共端d为所述第二桥式开关电路的两个输出端。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述调压电路为BUCK电路、BOOST电路、BUCKBOOST电路、半桥整流电路、全桥整流电路中的一种。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述调压电路包括第九开关管Q9、第一电感L1、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，其中，所述第九开关管Q9的输入端连接所述第一功率变换单元的第一输入端，所述第九开关管Q9的输出端分别连接所述第一电感L1的一端和所述第十开关管Q10的输出端，所述第一电感L1的另一端连接第十一开关管Q11的输入端与所述第十二开关管Q12的输入端，所述第十二开关管Q12的输出端所述第二功率变换电路的第一输入端；所述第十开关管Q10的输入端和所述第十二开关管Q12的输出端分别连接所述输入电源的负极。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第九开关管Q9和所述第十一开关管Q11为可控开关管，所述第十开关管Q10和所述第十二开关管Q12为二极管。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第九开关管Q9、所述第十开关管Q10、所述第十一开关管Q11、所述第十二开关管Q12都为可控开关管。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述整流电路具体用于：
在第一变压器T1的输出电压与所述第二变压器T2的输出电压的极性相反时，将所述对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压；
在第一变压器T1的输出电压与所述第二变压器T2的输出电压的极性相同时，将所述对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述整流电路包括串联连接的第一开关单元和第二开关单元、串联连接的第三开关单元和第四开关单元、串联连接的第五开关单元和第六开关单元；第一开关单元与第二开关单元的公共端连接所述第一变压器T1的一输出端，所述第三开关单元与第四开关单元的公共端分别连接所述第一变压器T1的另一输出端和所述第二变压器T2的一输出端，所述第五开关单元和所述第六开关单元的公共端连接所述第二变压器T2的另一输出端；所述第一开关单元与所述第二开关单元不同时导通，所述第三开关管与所述第四开关管不同时导通，所述第五开关管与所述第六开关管不同时导通。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述第六开关单元为二极管或可控开关管。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电路控制方法应用于DC-DC变换电路，所述DC-DC变换电路包括第一功率变换电路、第一变压器T1、调压电路、第二功率变换电路、第二变压器T2和整流电路，所述第一功率变换电路的第一输入端与所述调压电路的第一输入端连接，所述第一功率变换电路的第二输入端和所述调压电路的第二输入端分别连接输入电源的两端；所述第一功率变换电路的两个输出端分别连接所述第一变压器T1的两个输入端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述整流电路；所述调压电路的两个输出端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第二功率变换电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的两个输出端分别连接所述整流电路；其中，所述第一功率变换电路用于将输入到所述第一功率变换电路的直流电压转换为交流电压；所述调压电路用于调节输入到所述第二功率变换电路的直流电压；所述第二功率变换电路用于将输入到所述第二功率变换电路的直流电压转变为交流电压；所述整流电路用于对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联或并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压；所述方法包括：
获取所述DC-DC变换电路的输出电压；
根据所述DC-DC变换电路的输入电压、所述DC-DC变换电路的输出电压和参考电压调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述DC-DC变换电路的输入电压、所述DC-DC变换电路的输出电压和参考电压调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同，具体包括：
根据所述DC-DC变换电路的输入电压和所述参考电压确定所述DC-DC变换电路的期望电压；
根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式；
根据确定的连接方式、所述DC-DC变换电路的输入电压和所述DC-DC变换电路的输出电压，调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同且所述DC-DC变换电路的输出电压等于所述期望电压。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式，包括：
在所述期望电压小于第一阈值的情况下，确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联；
在所述期望电压大于所述第一阈值的情况下，确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式之前，所述方法还包括：
根据所述DC-DC变换电路的输入电压和所述期望电压确定所述第一阈值。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，所述方法还包括：
控制所述第一功率变换电路，以调节所述第一功率变换电路的输出电压；和/或，
控制所述第二功率变换电路，以调节所述第二功率变换电路的输出电压。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联的情况下，控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反；
在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相同；
其中，所述整流电路用于：在所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反时，将所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压并联；在所述整流电路用于在所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相同时，将所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压串联。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一功率变换单元包括第一桥式开关电路，所述第一桥式开关电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q 3和第四开关管Q4，所述输入电源的正极分别连接所述第一开关管Q1的输入端和第三开关管Q3的输入端，所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输入端连接；所述第三开关管Q3的输出端与所述第四开关管Q4的输入端连接；所述第二开关管Q2的输出端和所述第四开关管Q4的输出端分别与所述调压电路的第一输入端连接；所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的公共端a与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的公共端b为所述第一桥式开关电路的两个输出端；所述第一桥式开关电路用于向所述第一变压器T1提供交流电压；所述控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反，包括：
