CN112928926B - 一种直流变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流变换器，直流变换器中设有处理器、移相全桥电路、原边谐振电路、变压器、副边谐振电路及整流电路，由于变压器的输出为交流电，副边谐振电路能够在变压器上的电流的方向变化时同时进行储能及放电，具体地，当变压器上的电流方向变化时，副边谐振电路能够对变压器输出的电能进行储存，同时将变压器上的电流在方向变化之前储存的电能释放，以为负载供电，变压器输出的电能被存储至副边谐振电路中，通过副边谐振电路将变压器输出的电能输出至负载。可见，本申请中变压器上的电流的方向变化时，副边谐振电路能够进行相应的储能和放电，变压器能够正常输出，也即保证了变压器的输出占空比不丢失。

Description

一种直流变换器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种直流变换器。

背景技术

现有技术中，直流变换器包括直流电源、全桥电路、变压器及整流电路，具体结构请参照图1，图1为现有技术中的一种直流变换器的结构示意图，其中，直流变换器中设有处理器、移相全桥电路、原边谐振电路、变压器、整流电路及续流电感L2，处理器能够控制移相全桥电路对直流电源输出的直流电进行逆变，原边谐振电路在移相全桥电路输出的电流的方向变化时进行谐振，以保证变压器输入的电流稳定变化，变压器能够对谐振电路输出的电压进行变压，并起到隔离的作用，整流电路能够将变压器输出的交流电整流为直流电，以为负载供电，变压器上的电流的方向变化时续流电感L2能够相应的储能和放电。

但是，在变压器原边的电流方向变化时，也即变压器原边的电流从正向下冲到负向或从负向上冲到正向时，变压器副边的电流也随之改变，但是由于续流电感L2的电流不能突变，为了抑制电流的变化，所以续流电感L2需要续流放电，续流电感L2放电时，变压器副边的二极管D5和D6同时导通或二极管D7和D8同时导通，续流电感L2为负载R供电，但是，此时续流电感L2、负载R、二极管D6和二极管D5构成一条回路，或续流电感L2、负载R、二极管D8和二极管D7构成一条回路，这样会将变压器副边短路，也即变压器的原边也被短路，移相全桥电路输出的电能均存储在原边谐振电路中的谐振电感上，加在变压器上的电压为0，也即导致变压器的输出占空比丢失，且此时仅靠续流电感L2续流无法为负载R提供期望功率，因此，无法满足负载R的正常用电需求，当续流电感L2中的电能放完后变压器才能够重新为续流电感。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关管的控制方法、系统、装置及直流变换器，保证滞后桥臂上的开关管在电流较小时关断，也即保证开关管工作在软开关状态，降低损耗并提高开关管的抗干扰能力，改善开关管的EMS性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流变换器，包括处理器及依次连接的移相全桥电路、原边谐振电路、变压器、副边谐振电路和整流电路；

所述移相全桥电路的输入端与直流电源连接，用于对所述直流电源输出的直流电进行逆变，以输出交流电；

所述整流电路的输出端与负载连接，用于将所述变压器输出的交流电进行整流，以输出至所述负载；

所述处理器的信号输出端与所述移相全桥电路的控制端连接，用于控制所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电进行逆变，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制；

所述副边谐振电路用于在所述变压器上的电流方向变化时谐振，以进行相应的储能及放电，从而为所述负载供电。

优选地，所述移相全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；

所述第一开关管和所述第三开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第一输入端与所述直流电源的输出正端连接；

所述第二开关管和所述第四开关管的第二端连接并作为所述移相全桥电路的第二输入端与所述直流电源的输出负端连接；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第一输出端与所述原边谐振电路的第一端连接；

所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第二输出端与所述变压器的第二输入端连接；

所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接；

所述处理器的信号输出端与所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管的控制端连接，具体用于对所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管的导通与关断进行控制，以使所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电逆变为交流电，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制。

优选地，所述处理器具体用于基于所述直流变换器的期望输出功率确定所述直流变换器中变压器上的期望电流值；并在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开，以使所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电逆变为交流电，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制。

优选地，还包括：

输入端与所述变压器连接，输出端与所述处理器的输入端连接的电流检测模块，用于对所述变压器上的电流进行检测；

在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开，包括：

在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且在所述电流检测模块检测到的所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开。

