CN114567170A - 直流至直流转换器、双向直流至直流转换器和控制方法 - Google Patents

直流至直流转换器、双向直流至直流转换器和控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种直流至直流转换器、双向直流至直流转换器以及控制方法。该直流至直流转换器包括：变压器；第一和第二开关电路，其分别耦接至变压器的两侧之一且各自包括至少两个开关；第一电流检测模块，其耦接至变压器的一侧并且检测该侧的电流；第一转换模块，其耦接至第一电流检测模块的输出并且将从该输出接收的电流的信号转换为电压信号；第一比较模块，其耦接至第一转换模块的输出并且将从该输出接收的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第一调制信号；和第一控制器，其耦接至第一比较模块的输出，并且生成用于第二开关电路中的至少一个开关的、基于第一调制信号和第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号的第一控制信号。

Description

直流至直流转换器、双向直流至直流转换器和控制方法
技术领域
本公开内容涉及电子电路的领域，并且具体地涉及直流至直流(DC-DC)转换器。
背景技术
目前，CLLC(谐振隔离型双向DC-DC转换器)广泛用于EV(电动汽车)、充电器桩和OBC(车载充电器)应用中。图1示出了CLLC的电路拓扑。在如图1所示的电路中，例如，可以使用集成有具有p-n结特性的体二极管的CoolSiCTM MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。由于MOSFET的体二极管的功耗较高，因此会导致系统的低效率。特别地，在低输出电压条件下的满载情况下，较高的输出电流会造成更多的功耗，从而使器件的结温变得不可接受。
在图1所示的拓扑中，如果对MOSFET的栅极施加例如+15V的正偏压，则MOSFET可以通过沟道将反向电流从源极传导到漏极。这种工作模式称为同步整流(或第三象限操作)。然而，在这种拓扑中，难以达到令人满意的同步整流。
图2示出了一种现有的同步整流方案的电路图。如图2所示，次级侧整流器包括MOSFET Q5、Q6、Q7和Q8。比较器101用于检测MOSFET Q8的VDS，当MOSFET Q8的VDS接近零时，比较器101的输出电压Vu1.out的逻辑信号将变为低电平。与门102检测Vu1.out，并且将其与从另外的控制器提供给用于MOSFET Q4的驱动器105的驱动电压Vgs.Q4进行比较，然后向驱动器104输出用于MOSFET Q8的栅极的驱动电压Vgs.Q8或者向驱动器103输出用于MOSFETQ5的栅极的驱动电压Vgs.Q5。图3示出了图2所示的电路中的同步整流波形，其中，上图是PWM(脉冲宽度调制)信号的频率fs小于由L1、C2和变压器T1的寄生励磁电感组成的谐振回路的振荡频率frl时的同步整流波形，而下图是PWM频率fs大于振荡频率frl时的同步整流波形。如图3所示，当比较器101输出的Vu1.out为低电平，或者MOSFET Q4的栅极电压为低电平时，MOSFET Q8的栅极驱动电压将为低电平。当比较器101输出的Vu1.out为高电平时，并且MOSFET Q4的栅极电压也为高电平，MOSFET Q8的栅极驱动电压将为高电平。
如图2所示的DC-DC转换器通过采集副边MOSFET的VDS电压可以有效地同步副边MOSFET。然而，如图3所示，在MOSFET的体二极管导通之前VDS信号的下降沿可能发生多次振荡，这是因为DC-DC转换器拓扑中的寄生电感和变压器漏感会与MOSFET的结电容发生谐振，并且由于MOSFET的结电容通常很小，即使很小的电流也会导致结电容的高电压。因此，这个谐振的能量使得VDS信号反复过零，从而导致MOSFET的重复的关断和导通现象。此外，如果滤波器或PCB(印刷电路板)布局设计得不理想则很容易触发故障。
发明内容
在下文中给出了关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本发明的一个方面，提供了一种直流至直流转换器，包括：变压器；第一开关电路和第二开关电路，其分别耦接至变压器的两侧之一，并且各自包括至少两个开关；第一电流检测模块，其耦接至变压器的一侧并且检测该侧的电流；第一转换模块，其耦接至第一电流检测模块的输出，并且将从第一电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；第一比较模块，其耦接至第一转换模块的输出，并且将接收自第一转换模块的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第一调制信号；和第一控制器，其耦接至第一比较模块的输出，并且生成用于第二开关电路中的至少一个开关的第一控制信号，第一控制信号基于第一调制信号和第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号。