控制所述第一开关管Q1与所述第三开关管Q3互补导通，所述第二开关管Q2与所述第四开关管Q4互补导通。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第二功率变换单元包括第二桥式开关电路，所述第二桥式开关电路包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述调压电路的第一输出端分别连接所述第五开关管Q5的输入端和所述第七开关管Q7的输入端，所述第五开关管Q5的输出端与所述第六开关管Q6的输入端连接，所述第七开关管Q7的输出端与所述第八开关管Q8的输入端连接，所述第六开关管Q6的输出端和所述第八开关管Q8的输出端分别与所述输入电源的负极连接；所述第五开关管Q5与所述第六开关管Q6的公共端c与所述第七开关管Q7与所述第八开关管Q8的公共端d为所述第二桥式开关电路的两个输出端，所述第二桥式开关电路用于向所述第二变压器T1提供交流电压；所述控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反，包括：
控制所述第五开关管Q5与所述第七开关管Q7互补导通，所述第八开关管Q8与所述第九开关管Q9互补导通。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述调压电路包括第九开关管Q9、第一电感L1、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，其中，所述第九开关管Q9的输入端连接所述第一功率变换单元的第一输入端，所述第九开关管Q9的输出端分别连接所述第一电感L1的一端和所述第十开关管Q10的输出端，所述第一电感L1的另一端连接第十一开关管Q11的输入端与所述第十二开关管Q12的输入端，所述第十二开关管Q12的输出端所述第二功率变换电路的第一输入端；所述第十开关管Q10的输入端和所述第十二开关管Q12的输出端分别连接所述输入电源的负极；所述根据所述DC-DC变换电路的输出电压与参考电压调节所述调压电路，以使所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同，包括：
根据所述DC-DC变换电路的输出电压与参考电压调节所述第九开关管Q9控制端输入的脉冲信号的占空比或第十一开关管Q11控制端输入的脉冲信号的占空比。
第三方面，本申请实施例还提供了一种DC-DC变换器，该DC-DC变换器可以包括如第一方面所述的任意一种DC-DC变换电路和用于实现如第二方面所述的任意一种电路控制方法中的功能单元。
第四方面，本申请实施例还提供了一种DC-DC变换器，该DC-DC变换器包括：控制器和DC-DC变换电路；其中，所述控制器包括处理器和存储器路，所述处理器耦合所述存储器，执行如如第二方面所述任意一种的电路控制方法。
第五方面，本申请实施例还提供了一种充电桩，其特征在于，所述充电桩包括如第三方面或第四方面所述的任意一种DC-DC变换器。
第六方面，本申请实施例还提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如第三方面或第四方面所述的任意一种DC-DC变换器。
第七方面，本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当上述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得上述电子设备执行如第二方面中任一可能的实现方式所述的方法。
第八方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面所述的任一所述的电路控制方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种宽输出电压范围的变压系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种变压系统的示意性框图；
图3A是本申请实施例提供的一种DC-DC变换电路的示例图；
图3B是本申请实施例提供的另一种DC-DC变换电路的示例图；
图4A是本申请实施例提供的又一种DC-DC变换电路的示例图；
图4B是本申请实施例提供的又一种DC-DC变换电路的示例图；
图4C是本申请实施例提供的又一种DC-DC变换电路的示例图；
图4D是本申请实施例提供的又一种DC-DC变换电路的示例图；
图5A是本申请实施例提供的一种电路控制方法的示意性流程图；
图5B是本申请实施例提供的一种电路控制方法的示意性流程图；
图6是本申请实施例提供的一种控制方法的示意性说明图；
图7A是本申请实施例提供的一种在变压器T1和T2并联的情况下，第一桥式开关电路的控制方式、第二桥式开关电路的控制方式以及T1的输出电压和T2的输出电压的示意性说明图；
图7B是本申请实施例提供的一种DC-DC变换电路的工作原理示意图；
图7C是本申请实施例提供的一种在变压器T1和T2串联的情况下，第一桥式开关电路的控制方式、第二桥式开关电路的控制方式以及T1的输出电压和T2的输出电压的示意性说明图；
图7D是本申请实施例提供的另一种DC-DC变换电路的工作原理示意图；
图8是本申请实施例提供的一种输出电压的部分效率的示意性说明图；
图9是本申请实施例提供的一种控制器的示意性说明图；
图10是本申请实施例提供的一种DC-DC变换器的示意性说明图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行描述。
如图1所示为本申请实施例提供的一种宽输出电压范围的变压系统的结构示意图，该系统10可以包括宽输出电压范围的DC-DC变换电路100(以下简称为DC-DC变换电路)和控制器200，其中：
DC-DC变换电路100可以包括第一功率变换电路110、第一变压器T1、调压电路120、第二功率变换电路130、第二变压器T2和整流电路140，第一功率变换电路110的第一输入端与调压电路120的第一输入端连接，第一功率变换电路110的第二输入端和调压电路120的第二输入端分别连接输入电源的两端；第一功率变换电路110的两个输出端分别连接第一变压器T1的两个输入端(也称为T1的原边的两端)，第一变压器T1的两个输出端(也称为T1的副边的两端)分别连接整流电路；调压电路120的两个输出端分别连接第二功率变换电路的两个输入端，第二功率变换电路的两个输出端分别连接第二变压器T2的两个输入端(也称为T2的原边的两端)，第二变压器T2的两个输出端(也称为T2的副边的两端)分别连接整流电路。
第一功率变换电路110用于将输入到第一功率变换电路110的直流电压Vin1转换为交流电压；调压电路120用于调节输入到第一功率变换电路110的直流电压Vin1和输入到第二功率变换电路130的直流电压Vin2；第二功率变换电路130用于将输入到第二功率变换电路130的直流电压Vin3转变为交流电压；整流电路140用于对第一变压器T1的输出电压Vin1/N1和第二变压器T2的输出电压Vin3/N2进行串联或并联，得到DC-DC变换电路100的输出电压Vout。
应理解，控制调压电路可以改变Vin2和Vin3，由于，第一功率变换电路与第二功率变换电路的串联连接关系，使得Vin1跟随变化，由于DC-DC变换电路100的输出电压Vout电压与Vin1和Vin3的大小有关，进而，通过控制调压电路可以改变输出电压Vout。若第一功率变换电路输出交流电压的幅值与等于Vin1的幅值，第二功率变换电路输出交流电压的幅值与等于Vin3的幅值，则其输出电压的可变范围为Vin1/N1至Vin1/N1+Vin3/N2，其中，T1的变比为N1，T2的变比为N2。