优选地，在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开之前，还包括：

基于所述期望电流值确定所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管和滞后桥臂上相应的开关管共同导通的时间，即共同导通时间；

在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开，包括：

在所述直流变换器中移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且以断开时间为基准到达所述共同导通时间后控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开。

优选地，还包括：

输入端与所述变压器连接，输出端与所述处理器的输入端连接的电流检测模块，用于对所述变压器上的电流进行检测；

基于所述期望电流值确定所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管和滞后桥臂上相应的开关管共同导通的时间，即共同导通时间，包括：

以所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管和相应的滞后桥臂上的开关管同时导通的时间为起始时间，以所述电流检测模块检测到的所述变压器上的电流到达所述期望电流值的时间为结束时间确定所述共同导通时间。

优选地，所述原边谐振电路包括：

第一端为所述原边谐振电路的第一端与所述移相全桥电路的第一输出端连接的原边谐振电容；

第一端与所述原边谐振电容的第二端连接，第二端为所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接的原边谐振电感；

所述原边谐振电容及所述原边谐振电感具体用于在所述移相全桥电路输出的电流方向变化时谐振。

优选地，所述原边谐振电路包括：

第一端为所述原边谐振电路的第一端与所述移相全桥电路的第一输出端连接，第二端为所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接的原边谐振电感，用于在所述移相全桥电路输出的电流变化方向时和所述移相全桥电路中相应的开关管的体电容谐振。

优选地，所述副边谐振电路包括：

第一端与所述变压器的第一输出端连接，第二端与所述整流电路的第一端连接的副边谐振电感，用于在所述变压器上的电流的方向变化时放电，并在所述变压器输出的电压方向不变且电能放完后储能；

第一端与所述整流电路的第二端及所述负载的第一输入端连接，第二端与第二副边谐振电容的第一端及所述变压器的第二输出端连接的第一副边谐振电容，用于在所述变压器上的电流的方向为第一方向时放电，在所述变压器上的电流的方向为第二方向时储能；

第二端与所述整流电路的第三端及所述负载的第二输入端连接的所述第二副边谐振电容，用于在所述变压器上的电流的方向为所述第一方向时储能，在所述变压器上的电流的方向为所述第二方向时放电。

优选地，所述整流电路包括第一二极管及第二二极管；

所述第一二极管的第一端为所述整流电路的第二端与所述负载的第一输入端连接；

所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接且连接点为所述整流电路的第一端与所述副边谐振电感的第二端连接；

所述第二二极管的第二端与为所述整流电路的第三端与所述负载的第二输入端连接；

所述整流电路用于和所述副边谐振电路将所述变压器输出的交流电整流为直流电，以为所述负载供电。

本申请提供了一种直流变换器，直流变换器中设有处理器、移相全桥电路、原边谐振电路、变压器、副边谐振电路及整流电路，由于变压器的输出为交流电，副边谐振电路能够在变压器上的电流的方向变化时同时进行储能及放电，具体地，当变压器上的电流方向变化时，副边谐振电路能够对变压器输出的电能进行储存，同时将变压器上的电流在方向变化之前储存的电能释放，以为负载供电，变压器输出的电能被存储至副边谐振电路中，通过副边谐振电路将变压器输出的电能输出至负载。可见，本申请中变压器上的电流的方向变化时，副边谐振电路能够进行相应的储能和放电，变压器能够正常输出，也即保证了变压器的输出占空比不丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为现有技术中的一种直流变换器的结构示意图；

图2为本发明提供的一种直流变换器的结构示意图；

图3为本发明提供的一种直流变换器的具体的结构示意图；

图4为本发明提供的另一种直流变换器的具体的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种开关管的控制方法、系统、装置及直流变换器，保证滞后桥臂上的开关管在电流较小时关断，也即保证开关管工作在软开关状态，降低损耗并提高开关管的抗干扰能力，改善开关管的EMS性能。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明提供的一种直流变换器的结构示意图。