优选地，该直流至直流转换器还包括第一驱动器，其耦接至第一控制器，并且基于从第一控制器接收的第一控制信号来驱动第二开关电路中的至少一个开关。
优选地，该直流至直流转换器，还包括：第二电流检测模块，其耦接至变压器的另一侧并且检测该另一侧的电流；第二转换模块，其耦接至第二电流检测模块的输出，并且将从第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；第二比较模块，其耦接至第二转换模块的输出，并且将接收自第二转换模块的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第二调制信号；和第二控制器，其耦接至第二比较模块的输出，并且生成用于第一开关电路中的至少一个开关的第二控制信号，第二控制信号基于第二调制信号和第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号，其中，第一控制器工作时第二控制器停止工作，并且第二控制器工作时第一控制器停止工作。
优选地，该直流至直流转换器还包括第二驱动器，其耦接至第二控制器，并且基于从第二控制器接收的第二控制信号来驱动第一开关电路中的至少一个开关。
优选地，第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且第二开关电路是包括第三开关和第四开关的半桥拓扑，其中，第一开关电路耦接至变压器的另一侧，并且第二开关电路耦接至变压器的一侧。第一控制器被配置成：生成用于第三开关和第四开关中的一个的、基于第一调制信号和第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于第三开关和第四开关中的另一个的、基于第一调制信号和第二开关的驱动信号的第一控制信号。第二控制器被配置成：生成用于第一开关和第二开关中的一个的、基于第二调制信号和第三开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于第一开关和第二开关中的另一个的、基于第二调制信号和第四开关的驱动信号的第二控制信号。
优选地，第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且第二开关电路是包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关的全桥拓扑，其中，第一开关电路耦接至变压器的另一侧，并且第二开关电路耦接至变压器的一侧。第一控制器被配置成：生成用于第五和第八开关和第六和第七开关中的一对的、基于第一调制信号和第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于第五和第八开关和第六和第七开关中的另一对的、基于第一调制信号和第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号。第二控制器被配置成：生成用于所述第一和第四开关和第二和第三开关中的一对的、基于第二调制信号和所述第五开关或第八开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于第一和第四开关和第二和第三开关中的另一对的、基于第二调制信号和第六开关或第七开关的驱动信号的第二控制信号。
优选地，通过同一个电流检测模块复用来实现所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块的功能；和/或，通过同一个转换模块复用来实现所述第一转换模块和所述第二转换模块的功能；和/或，通过同一个比较模块复用来实现所述第一比较模块和所述比较模块的功能；和/或，通过同一个控制器复用来实现所述第一控制器和所述第二控制器的功能；和/或，通过同一个驱动器复用来实现所述第一驱动器和所述第二驱动器的功能。
优选地，第一比较模块在接收自第一转换模块的电压信号大于参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为第一调制信号，并且在该电压信号小于参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为第一调制信号。第二比较模块在接收自第二转换模块的电压信号大于参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为第二调制信号，并且在该电压信号小于参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为第二调制信号。