在一种实施例中，第一变压器T1的变比和第二变压器T2的变比都为1，则DC-DC变换电路100的输出电压Vout要么等于Vin1＝Vin2，要么是其2倍。控制输出电压Vout，等效就是控制输出电压Vin3。调节电路120的输出电压为Vin-Vin1，即等于Vin-Vin3。当输入电压Vin变化时，调节调节电路120的占空比，可以保证Vin1，Vin3和Vout电压稳定不变。
应理解，输入电源的电压为直流电压Vin，为第一功率变换电路110的输入电压Vin1和调压电路120的输入电压Vin2之和。输入电源供电给变压器的绕组被定义为原边，变压器输出给负载的绕组被定义为副边。
还应理解，在一些实施例中上述DC-DC变换电路100应用于对充电电池进行充电，此时，需要DC-DC变换电路100输出的电压范围很宽，整流电路140还用于控制DC-DC变换电路100输出电压Vout的方向不变，例如，恒为正或负值。在一种具体实现中，整流电路140在第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压方向相同时，将第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压并联，得到DC-DC变换电路100的输出电压Vout；在第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压方向相反时，将第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压串联，得到DC-DC变换电路100的输出电压Vout。
控制器200用于获取的DC-DC变换电路100的输出电压，进而，根据DC-DC变换电路100的输出电压Vout与参考电压的比较结果，调节第二功率变换电路的输入电压Vin3，以使第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同。
在一些实施例中，第一变压器T1的变比和第二变压器的变比相同，例如，都为1。此时，控制器200调节第二功率变换电路的输入电压Vin3，以使第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同，的一种实现可以是，调节第二功率变换电路的输入电压Vin3，使得该Vin3等于Vin1。
在一些实施例中，控制器200还用于控制第一功率变换电路110将输入到第一功率变换电路110的直流电压Vin1转换为交流电压；和/或，控制第二功率变换电路130用于将输入到第二功率变换电路130的直流电压Vin3转变为交流电压。
如图2所示为本申请实施例提供的一种变压系统的示意性框图，该系统除包括上述DC-DC变换电路100外还可以包括控制系统20，该控制系统可以包括控制器210、第一电压采集电路220、第二电压采集电路230、比较电路240等，其中：
第一电压采集电路220用于采集DC-DC变换电路100的输出电压Vout。
在一些实现中，该系统10应用于充电桩或者具有电池的终端设备，比如车辆、手机、平板电脑中，以实现为终端设备中的充电电池的充电。应理解，随着充电的不断进行，充电电池两端的电压会不断变化，上述参考电压可以是充电电池两端的电压。此时，控制系统20还可以包括第二电压采集电路230，用于采集充电电池两端的电压，得到参考电压。
比较电路240用于将比较DC-DC变换电路100的输出电压Vout和期望电压，进而得到比较结果。
控制器210用于根据比较电路240的比较结果或根据Vout、Vin、期望电压等，向DC-DC变换电路100中的调压电路120输出控制信号，以控制调压电路120输入到第二功率变换电路130的输入电压Vin3，以使在T1和T2并联时，第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同，进而控制DC-DC变换电路100输出电压Vout。
控制器210还可以向DC-DC变换电路100中的第一功率变换电路110发送控制信号，以控制第一功率变换电路110的输出电压的波形。控制器210还可以向DC-DC变换电路100中的第二功率变换电路130发送控制信号，以控制第二功率变换电路130的输出电压的波形。
在一些实施例中，控制器210还可以向整流电路140发送驱动信号，以实现整流电路140对T1的输出电压与T2的输出电压的串联或并联。
应理解，虽然图2中第一电压采集电路220、第二电压采集电路230和比较电路240设置于控制器210外部，在本申请实施例的另一种实现方式中，上述第一电压采集电路220、第二电压采集电路230和比较电路240中的一个或多个电路也可以设置于控制器210中，也可以不包括上述第一电压采集电路220、第二电压采集电路230和比较电路240。
例如，控制系统20也可以不包括比较电路240，而由控制器210实现比较电路240的功能。
在一些实施例中，调压电路120可以是BUCK电路、BOOST电路、BUCKBOOST电路、半桥电路、全桥电路等中的一种。整流电路140可以是全波整流电路、全桥整流电路等可以实现将第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压串联和并联的整流电路。第一功率变换电路110和第二功率变换电路130可以相同或者不同，对此不作限定。第一变压器T1和第二变压器T2可以是具有谐振电感的变压器。T1与T2可以相同或不同，T1或T2的变比可以是固定或可调，例如，T1和T2的变比固定为1、0.5、3或其他数值等，对此不作限定。
请参阅图3A、图3B所示的DC-DC变换电路的示例图，该DC-DC变换电路300A、DC-DC变换电路300B是上述图1或图2所示的系统中DC-DC变换电路100的一种实例，应理解，DC-DC变换电路100中的第一功率变换电路110、第一变压器T1、调压电路120、第二功率变换电路130、第二变压器T2和整流电路140还可以包括其他实现，此处不作限定。
如图3A、图3B所示，DC-DC变换电路300A、300B中还包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的两端分别连接第一功率变换电路110的第一输入端P1和第一功率变换电路110的第二输入端P2；第二电容C2的两端分别连接调压电路120的第一输入端P3和调压电路120的第二输入端P4。
在一些实施例中DC-DC变换电路300A、300B还可以包括第三电容C3和/或第四电容C4，第三电容C3的两端可以分别连接第二功率变换电路130的两个输入端(P5和P6)，第四电容C4的两端可以分辨连接整流电路140的两个输出端。
应理解，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4都具有滤波、存储电能等作用。
在一些实施例中，如图3A所示，第一功率变换电路110包括第一桥式开关电路111、第一谐振电感Lr1、第一励磁电感Lm1和第一谐振电容Cr1，其中，第一桥式开关电路111的两个输入端分别为第一功率变换电路110的第一输入端和第一功率变换电路110的第二输入端；第一桥式开关电路111的一输出端连接第一谐振电感Lr1的一端，第一谐振电感Lr1的另一端分别连接第一励磁电感Lm1的一端和第一变压器T1的一输入端；第一励磁电感Lm1的另一端和第一变压器T1的另一输入端分别连接第一谐振电容Cr1的一端，第一谐振电容Cr1的另一端连接第一桥式开关电路111的另一输出端。上述Lr1、Lm1和Cr1组成一个LLC电路。
在一些实施例中，如图3A所示，第二功率变换电路130包括第二桥式开关电路131、第二谐振电感Lr2、第二励磁电感Lm2和第二谐振电容Cr2，其中，第二桥式开关电路131的两个输入端分别为第二功率变换电路的两个输入端；第二桥式开关电路的一输出端连接第二谐振电感Lr2的一端，第二谐振电感Lr2的另一端分别连接第二励磁电感Lm2的一端和第二变压器T2的一输入端；第二励磁电感Lm2的另一端和第二变压器T2的另一输入端分别连接第二谐振电容Cr2的一端，第二谐振电容Cr2的另一端连接第二桥式开关电路的另一输出端。同理，上述Lr2、Lm2和Cr2组成一个LLC电路。