该直流变换器包括处理器1及依次连接的移相全桥电路2、原边谐振电路3、变压器4、副边谐振电路5和整流电路6；

移相全桥电路2的输入端与直流电源E连接，用于对直流电源E输出的直流电进行逆变，以输出交流电；

整流电路6的输出端与负载连接，用于将变压器4输出的交流电进行整流，以输出至负载；

处理器1的信号输出端与移相全桥电路2的控制端连接，用于控制移相全桥电路2对直流电源E输出的直流电进行逆变，并对移相全桥电路2输出功率的大小进行控制；

副边谐振电路5用于在变压器4上的电流方向变化时谐振，以进行相应的储能及放电，从而为负载供电。

本实施例中，申请人考虑到现有技术中的直流变换器设有处理器1、移相全桥电路2、原边谐振电路3、变压器4、整流电路6及续流电感L2，请参照图1，处理器1能够对移相全桥电路2中的开关管进行控制，以使移相全桥电路2对直流电源E输出的直流电进行逆变，以输出交流电至变压器4，由于移相全桥电路2和变压器4之间设有原边谐振电路3，原边谐振电路3能够使移相全桥电路2输出至变压器4的交流电更加稳定，变压器4能够对原边的电流和副边的电流起到隔离的作用，整流能够将变压器4输出的交流电整流为直流电，以为负载供电，由于设置了续流电感L2，续流电感L2的电流不能突变，保证了输入至负载的电流的稳定。但是，当变压器4的原边电流的方向发生变化，例如变压器4的原边电流从正向下冲到负，或者从负上冲至正时，由于续流电感L2的电流不能突变，其自身会先放电，续流电感L2放电时，续流电感L2、负载及整流电路6中处于同一桥臂上的两个二极管构成一条回路，因此，变压器4的副边被短路，又由于变压器4的原边电流是由副边决定的，因此，变压器4的原边电流为0，移相全桥电路2输出的电压加在原边谐振电路3上，而输入至变压器4的电压为0V，从而导致变压器4的输出占空比丢失，电源无法输入电能至负载，无法满足负载的用电需求。

为了解决上述问题，本申请中的直流变换器中还设有副边谐振电路5，能够在变压上的电流方向变化时同时储能和放电，从而保证变压器4的副边不被短路，变压器4能够正常输出电流至负载，也即避免变压器4的输出占空比丢失。

具体地，当变压器4上的电流方向变化时，副边谐振电路5能够将在电流变化之前存储的能量进行释放，也即放电，从而为负载供电，与此同时，副边谐振电路5还能够进行储能，使变压器4输出的电能存储至副边谐振电路5，因此，不仅能够保证输出至负载上的电流的稳定，还能够使变压器4正常输出电能，保证负载的用电需求，避免变压器4的输出占空比丢失。

综上，本申请中变压器4上的电流的方向变化时，副边谐振电路5能够进行相应的储能和放电，变压器4能够正常输出，也即保证了变压器4的输出占空比不丢失。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，移相全桥电路2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管；

第一开关管Q1和第三开关管Q3的第一端连接并作为移相全桥电路2的第一输入端与直流电源E的输出正端连接；

第二开关管Q2和第四开关管的第二端连接并作为移相全桥电路2的第二输入端与直流电源E的输出负端连接；

第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端连接并作为移相全桥电路2的第一输出端与原边谐振电路3的第一端连接；

第三开关管Q3的第二端与第四开关管的第一端连接并作为移相全桥电路2的第二输出端与变压器4的第二输入端连接；

原边谐振电路3的第二端与变压器4的第一输入端连接；

处理器1的信号输出端与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管的控制端连接，具体用于对第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管的导通与关断进行控制，以使移相全桥电路2对直流电源E输出的直流电逆变为交流电，并对移相全桥电路2输出功率的大小进行控制。

请参照图3，图3为本发明提供的一种直流变换器的具体的结构示意图，本申请中的移相全桥电路2中设有四个开关管，处理器1能够通过对各个开关管的导通及关断的控制，实现对移相全桥电路2的输出功率的控制，因此，本申请中的移相全桥电路2的输出功率可调，能够满足用户的需求。

作为一种优选的实施例，处理器1具体用于基于直流变换器的期望输出功率确定直流变换器中变压器4上的期望电流值；并在移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且变压器4上的电流的大小到达期望电流值时控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开，以使移相全桥电路2对直流电源E输出的直流电逆变为交流电，并对移相全桥电路2输出功率的大小进行控制。