优选地，第一控制器在第一调制信号和第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第一控制信号，并且在第一调制信号和第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第一控制信号。第二控制器在第二调制信号和第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第二控制信号，并且在第二调制信号和第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第二控制信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种双向直流至直流转换器，包括：变压器；第一开关电路，其耦接至变压器的原边，并且包括至少两个开关；第二开关电路，其耦接至变压器的副边，并且包括至少两个开关；第一电流检测模块，其耦接至副边并且检测副边的电流；第二电流检测模块，其耦接至原边并且检测原边的电流；至少一个转换模块，其耦接至第一电流检测模块和第二电流检测模块中至少之一的输出，并且将从第一检测电流模块或第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；至少一个比较模块，其耦接至转换模块的输出，并且将电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成调制信号；和至少一个控制器，其耦接至比较模块的输出，并且生成用于第二开关电路中的至少一个开关的、基于调制信号和第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号，或者生成用于第一开关电路中的至少一个开关的、基于调制信号和第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种控制方法，包括：检测直流至直流转换器中的变压器的第一侧的电流；将检测到的电流的信号转换为电压信号；将电压信号与参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成调制信号；生成用于耦接到变压器的第一侧的开关电路中的至少一个开关的控制信号，该控制信号基于调制信号和耦接到变压器的第二侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和根据控制信号来控制第一侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
优选地，该控制方法还包括：检测直流至直流转换器中的变压器的第二侧的电流；将检测到的第二侧的电流的信号转换为另一个电压信号；将另一个电压信号与另一个预设定的参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成另一个调制信号；生成用于耦接到变压器的第二侧的开关电路中的至少一个开关的另一个控制信号，该另一个控制信号基于另一个调制信号和耦接到变压器的第一侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和根据另一个控制信号来控制第二侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
如前文所述，DC-DC转换器拓扑中的寄生电感和变压器漏感会与MOSFET的结电容发生谐振，并且这个谐振的能量使得VDS信号反复过零。相反，这个谐振的能量对IDS信号的影响可以忽略不计。因此，通过本发明的方案，使得能够有效地避免由于VDS信号反复过零所导致的重复的关断和导通现象，从而改进直流至直流转换器的性能。
通过以下结合附图对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
为了进一步阐述本公开内容的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本公开内容的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本公开内容的典型示例，而不应看作是对本公开内容的范围的限定。在附图中：
图1示出了使用二极管的CLLC的电路图；
图2示出了一种同步整流解决方案的电路图；
图3示出了图2所示电路中的同步整流波形；
图4示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的DC-DC转换器的框图；
图5A和图5B分别示出了根据本发明的第一实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图；