在一些实施例中，第一桥式开关电路111或第二桥式开关电路131可以是半桥电路、全桥电路、多电平桥式电路等，其中，第一功率变换电路110或第二功率变换电路130也可以称为逆变器(inverter)，多电平桥式电路即为多电平逆变器，如三电平逆变器等。
在一些实施例中，如图3B所示，第一功率变换电路110和第二功率变换电路130可以不包括LLC电路，第一功率变换电路110包括第一桥式开关电路111，第一桥式开关电路111的两个输出端连接第一变压器T1的两个输入端，第一变压器T1两个输出端可以分别连接第一励磁电感Lm1。可选地，第二功率变换电路130包括仅包括第二桥式开关电路131，第二桥式开关电路131的两个输出端连接第二变压器T2的两个输入端，第二变压器T2两个输出端可以分别连接第二励磁电感Lm2。
需要说明的是，在一种实现中，Lm1和Lm2不是实体的电感，可以分别是T1、T2产生的电感，就是是说，上述图3A可以不包括Lm1或Lm2；在另一种实现中，Lm1和Lm2可以是实体的电感。
如图4A、图4B、图4C和图4D所示为本申请实施例提供的另一种DC-DC变换电路的示例图，图4A、图4B、图4C和图4D所示的DC-DC变换电路中的第一功率变换电路110、第一变压器T1、调压电路120、第二功率变换电路130、第二变压器T2和整流电路140功能可以参见上述图1、图2、图3A和图3B所示的DC-DC变换电路中相关描述，此次不在赘述。应理解，图4A、图4B、图4C和图4D以输入电源的正极连接调压电路120的第二输入端P4为例，各个开关管为PNP型MOS管或二极管为例来说明，在另一些实施例中，可以将图4A、图4B、图4C或图4D中各个开关管替换为其他类型的开关管，根据需要对输入电源的正负极进行置换，本申请实施例不作限定。
如图4A、图4B所示，为图3A所示的DC-DC变换电路的一种具体实现，在一些实施例中，第一桥式开关电路111包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4，输入电源的正极分别连接第一开关管Q1的输入端和第三开关管Q3的输入端，第一开关管Q1的输出端与第二开关管Q2的输入端连接；第三开关管Q3的输出端与第四开关管Q4的输入端连接；第二开关管Q2的输出端和第四开关管Q4的输出端分别与调压电路120的第一输入端连接；第一开关管Q1与第二开关管Q2的公共端a与第三开关管Q3与第四开关管Q4的公共端b分别连接第一谐振电感Lr1的一端和第一谐振电容Cr1的另一端。
如图4C、图4D所示，为图3B所示的DC-DC变换电路的一种具体实现。第一功率变换电路110包括第一桥式开关电路111和第一谐振电容Cr1。第一桥式开关电路111的一个输出端，即为第一开关管Q1与第二开关管Q2的公共端a，通过所述第一谐振电容Cr1连接至所述第一变压器T1的一个输入端。第一桥式开关电路111的另一个输出端，即第三开关管Q3与第四开关管Q4的公共端b，连接第一变压器T1的另一个输入端。第一桥式开关电路111的具体实现可以参见上述图4A所示的DC-DC变换电路中电管描述，此处不再赘述。
上述图4A、图4B、图4C和图4D所示的DC-DC变换电路中，若第一开关管Q1导通，则第二开关管Q2和第三开关管Q3都断开，第四开关管Q4导通；若第一开关管Q1断开，则第二开关管Q2和第三开关管Q3都导通，第四开关管Q4断开。调节上述开关管
如图4A、图4B所示，在一些实施例中，第二桥式开关电路131包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，调压电路120的第一输出端分别连接第五开关管Q5的输入端和第七开关管Q7的输入端，第五开关管Q5的输出端与第六开关管Q6的输入端连接，第七开关管Q7的输出端与第八开关管Q8的输入端连接，第六开关管Q6的输出端和第八开关管Q8的输出端分别与输入电源的负极连接；第五开关管Q5与第六开关管Q6的公共端c与第七开关管Q7与第八开关管Q8的公共端d之间分别连接第二谐振电感Lr2的一端和第二谐振电容Cr2的另一端。
如图4C、图4D所示的另一种DC-DC变换电路，第二功率变换电路130包括第二桥式开关电路131和第二谐振电容Cr2。第二桥式开关电路131的一个输出端，即为第五开关管Q5与第六开关管Q6的公共端c，通过所述第二谐振电容Cr2连接至所述第二变压器T2的一个输入端。第二桥式开关电路131的另一个输出端，即第七开关管Q7与第八开关管Q8的公共端d，连接第二变压器T2的另一个输入端。第一桥式开关电路111的具体实现可以参见上述图4A所示的DC-DC变换电路中电管描述，此处不再赘述。
上述图4A、图4B、图4C和图4D所示的DC-DC变换电路中，若第五开关管Q5导通，则第六开关管Q6和第七开关管Q7都断开，第八开关管Q8导通；若第五开关管Q5断开，则第六开关管Q6和第七开关管Q7都导通，第八开关管Q8断开。
同理，上述Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的导通和断开可以由控制器开控制，也可以由其他控制单元来控制，本申请实施例不作限定。上述Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8可以是三极管、MOS管等。控制器可以控制开关管的控制端，即三极管的基极、MOS管的栅极的电平的高低来控制开关管的导通和断开。
需要说明的是，对于PNP型三极管的开关管来说，开关管的控制端为栅基极(也称B极)、输入端为发射极(E极)、输出端为集电极(C极)；对于NPN型三极管的开关管来说，开关管的控制端为栅基极(也称B极)、输入端为集电极(C极)、输出端为发射极(E极)；对于N沟道型MOS管的开关管来说，开关管的控制端为栅极(也称G极)、输入端为漏极(D极)、输出端为源极(S极)；对于P沟道型MOS管的开关管来说，开关管的控制端为栅极(也称G极)、输入端为源极(S极)、输出端为漏极(D极)。
上述第一桥式开关电路111或第二桥式开关电路131可以是半桥电路、全桥电路、多电平桥式电路等，其中，第一功率变换电路110或第二功率变换电路130也可以称为逆变器(inverter)，多电平桥式电路即为多电平逆变器，如三电平逆变器等。
如图4A、图4B、图4C和图4D所示，在一些实施例中，调压电路120包括第九开关管Q9、第一电感L1、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，其中，第九开关管Q9的输入端连接第一功率变换单元110的第一输入端，第九开关管Q9的输出端分别连接第一电感L1的一端和第十开关管Q10的输出端，第一电感L1的另一端连接第十一开关管Q11的输入端与第十二开关管Q12的输入端，第十二开关管Q12的输出端第二功率变换电路130的第一输入端；第十开关管Q10的输入端和第十二开关管Q12的输出端分别连接输入电源的负极。
图4A、图4B、图4C和图4D所示，调压电路120中，Q9、Q12为N沟道型MOS管，Q10和Q11为二极管为例来说明，需要说明的是，对于二极管来说，二极管的输入端为正极，输出端为负极。调压电路120中，Q9、Q12、Q10和Q11都为N沟道型MOS管，应理解，Q9、Q12、Q10和Q11也可以是三极管或MOS管，通过控制Q9、Q12、Q10和Q11等的控制端来控制各个开关管的导通和断开。
控制器可以通过调节Q9或Q11的占空比来调节调压电路120的输出电压(也就是第二功率变换电路130的输入电压Vin3)，若Q9或Q11的占空比增大，则Vin3增大，进而，在变比不降低的情况下，DC-DC变换电路的输出电压Vout增大。
在一些实施例中，整流电路140包括串联连接的第一开关单元和第二开关单元、串联连接的第三开关单元和第四开关单元、串联连接的第五开关单元和第六开关单元；第一开关单元与第二开关单元的公共端连接第一变压器T1的一输出端，第三开关单元与第四开关单元的公共端分别连接第一变压器T1的另一输出端和第二变压器T2的一输出端，第五开关单元和第六开关单元的公共端连接第二变压器T2的另一输出端；第一开关单元与第二开关单元不同时导通，第三开关管与第四开关管不同时导通，第五开关管与第六开关管不同时导通。
可选地，第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元、第五开关单元和第六开关单元中的至少一个为二极管、三极管或MOS管。