本实施例中，处理器1基于直流变换器当前连接的负载的大小计算直流变化器的期望输出功率，并计算为了使直流变换器输出期望输出功率时，变压器4上的期望电流值，并基于此，对移相全桥电路2中的各个开关管进行控制，从而使直流变换器输出期望功率。

具体地，移相全桥电路2中的第一开关管Q1及第二开关管Q2所在的桥臂为超前桥臂，第三开关管Q3及第四开关管所在的桥臂为滞后桥臂，处理器1中预设了移相角时间，超前桥臂上的开关管导通且经过移相角时间后控制滞后桥臂上相应的开关管导通，相应地，超前桥臂上的开关管断开且经过移相角时间后控制滞后桥臂上相应的开关管断开，例如，当第一开关管Q1导通且经过移相角时间后控制第四开关管导通，相应地，第一开关管Q1断开且经过移相角时间后控制第四开关管断开；当第二开关管Q2导通且经过移相角时间后控制第三开关管Q3导通，相应地，第二开关管Q2断开且经过移相角时间后控制第三开关管Q3断开。

处理器1在变压器4上的电流到达期望电流值时，通过对各个开关管的导通及关断进行控制，从而使移相全桥电路2输出相应的功率，以使直流变换器输出期望功率至负载，从而满足负载的用电需求。

作为一种优选的实施例，还包括：

输入端与变压器4连接，输出端与处理器1的输入端连接的电流检测模块，用于对变压器4上的电流进行检测；

在移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且变压器4上的电流的大小到达期望电流值时控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开，包括：

在移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且在电流检测模块检测到的变压器4上的电流的大小到达期望电流值时控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开。

本实施例中设置了电流检测模块，能够对变压器4上的电流进行检测，从而使处理器1在变压器4上的电流到达期望电流值时对移相全桥电路2中的开关管进行控制，也即控制超前桥臂上的开关管断开，以使移相全桥电路2停止输出电能，此时直流变换器输出的功率即为期望功率。

作为一种优选的实施例，在移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且变压器4上的电流的大小到达期望电流值时控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开之前，还包括：

基于期望电流值确定移相全桥电路2中超前桥臂上的开关管和滞后桥臂上相应的开关管共同导通的时间，即共同导通时间；

在移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且变压器4上的电流的大小到达期望电流值时控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开，包括：

在直流变换器中移相全桥电路2中滞后桥臂上的开关管导通之后且以断开时间为基准到达共同导通时间后控制移相全桥电路2中超前桥臂上相应的开关管断开。

本实施例中，通过设置第一开关管Q1及第四开关管共同导通的时间，以及第二开关管Q2及第三开关管Q3共同导通的时间，使处理器1在滞后桥臂上的开关管导通并经过共同导通时间后控制超前桥臂上的开关管关断，从而实现处理器1在变压器4上的电流到达期望电流值时控制超前桥臂上的开关管断开，且第一开关管Q1和第四开关管共同导通的时间，及第二开关管Q2和第三开关管Q3共同导通的时间是相同的，第四开关管导通后经过共同导通时间控制第一开关管Q1关断，第三开关管Q3导通后经过共同导通时间控制第二开关管Q2关断，以保证直流变换器输出的功率为期望功率。

作为一种优选的实施例，还包括：

输入端与变压器4连接，输出端与处理器1的输入端连接的电流检测模块，用于对变压器4上的电流进行检测；

基于期望电流值确定移相全桥电路2中超前桥臂上的开关管和滞后桥臂上相应的开关管共同导通的时间，即共同导通时间，包括：

以移相全桥电路2中超前桥臂上的开关管和相应的滞后桥臂上的开关管同时导通的时间为起始时间，以电流检测模块检测到的变压器4上的电流到达期望电流值的时间为结束时间确定共同导通时间。

本实施例中，在确定共同导通时间时，先对超前桥臂上的开关管和相应的滞后桥臂上的开关管导通时的电流进行检测，并以移相全桥电路2中超前桥臂上的开关管和相应的滞后桥臂上的开关管同时导通的时间为起始时间，以电流检测模块检测到的变压器4上的电流到达期望电流值的时间为结束时间，从而确定共同导通时间，后续处理器1在对移相全桥电路2中的开关管进行控制时，即可基于共同导通时间直接对各个开关管进行控制。