图6A和图6B分别示出了根据本发明的第二实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图；
图7A和图7B分别示出了根据本发明的第三实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图；
图8A和图8B分别示出了根据本发明的第四实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图；
图9示出了根据第四实施方式的双向DC-DC转换器的电路图；
图10示出了根据本发明的第五实施方式的双向DC-DC转换器的电路图；
图11A示出了根据本发明的另一个实施方式的DC-DC转换器的电路图；
图11B示出了根据本发明的另一个实施方式的DC-DC转换器的电路图；
图12示出了图8A所示的DC-DC转换器电路的一个实施方式的同步整流波形；
图13是图8A所示的DC-DC转换器电路的一个实施方式的同步整流波形的示波器截图；
图14是根据本发明的一个实施方式的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示范性实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施方式的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关系不大的其他细节。
下面结合图4描述根据本发明的一个实施方式的DC-DC转换器200。
如图4所示，DC-DC转换器200包括变压器201、第一开关电路202、第二开关电路203、电流检测模块204、转换模块205、比较模块206、控制器207和驱动器208。
在本实施方式中，第一开关电路202和第二开关电路203分别耦接至变压器201的原边和副边并且各自包括至少两个开关。电流检测模块204耦接至变压器201的副边并且检测副边的电流。转换模块205将从电流检测模块204接收的电流的信号转换为电压信号。比较模块206将接收自转换模块205的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成调制信号，例如PWM调制信号。控制器207生成用于第二开关电路203中的至少一个开关的控制信号，该控制信号基于调制信号和第一开关电路202中的至少一个开关的驱动信号。驱动器208基于从控制器207接收的控制信号来驱动第二开关电路203中的至少一个开关。
根据另一个实施方式，DC-DC转换器200是双向的，并且还包括电流检测模块204’、转换模块205’、比较模块206’、控制器207’和驱动器208’。它们的连接方式和功能与电流检测模块204、转换模块205、比较模块206、控制器207和驱动器208大致相同，并且在此不再赘述。
应理解，电流检测模块204和204’可以使用同一个电流检测模块、转换模块205和205’可以使用同一个转换模块、比较模块206和206’可以使用同一个比较器、控制器207和207’可以使用同一个控制器、并且驱动器208和208’可以使用同一个驱动器。
图5A和图5B分别示出了根据本发明的第一实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图。
图5A示出了用于正向的DC-DC转换的电路结构。如图5A所示，变压器T1的原边耦接有半桥拓扑的晶体管Q3和Q4，并且副边耦接有半桥拓扑的晶体管Q5和Q6。电流检测模块501耦接在变压器T1的副边，并且将检测到的副边的电流提供给电流至电压信号转换模块502。转换模块502将所转换的电压信号输出至比较器603。比较器603将电压信号与参考信号Vref相比较，并且如果电压信号大于参考信号则输出高电平的调制信号VU1.out并且如果电压信号小于参考信号则输出低电平的调制信号VU1.out。在本实施方式中，调制信号VU1.out可以例如是PWM信号。应理解，调制信号VU1.out不限于PWM信号，而是也可以是其他任何合适的信号。与门604将调制信号VU1.out与用于驱动器606的控制信号VGS.Q4进行“与”逻辑运算。也就是说，当调制信号VU1.out与控制信号VGS.Q4均为高电平时，输出高电平的控制信号VGS.Q5，而当调制信号VU1.out与控制信号VGS.Q4中的一个或两者为低电平时，输出低电平的控制信号VGS.Q5。然后，驱动器605根据接收自与门604的控制信号VGS.Q5来控制晶体管Q5的导通和关断。
应理解，在图5A中，与门604也可以将接收自用于晶体管Q3的驱动器的控制信号与来自比较器603的调制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q6的驱动器根据接收自与门604的控制信号来控制晶体管Q6的导通和关断。