如图4A、图4C所示，第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元、第五开关单元和第六开关单元分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6。
如图4B、图4D所示，第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元、第五开关单元和第六开关单元分别为第一MOS管S1、第二MOS管S2、第三MOS管S3、第四MOS管S4、第五MOS管S5、第六MOS管S6。
请参阅图5A和图5B，图5A和图5B是本申请实施例提供的一种电路控制方法的示意性流程图，该电路控制方法可以基于上述图1-图4D所示的DC-DC变换电路来实现，该方法可以由控制系统20、DC-DC变换器执行，也可以由控制器单独执行，该方法可以包括如下全部或部分步骤：
S52：获取DC-DC变换电路的输出电压。
S54：根据DC-DC变换电路的输入电压、DC-DC变换电路的输出电压和参考电压调节调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同。
应理解，无论整流电路对T1的输出电压和T2的输出电压进行串联还是并联，都要使得T1的输出电压和T2的输出电压的幅值相同。
在一些实施例中，步骤S54的一种具体实现可以是包括：
S541：根据DC-DC变换电路的输入电压和参考电压确定DC-DC变换电路的期望电压。
其中，参考电压可以是充电电池的电压，DC-DC变换电路用于对充电电池充电；参考电压可以是负载的电压，此时，DC-DC变换电路用于为负载提供电能。
在控制器获取到参考电压后，可以基于该参考电压和DC-DC变换电路的输入电压Vin确定DC-DC变换电路的期望电压。
例如，当前充电电池的剩余电量很少，可以向控制器发送快充指令，此时，控制器可以根据该指令、Vin和电池所能承载的最大电压等来确定当前DC-DC变换电路的期望电压。
S542：控制器根据DC-DC变换电路的期望电压第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式。
可选地，在DC-DC变换电路的输入电压或参考电压小于第一阈值Vth的情况下，控制器确定第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联；在DC-DC变换电路的输入电压或参考电压大于第一阈值的情况下，控制器确定第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联。
其中，第一阈值可以是基于输入电源的电压Vin和第一变压器T1和第二变压器T2的变比N确定。例如，Vth＝Vin/2N。以N＝1为例，若Vin＝800V，则，Vth＝400，如图6所示为本申请实施例提供的一种控制方法的示意性说明图。
可选地，第一阈值还可以基于Vin、期望电压等确定，或基于Vin、Vout确定，此时，第一阈值随着充电电池充电过程的进行，不断变化，以适应性调整T1和T1的串并联策略和输出电压。
S543：根据确定的连接方式和DC-DC变换电路的输出电压，调节调压电路，以使在第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联时，第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同且DC-DC变换电路的输出电压等于参考电压。
如图5B所示，S542之后，该方法还可以包括：
S544：在第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，控制第一功率变换电路或控制，以调节第一功率变换电路的输出电压；和/或，
S545：在第一变压器T1的输出电压和第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，控制第二功率变换电路，以调节第二功率变换电路的输出电压。
应理解，当T1的输出电压和T2的输出电压的连接方式为串联时，不要求T1的输出电压和T2的输出电压的幅值相同，此时，可以不对整流电路进行调整，而通过控制第一功率变换电路或第二功率变换电路来控制输出电压。如图4A-图4D所示的DC-DC变换电路，在T1的输出电压和T2的输出电压的连接方式为串联时，要求第一桥式开关电路和第二桥式开关电路的驱动信号的波形为同频同相，此时，控制器可以调压电路直通，即Q9保持导通，Q11保持断开，通过同步调节第一桥式开关电路的开关频率和第二桥式开关电路的开关频率，来调节输出电压Vout。
对应于图7A-图7B所示的DC-DC变换电路，可以通过控制输入到Q1-Q4控制端的脉冲信号的频率来控制第一功率变换器是输出电压，进而，控制DC-DC变换电路的输出电压Vout。同理，可以通过控制输入到Q5-Q8控制端的脉冲信号的频率来控制第二功率变换器是输出电压。
其中，调压电路、整流电路的具体实现可以参见上述图1-图4D中相关描述，调压电路还可以是其他BUCKBOOST电路，整流电路还可以是其他可实现T1的输出电压和T2的输出电压串联或并联的电路。以上述图4A-图4D中的调压电路为例来说明。
如图7A所示为变压器T1和T2并联的情况下，第一桥式开关电路的控制方式、第二桥式开关电路的控制方式以及T1的输出电压和T2的输出电压的示意性说明图。
应理解，Q1和Q3互补导通，Q2和Q4互补导通，Q5和Q7互补导通，Q6和Q8互补导通，即，Q1导通时，Q3断开；Q2导通时，Q4断开；Q5导通时，Q7断开；Q6导通时，Q8断开。Q2、Q3、Q6、Q7的控制方式，图7A中未示出，Q2、Q3、Q6、Q7的控制端的电平分别与Q4、Q1、Q8、Q5的控制端的电平相反。
可见，当第一桥式开关的电路中Q1、Q4与第二桥式开关的电路中Q5、Q8的相位差为π时，第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压极性相反，此时，整流电路使得第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压并联。
如图7B所示，时间段t1-t2时，Q1、Q4、Q6、Q7导通，Q2、Q3、Q5、Q8断开，使得Vab＞0，Vcd＜0，此时，D1、D4、D5导通，D2、D3、D6截止，输出电压Vout＞0。
同理，时间段t0-t1时，Q2、Q3、Q5、Q8导通，Q1、Q4、Q6、Q7断开，使得Vab＜0，Vcd＞0，此时，D2、D3、D6导通，D1、D4、D5截止，输出电压Vout＞0。
如图7C所示为变压器T1和T2串联的情况下，第一桥式开关电路的控制方式、第二桥式开关电路的控制方式以及T1的输出电压和T2的输出电压的示意性说明图。
应理解，Q1和Q3互补导通，Q2和Q4互补导通，Q5和Q7互补导通，Q6和Q8互补导通，即，Q1导通时，Q3断开；Q2导通时，Q4断开；Q5导通时，Q7断开；Q6导通时，Q8断开。Q2、Q3、Q6、Q7的控制方式，图7C中未示出，Q2、Q3、Q6、Q7的控制端的电平分别与Q4、Q1、Q8、Q5的控制端的电平相反。
可见，当第一桥式开关的电路中Q1、Q4与第二桥式开关的电路中Q5、Q8的相位差为0时，第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压极性相同，此时，整流电路使得第一变压器T1的输出电压与第二变压器T2的输出电压串联。
如图7D所示，时间段t1-t2时，Q1、Q4、Q5、Q8导通，Q2、Q3、Q6、Q7断开，使得Vab＞0，Vcd＞0，此时，D1、D6导通，D2、D3、D4、D5、D6截止，输出电压Vout＞0。
同理，时间段t0-t1时，Q2、Q3、Q6、Q7导通，Q1、Q4、Q5、Q8断开，使得Vab＜0，Vcd＜0，此时，D2、D5导通，D1、D3、D4、D5、D6截止，输出电压Vout＞0。
控制器调节调压电路的实现方式可以是，控制器可以根据确定的连接方式和DC-DC变换电路的输出电压，调节调压电路，以使第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同且DC-DC变换电路的输出电压等于参考电压。