作为一种优选的实施例，原边谐振电路3包括：

第一端为原边谐振电路3的第一端与移相全桥电路2的第一输出端连接的原边谐振电容C；

第一端与原边谐振电容C的第二端连接，第二端为原边谐振电路3的第二端与变压器4的第一输入端连接的原边谐振电感Lrp；

原边谐振电容C及原边谐振电感Lrp具体用于在移相全桥电路2输出的电流方向变化时谐振。

请参照图3，本实施例中，原边谐振电感Lrp中设有原边谐振电容C及原边谐振电感Lrp，原边谐振电容C和原边谐振电感Lrp谐振，以保证移相全桥电路2输出的电流方向变化时输入至变压器4的电流保持稳定。

作为一种优选的实施例，原边谐振电路3包括：

第一端为原边谐振电路3的第一端与移相全桥电路2的第一输出端连接，第二端为原边谐振电路3的第二端与变压器4的第一输入端连接的原边谐振电感Lrp，用于在移相全桥电路2输出的电流变化方向时和移相全桥电路2中相应的开关管的体电容谐振。

请参照图4，图4为本发明提供的另一种直流变换器的具体的结构示意图，本实施例中的原边谐振电路3中只设有原边谐振电感Lrp，又由于移相全桥电路2中的开关管都存在体电容，因此，原边谐振电容C能够和移相全桥电路2中相应的开关管的体电容谐振，以保证移相全桥电路2输出的电流方向变化时输入至变压器4的电流保持稳定。

作为一种优选的实施例，副边谐振电路5包括：

第一端与变压器4的第一输出端连接，第二端与整流电路6的第一端连接的副边谐振电感Lrs，用于在变压器4上的电流的方向变化时放电，并在变压器4输出的电压方向不变且电能放完后储能；

第一端与整流电路6的第二端及负载的第一输入端连接，第二端与第二副边谐振电容C2的第一端及变压器4的第二输出端连接的第一副边谐振电容C1，用于在变压器4上的电流的方向为第一方向时放电，在变压器4上的电流的方向为第二方向时储能；

第二端与整流电路6的第三端及负载的第二输入端连接的第二副边谐振电容C2，用于在变压器4上的电流的方向为第一方向时储能，在变压器4上的电流的方向为第二方向时放电。

本实施例中的副边谐振电路5设有副边谐振电感Lrs、第一副边谐振电容C1及第二副边谐振电容C2，其中，第一副边谐振电容C1及第二副边谐振电容C2在变压器4上的电流为相应的方向时进行充电或放电，不受变压器4上电流变化的影响，不仅能够保证输入至负载的电流稳定，还能够保证变压器4能够正常输出，从而使变压器4的输出占空比不丢失。

其中，第一方向可以为从变压器4的同名端至非同名端，第二方向可以为从变压器4的非同名端至同名端，本申请对此不作限定，以负载的输入方向而定。

作为一种优选的实施例，整流电路6包括第一二极管D1及第二二极管D2；

第一二极管D1的第一端为整流电路6的第二端与负载的第一输入端连接；

第一二极管D1的第二端与第二二极管D2的第一端连接且连接点为整流电路6的第一端与副边谐振电感Lrs的第二端连接；

第二二极管D2的第二端与为整流电路6的第三端与负载的第二输入端连接；

整流电路6用于和副边谐振电路5将变压器4输出的交流电整流为直流电，以为负载供电。

本实施例中的整流电路6包括两个二极管，能够和副边谐振电路5将变压器4输出的交流电整流为直流电，具体地，当第一副边谐振电容C1充电时，第一二极管D1导通，当第二副边谐振电容C2充电时，第二二极管D2导通，从而使副边谐振电路5能够放电至负载，为负载供电。

当然，本申请中的第一二极管D1及第二二极管D2可以替换为MOS(Metal OxideSemiconductor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，本申请对此不作限定，能够实现对变压器4输出的交流电整流为直流电即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种直流变换器，其特征在于，包括处理器及依次连接的移相全桥电路、原边谐振电路、变压器、副边谐振电路和整流电路；

所述移相全桥电路的输入端与直流电源连接，用于对所述直流电源输出的直流电进行逆变，以输出交流电；

所述整流电路的输出端与负载连接，用于将所述变压器输出的交流电进行整流，以输出至所述负载；

所述处理器的信号输出端与所述移相全桥电路的控制端连接，用于控制所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电进行逆变，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制；