还应理解，与门用来与来自比较器的调制信号进行“与”逻辑运算的控制信号来自另外的控制器(图中未示出)。在本实施方式中，控制信号VGS.Q4是由另外的控制器提供的。
图5B示出了与图5A对称的、用于反向的DC-DC转换的电路结构。与图5A相反，图5B中的电流检测模块501耦接在变压器T1的原边，并且将检测到的原边的电流提供给电流至电压信号转换模块502。与门604将接收自比较器603的调制信号VU1.out与用于驱动器605的控制信号VGS.Q6进行“与”逻辑运算。然后，驱动器606根据接收自与门604的控制信号VGS.Q3来控制晶体管Q3的导通和关断。
应理解，在图5B中，与门604也可以将接收自用于晶体管Q5的驱动器的控制信号与来自比较器603的调制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q4的驱动器根据接收自与门604的控制信号来控制晶体管Q4的导通和关断。
还应理解，可以通过将图5A的正向电路和图5B的反向电路相结合来实现双向的DC-DC转换器。
应指出，电流检测模块501可以用例如电流互感器、霍尔传感器或专用电流采样芯片等等来实现，并且转换模块502可以用例如二极管整流桥或偏置电路等等来实现。与门604还可以用例如逻辑控制芯片、MCU等等来实现。
应理解，电感L1、电容C5和C6和变压器T1的寄生励磁电感构成变压器T1原边的谐振回路，而电感L2、电容C7和C8和变压器T1的寄生励磁电感构成变压器T1副边的谐振回路。还应理解，电容C1和C4用于对输入电压进行稳压。
图6A和图6B分别示出了根据本发明的第二实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图。
图6A示出了用于正向的DC-DC转换的电路结构。图6A与图5A相似，电流检测模块601和电流至电压信号转换模块602耦接至变压器T1的副边。不同之处在于，图6A的变压器T1的副边耦接有全桥拓扑的晶体管Q5、Q6、Q7和Q8。在图6A的电路结构中，与门604将接收自比较器603的调制信号VU1.out与用于驱动器607的控制信号VGS.Q4进行“与”逻辑运算。然后，驱动器605和606根据接收自与门604的控制信号VGS.Q8来控制晶体管Q5和Q8的导通和关断。
应理解，在图6A中，与门604也可以将用于晶体管Q3的驱动器(未示出)的控制信号与来自比较器603的调制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q6和Q7的驱动器(未示出)根据接收自与门604的控制信号来控制体管Q6和Q7的导通和关断。
图6B与示出了与图6A对称的、用于反向的DC-DC转换的电路结构。在图6B中，与门604将接收自比较器603的调制信号VU1.out与用于驱动器605的控制信号VGS.Q6进行“与”逻辑运算。然后，驱动器607根据接收自与门604的控制信号VGS.Q3来控制晶体管Q3的导通和关断。
应理解，在图6B中，与门604也可以将用于晶体管Q7的驱动器的控制信号与来自比较器603的调制信号进行“与”逻辑运算，并且然后驱动器607根据接收自与门604的控制信号VGS.Q3来控制晶体管Q3的导通和关断。类似地，与门604也可以将用于晶体管Q5或Q8的驱动器(未示出)的控制信号与来自比较器603的调制信号进行“与”逻辑运算，并且然后用于晶体管Q4的驱动器(未示出)根据接收自与门604的控制信号来控制晶体管Q4的导通和关断。
还应理解，可以通过将图6A的正向电路和图6B的反向电路相结合来实现双向的DC-DC转换器。
图7A和图7B分别示出了根据本发明的第三实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图。
图7A示出了用于正向的DC-DC转换的电路结构。图7A与图5A相似，电流检测模块701和电流至电压信号转换模块702耦接至变压器T1的副边。不同之处在于，图7A的变压器T1的原边耦接有全桥拓扑的晶体管Q1、Q2、Q3和Q4。在图7A的电路结构中，与门704将接收自比较器703的调制信号VU1.out与用于驱动器706的控制信号VGS.Q4进行“与”逻辑运算。然后，驱动器705根据来自与门704控制信号VGS.Q5来控制晶体管Q5的导通和关断。
应理解，在图7A中，与门704也可以将接收自比较器703的调制信号VU1.out与用于晶体管Q1的驱动器的控制信号VGS.Q1进行“与”逻辑运算，并且然后驱动器705根据接收自与门704的控制信号来控制晶体管Q5的导通和关断。类似地，与门704也可以将接收自比较器703的调制信号与用于晶体管Q2或Q3的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算，并且然后用于晶体管Q6的驱动器(未示出)根据接收自与门704的控制信号来控制晶体管Q6的导通和关断.