在一种具体实现中，参考电压可以是DC-DC变换电路的负载(如充电电池)两端的电压，如图2所示，控制器可以通过第一电压采集电路获取DC-DC变换电路的输出电压，以及通过第二电压采集电路获取到电池两端的电压，即为参考电压Vref。进而，基于DC-DC变换电路的输入电压Vin、参考电压Vref来确定期望电压，进一步地，通过比较电路来比较DC-DC变换电路的输出电压Vout和期望电压。
在Vout小于Vth时，该确定的连接方式为并联，此时，需要将输出电压Vout调节到Vref，则需要将Vin1调节到N1*Vref且Vin3调节到N2*Vref，其中，N1为第一变压器的变比，N2为第一变压器的变比。进一步地，控制器在当前Vout大于N2*Vref时，可以调节调压电路，例如减小Q9或Q11的脉冲信号的占空比，以减小第二功率变换电路的输入电压Vin3；反之，当Vout小于N2*Vref时，控制器可以调节调压电路，例如增大Q9或Q11的脉冲信号的占空比以增大第二功率变换电路的输入电压Vin3，通过上述调节，使得第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同，进而，通过整流电路进行对T1和T2输出的电压进行串联或并联。通过上述调节，使得第二变压器T2的输出电压与第一变压器T1的输出电压的幅值相同且DC-DC变换电路的输出电压等于或接近于参考电压。
为降低开关功耗，脉冲信号的频率可以等于LLC电路的谐振频率，使得LLC电路在稳态时刻工作在谐振点。例如T1、T2的变比都为1，调压电路负责调节50％的输出功率，副边绕组在输出为第一阈值时(如400V)进行串并联切换，切换可以在20us内完成，切换过程中LCC可以暂时关闭驱动，调压电路可以将Vin1与Vin3调节到下一个状态所需要的值，进而保证输出电压相对平缓的输出电压切换，减少开关功耗，提高功率密度。如图8所示为本申请实施例提供的一种输出电压的部分效率的示意性说明图，可见，本申请实施例提供的DC-DC变换电路和控制方法具有较高的转换效率。
应理解，在T1的输出电压和T2的输出电压采用串联的连接方式时，LLC电路也可以工作在调频或调宽的工作状态，对此，本申请不作限定。
如图9所示为本申请实施例提供的一种控制器，该控制器可以包括：处理器901、存储器902、第一电压采集电路903、第二电压采集电路904、控制电路905等，其中，第一电压采集电路903、第二电压采集电路904、控制电路905不是控制器必须的单元，第一电压采集电路903、第二电压采集电路904、控制电路905也可以设置于控制器外，该控制器还可以包括或耦合其他功能单元，如通信模块、用户接口等，用户接口可以连接触控屏、扩音器、键盘、麦克风、摄像头等用于实现用户与控制器交互的器件/单元等。上述各个单元模块可以通过总线906连接，以实现各个部件之间的通信。
存储器902可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。存储器902可以存储程序，当存储器902中存储的程序被处理器901执行时，处理器901用于执行本申请方法实施例所述的DC_DC变换电路的控制方法中的各个步骤。
处理器901可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以执行本申请方法实施例所述的DC_DC变换电路的控制方法。
处理器901还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本申请实施例所述的DC_DC变换电路的控制方法中的各个步骤络可以通过处理器1101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器901还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。处理器901可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器902，处理器901读取存储器902中的信息，结合其硬件执行本申请方法实施例所述的DC_DC变换电路的控制方法。
总线1003可包括在装置1000各个部件(例如，存储器1002、处理器1001、通信接口1004、电压采集模块1005等)之间传送信息的通路
控制器中各个单元/器件的功能和功能的实现方式可以参阅图1至图8部分的控制装置描述进行理解，此处不再赘述。
如图10是本申请实施例提供的一种直流-直流(DC-DC)变换器，该DC-DC变换器可以包括控制器1002和上述图1-图5B所示的任意一种DC-DC变换电路1001，其中，控制器1002可以是上述图9所示的控制器。
本申请实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车可以包括上述各个实施例所述的DC-DC变换电路或DC-DC变换器。
应理解，本发明实施例中的电动汽车可以是纯电动汽车(battery electricvehicle，BEV)、插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)、混合动力车辆(hybrid electric vehicle,HEV)、电动车(electric vehicle,EV)或燃料电池汽车(fuel cell electric vehicle，FCEV)。本发明实施例并不限于此。
本申请实施例还提供了一种充电桩，该充电桩可以包括上述各个实施例所述的DC-DC变换电路或DC-DC变换器。
本申请实施例还提供了一种终端设备，该终端设备可以包括上述各个实施例所述的DC-DC变换电路或DC-DC变换器，以实现对终端设备中冲点电池的充电。该终端设备可以是手机、平板电脑、平板电脑、台式计算机、AR/VR设备、车载单元、充电宝等。
可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上对本申请实施例所提供的DC-DC变换电路、DC-DC变换器、DC-DC变换电路的控制方法、控制器、充电桩以及计算机可读存储介质等进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (28)

1.一种DC-DC变换电路，其特征在于，包括第一功率变换电路、第一变压器T1、调压电路、第二功率变换电路、第二变压器T2和整流电路，所述第一功率变换电路的第一输入端与所述调压电路的第一输入端连接，所述第一功率变换电路的第二输入端和所述调压电路的第二输入端分别连接输入电源的两端；所述第一功率变换电路的两个输出端分别连接所述第一变压器T1的两个输入端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述整流电路；所述调压电路的两个输出端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第二功率变换电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的两个输出端分别连接所述整流电路；其中：
所述第一功率变换电路用于将输入到所述第一功率变换电路的直流电压转换为交流电压；
所述调压电路用于调节输入到所述第一功率变换电路的直流电压和输入到所述第二功率变换电路的直流电压；
所述第二功率变换电路用于将输入到所述第二功率变换电路的直流电压转变为交流电压；
所述整流电路用于对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联或并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压。
2.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述DC-DC变换电路还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4中的至少一个，所述第一电容C1的两端分别连接所述第一功率变换电路的第一输入端和所述第一功率变换电路的第二输入端；所述第二电容C2的两端分别连接所述调压电路的第一输入端和所述调压电路的第二输入端，所述第三电容C3的两端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第四电容C4的两端分别连接所述整流电路的两个输出端。