所述副边谐振电路用于在所述变压器上的电流方向变化时谐振，以进行相应的储能及放电，从而为所述负载供电；

所述处理器具体用于基于所述直流变换器的期望输出功率确定所述直流变换器中变压器上的期望电流值；并在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且变压器上的电流的大小到达期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开，以使所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电逆变为交流电，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制；并在控制所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管关断之后且经过移相角时间之后控制所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管关断，控制所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管导通之后且经过移相角时间之后控制所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通；

所述副边谐振电路包括：

第一端与所述变压器的第一输出端连接，第二端与所述整流电路的第一端连接的副边谐振电感，用于在所述变压器上的电流的方向变化时放电，并在所述变压器输出的电压方向不变且电能放完后储能；

第一端与所述整流电路的第二端及所述负载的第一输入端连接，第二端与第二副边谐振电容的第一端及所述变压器的第二输出端连接的第一副边谐振电容，用于在所述变压器上的电流的方向为第一方向时放电，在所述变压器上的电流的方向为第二方向时储能；

第二端与所述整流电路的第三端及所述负载的第二输入端连接的所述第二副边谐振电容，用于在所述变压器上的电流的方向为所述第一方向时储能，在所述变压器上的电流的方向为所述第二方向时放电。

2.如权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述移相全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；

所述第一开关管和所述第三开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第一输入端与所述直流电源的输出正端连接；

所述第二开关管和所述第四开关管的第二端连接并作为所述移相全桥电路的第二输入端与所述直流电源的输出负端连接；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第一输出端与所述原边谐振电路的第一端连接；

所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接并作为所述移相全桥电路的第二输出端与所述变压器的第二输入端连接；

所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接；

所述处理器的信号输出端与所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管的控制端连接，具体用于对所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管的导通与关断进行控制，以使所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电逆变为交流电，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制。

3.如权利要求2所述的直流变换器，其特征在于，所述处理器具体用于基于所述直流变换器的期望输出功率确定所述直流变换器中变压器上的期望电流值；并在所述移相全桥电路中滞后桥臂上的开关管导通之后且所述变压器上的电流的大小到达所述期望电流值时控制所述移相全桥电路中超前桥臂上相应的开关管断开，以使所述移相全桥电路对所述直流电源输出的直流电逆变为交流电，并对所述移相全桥电路输出功率的大小进行控制。

4.如权利要求2所述的直流变换器，其特征在于，还包括：

输入端与所述变压器连接，输出端与所述处理器的输入端连接的电流检测模块，用于对所述变压器上的电流进行检测；

基于所述期望电流值确定所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管和滞后桥臂上相应的开关管共同导通的时间，即共同导通时间，包括：

以所述移相全桥电路中超前桥臂上的开关管和相应的滞后桥臂上的开关管同时导通的时间为起始时间，以所述电流检测模块检测到的所述变压器上的电流到达所述期望电流值的时间为结束时间确定所述共同导通时间。

5.如权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述原边谐振电路包括：

第一端为所述原边谐振电路的第一端与所述移相全桥电路的第一输出端连接的原边谐振电容；

第一端与所述原边谐振电容的第二端连接，第二端为所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接的原边谐振电感；

所述原边谐振电容及所述原边谐振电感具体用于在所述移相全桥电路输出的电流方向变化时谐振。

6.如权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述原边谐振电路包括：

第一端为所述原边谐振电路的第一端与所述移相全桥电路的第一输出端连接，第二端为所述原边谐振电路的第二端与所述变压器的第一输入端连接的原边谐振电感，用于在所述移相全桥电路输出的电流变化方向时和所述移相全桥电路中相应的开关管的体电容谐振。

7.如权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管及第二二极管；

所述第一二极管的第一端为所述整流电路的第二端与所述负载的第一输入端连接；

所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接且连接点为所述整流电路的第一端与所述副边谐振电感的第二端连接；

所述第二二极管的第二端与为所述整流电路的第三端与所述负载的第二输入端连接；

所述整流电路用于和副边谐振电路将变压器输出的交流电整流为直流电，以为所述负载供电。

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