3.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第一功率变换电路包括第一桥式开关电路、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1，其中，所述第一桥式开关电路的两个输入端分别为所述第一功率变换电路的第一输入端和所述第一功率变换电路的第二输入端；所述第一桥式开关电路的一输出端通过所述第一谐振电感Lr1连接至所述第一变压器T1的一输入端，所述第一桥式开关电路的另一输出端通过所述第一谐振电容Cr1连接至所述第一变压器T1的另一输入端。
4.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第一功率变换电路包括第一桥式开关电路和第一谐振电容Cr1，所述第一桥式开关电路的一个输出端通过所述第一谐振电容Cr1连接至所述第一变压器T1的一个输入端，所述第一桥式开关电路的另一个输出端连接所述第一变压器T1的另一个输入端。
5.如权利要求3或4所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第一桥式开关电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4，所述输入电源的正极分别连接所述第一开关管Q1的输入端和第三开关管Q3的输入端，所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输入端连接；所述第三开关管Q3的输出端与所述第四开关管Q4的输入端连接；所述第二开关管Q2的输出端和所述第四开关管Q4的输出端分别与所述调压电路的第一输入端连接；所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的公共端a与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的公共端b为所述第一桥式开关电路的两个输出端。
6.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第二功率变换电路包括第二桥式开关电路、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2，其中，所述第二桥式开关电路的两个输入端分别为所述第二功率变换电路的两个输入端；所述第二桥式开关电路的一输出端通过所述第二谐振电感Lr2连接至所述第二变压器T2的一输入端，所述第二桥式开关电路的另一输出端通过所述第二谐振电容Cr2连接至所述第二变压器T2的另一输入端。
7.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第二功率变换电路包括第二桥式开关电路和第二谐振电容Cr2，所述第二桥式开关电路的一个输出端通过所述第二谐振电容Cr2连接至所述第二变压器T2的一个输入端，所述第二桥式开关电路的另一个输出端连接所述第二变压器T2的另一个输入端。
8.如权利要求6或7所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第二桥式开关电路包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述调压电路的第一输出端分别连接所述第五开关管Q5的输入端和所述第七开关管Q7的输入端，所述第五开关管Q5的输出端与所述第六开关管Q6的输入端连接，所述第七开关管Q7的输出端与所述第八开关管Q8的输入端连接，所述第六开关管Q6的输出端和所述第八开关管Q8的输出端分别与所述输入电源的负极连接；所述第五开关管Q5与所述第六开关管Q6的公共端c与所述第七开关管Q7与所述第八开关管Q8的公共端d为所述第二桥式开关电路的两个输出端。
9.如权利要求1-4、6和7任一项所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述调压电路为BUCK电路、BOOST电路、BUCKBOOST电路、半桥整流电路、全桥整流电路中的一种。
10.如权利要求1-4、6和7任一项所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述调压电路包括第九开关管Q9、第一电感L1、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，其中，所述第九开关管Q9的输入端连接所述第一功率变换单元的第一输入端，所述第九开关管Q9的输出端分别连接所述第一电感L1的一端和所述第十开关管Q10的输出端，所述第一电感L1的另一端连接第十一开关管Q11的输入端与所述第十二开关管Q12的输入端，所述第十二开关管Q12的输出端所述第二功率变换电路的第一输入端；所述第十开关管Q10的输入端和所述第十二开关管Q12的输出端分别连接所述输入电源的负极。
11.如权利要求10所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第九开关管Q9和所述第十一开关管Q11为可控开关管，所述第十开关管Q10和所述第十二开关管Q12为二极管。
12.如权利要求10所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第九开关管Q9、所述第十开关管Q10、所述第十一开关管Q11、所述第十二开关管Q12都为可控开关管。
13.如权利要求1-4、6、7、11和12任一项所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述整流电路具体用于：
在第一变压器T1的输出电压与所述第二变压器T2的输出电压的极性相反时，将所述对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压；
在第一变压器T1的输出电压与所述第二变压器T2的输出电压的极性相同时，将所述对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压。
14.如权利要求13所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述整流电路包括串联连接的第一开关单元和第二开关单元、串联连接的第三开关单元和第四开关单元、串联连接的第五开关单元和第六开关单元；第一开关单元与第二开关单元的公共端连接所述第一变压器T1的一输出端，所述第三开关单元与第四开关单元的公共端分别连接所述第一变压器T1的另一输出端和所述第二变压器T2的一输出端，所述第五开关单元和所述第六开关单元的公共端连接所述第二变压器T2的另一输出端；所述第一开关单元与所述第二开关单元不同时导通，所述第三开关管与所述第四开关管不同时导通，所述第五开关管与所述第六开关管不同时导通。
15.如权利要求14所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元、所述第五开关单元和所述第六开关单元为二极管或可控开关管。
16.一种电路控制方法，其特征在于，应用于DC-DC变换电路，所述DC-DC变换电路包括第一功率变换电路、第一变压器T1、调压电路、第二功率变换电路、第二变压器T2和整流电路，所述第一功率变换电路的第一输入端与所述调压电路的第一输入端连接，所述第一功率变换电路的第二输入端和所述调压电路的第二输入端分别连接输入电源的两端；所述第一功率变换电路的两个输出端分别连接所述第一变压器T1的两个输入端，所述第一变压器T1的两个输出端分别连接所述整流电路；所述调压电路的两个输出端分别连接所述第二功率变换电路的两个输入端，所述第二功率变换电路的两个输出端分别连接所述第二变压器T2的两个输入端，所述第二变压器T2的两个输出端分别连接所述整流电路；其中，所述第一功率变换电路用于将输入到所述第一功率变换电路的直流电压转换为交流电压；所述调压电路用于调节输入到所述第二功率变换电路的直流电压；所述第二功率变换电路用于将输入到所述第二功率变换电路的直流电压转变为交流电压；所述整流电路用于对所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压进行串联或并联，得到所述DC-DC变换电路的输出电压；所述方法包括：
获取所述DC-DC变换电路的输出电压；
根据所述DC-DC变换电路的输入电压、所述DC-DC变换电路的输出电压和参考电压调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述根据所述DC-DC变换电路的输入电压、所述DC-DC变换电路的输出电压和参考电压调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同，具体包括：
根据所述DC-DC变换电路的输入电压和所述参考电压确定所述DC-DC变换电路的期望电压；
根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式；
根据确定的连接方式、所述DC-DC变换电路的输入电压和所述DC-DC变换电路的输出电压，调节所述调压电路，以使在所述整流电路对所述第一变压器的输出电压与所述第二变压器的输出电压并联时，所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同且所述DC-DC变换电路的输出电压等于所述期望电压。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式，包括：
在所述期望电压小于第一阈值的情况下，确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联；
在所述期望电压大于所述第一阈值的情况下，确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望电压确定所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式之前，所述方法还包括：
根据所述DC-DC变换电路的输入电压和所述期望电压确定所述第一阈值。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，所述方法还包括：
控制所述第一功率变换电路，以调节所述第一功率变换电路的输出电压；和/或，
控制所述第二功率变换电路，以调节所述第二功率变换电路的输出电压。
21.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为并联的情况下，控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反；
在所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压的连接方式为串联的情况下，控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相同；
其中，所述整流电路用于：在所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反时，将所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压并联；以及，在所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相同时，将所述第一变压器T1的输出电压和所述第二变压器T2的输出电压串联。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一功率变换单元包括第一桥式开关电路，所述第一桥式开关电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4，所述输入电源的正极分别连接所述第一开关管Q1的输入端和第三开关管Q3的输入端，所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输入端连接；所述第三开关管Q3的输出端与所述第四开关管Q4的输入端连接；所述第二开关管Q2的输出端和所述第四开关管Q4的输出端分别与所述调压电路的第一输入端连接；所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的公共端a与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的公共端b为所述第一桥式开关电路的两个输出端；所述第一桥式开关电路用于向所述第一变压器T1提供交流电压；所述控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反，包括：
控制所述第一开关管Q1与所述第三开关管Q3互补导通，所述第二开关管Q2与所述第四开关管Q4互补导通。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二功率变换单元包括第二桥式开关电路，所述第二桥式开关电路包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述调压电路的第一输出端分别连接所述第五开关管Q5的输入端和所述第七开关管Q7的输入端，所述第五开关管Q5的输出端与所述第六开关管Q6的输入端连接，所述第七开关管Q7的输出端与所述第八开关管Q8的输入端连接，所述第六开关管Q6的输出端和所述第八开关管Q8的输出端分别与所述输入电源的负极连接；所述第五开关管Q5与所述第六开关管Q6的公共端c与所述第七开关管Q7与所述第八开关管Q8的公共端d为所述第二桥式开关电路的两个输出端，所述第二桥式开关电路用于向所述第二变压器T1提供交流电压；所述控制所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路，使得所述第一功率变换电路与第二功率变换电路的输出电压的极性相反，包括：
控制所述第五开关管Q5与所述第七开关管Q7互补导通，所述第八开关管Q8与所述第六开关管Q6互补导通。
24.如权利要求16-19、22和23任一项所述的方法，其特征在于，所述调压电路包括第九开关管Q9、第一电感L1、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，其中，所述第九开关管Q9的输入端连接所述第一功率变换单元的第一输入端，所述第九开关管Q9的输出端分别连接所述第一电感L1的一端和所述第十开关管Q10的输出端，所述第一电感L1的另一端连接第十一开关管Q11的输入端与所述第十二开关管Q12的输入端，所述第十二开关管Q12的输出端所述第二功率变换电路的第一输入端；所述第十开关管Q10的输入端和所述第十二开关管Q12的输出端分别连接所述输入电源的负极；所述根据所述DC-DC变换电路的输出电压与参考电压调节所述调压电路，以使所述第二变压器T2的输出电压与所述第一变压器T1的输出电压的幅值相同，包括：
根据所述DC-DC变换电路的输出电压与参考电压调节所述第九开关管Q9控制端输入的脉冲信号的占空比或第十一开关管Q11控制端输入的脉冲信号的占空比。
25.一种DC-DC变换器，其特征在于，包括：控制器和DC-DC变换电路；其中，所述控制器包括处理器和存储器路，所述处理器耦合所述存储器，执行如权利要求16-24所述的电路控制方法。
26.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求25所述的DC-DC变换器。
27.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求25所述的DC-DC变换器。
28.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述权利要求16-24任一所述的电路控制方法。
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