图7B与示出了与图7A对称的、用于反向的DC-DC转换的电路结构。在图7B中，与门704将接收自比较器703的调制信号VU1.out与用于驱动器705的控制信号VGS.Q6进行“与”逻辑运算。然后，驱动器706和707根据接收自与门704的控制信号VGS.Q2来控制晶体管Q2和Q3的导通和关断。
应理解，在图7B中，与门704还可以将接收自比较器703的调制信号与用于晶体管Q5的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q1和Q4的驱动器(未示出)根据接收自与门704的控制信号来控制晶体管Q1和Q4的导通和关断。
还应理解，可以通过将图7A的正向电路和图7B的反向电路相结合来实现双向的DC-DC转换器。
图8A和图8B分别示出了根据本发明的第四实施方式的正、反向DC-DC转换器的电路图。
图8A示出了用于正向的DC-DC转换的电路结构。图8A与图5A相似，电流检测模块801和电流至电压信号转换模块802耦接至变压器T1的副边。不同之处在于，图8A的变压器T1的原边耦接有全桥拓扑的晶体管Q1、Q2、Q3和Q4，并且变压器的副边耦接有全桥拓扑的晶体管Q5、Q6、Q7和Q8。在图8A的电路结构中，与门804将接收自比较器803的调制信号VU1.out与用于驱动器807的控制信号VGS.Q4进行“与”逻辑运算。然后，驱动器805和806根据来自与门804控制信号VGS.Q8来控制晶体管Q5和Q8的导通和关断。
应理解，在图8A中，与门804还可以将接收自比较器803的调制信号与用于晶体管Q1的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算。然后，驱动器805和806根据来自与门804控制信号来控制晶体管Q5和Q8的导通和关断。类似地，与门804还可以将接收自比较器803的调制信号与用于晶体管Q2或Q3的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q6和Q7的驱动器(未示出)根据来自与门804控制信号来控制晶体管Q6和Q7的导通和关断。
图8B与示出了与图8A对称的、用于反向的DC-DC转换的电路结构。在图8B中，与门804将接收自比较器803的调制信号VU1.out与用于驱动器805的控制信号VGS.Q8进行“与”逻辑运算。然后，驱动器807和808根据接收自与门804的控制信号VGS.Q4来控制晶体管Q1和Q4的导通和关断。
应理解，在图8B中，与门804还可以将接收自比较器803的调制信号与用于晶体管Q5的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算。然后，驱动器807和808根据来自与门804控制信号来控制晶体管Q1和Q4的导通和关断。类似地，与门804还可以将接收自比较器803的调制信号与用于晶体管Q6或Q7的驱动器(未示出)的控制信号进行“与”逻辑运算。然后，用于晶体管Q2和Q3的驱动器(未示出)根据来自与门804控制信号来控制晶体管Q2和Q3的导通和关断。
还应理解，可以通过将图8A的正向电路和图8B的反向电路相结合来实现双向的DC-DC转换器。
图9示出了这样的双向DC-DC转换器。如图9所示，变压器T1的原边和副边分别耦接有电流检测模块901和902、转换模块903和904、比较器905和906、与门907和908以及驱动器909、910、911和912。虽然图9中未示出，但是应理解，晶体管Q2、Q3、Q6和Q7也连接到各自的驱动器。
应理解，图9中的参考电压信号Vref1和Vref2可以取相同的值，也可以根据需要取不同的值。
还应理解，图9中的变压器T1两侧的两个开关电路也可以实现均为半桥拓扑，或者一个为半桥拓扑而另一个为全桥拓扑。
图10示出了根据本发明的第五实施方式的双向DC-DC转换器的电路图。如图10所示，电流检测模块111和112分别耦接至变压器T1的原边和副边。与图9所示的双向DC-DC转换器不同的是，图10所示的双向DC-DC转换器包括一个转换模块113、一个比较器114、一个与门115和一个驱动器116，并且驱动器116能够分别由与门115和另一个控制器(图中未示出)来控制，并且分别向与其耦接的晶体管Q1至Q8提供相应的驱动信号。
如图10所示，在正向转换的情况下，转换模块113将接收自电流检测模块112的电流信号转换为电压信号。比较器114将该电压信号与参考信号相比较并且输出调制信号VU.out。与门115将接收自比较器114的调制信号VU.out与来自另一个控制器(图中未示出)的用于晶体管Q1至Q4中的一个的控制信号进行“与”逻辑运算，并且输出用于晶体管Q5至Q8中的与晶体管Q1至Q4中的一个相对应的一对晶体管的控制信号。然后，驱动器116根据接收自与门115的控制信号来控制相应晶体管的导通和关断。
在反向转换的情况下，转换模块113将接收自电流检测模块111的电流信号转换为电压信号。比较器114将该电压信号与参考信号相比较并且输出调制信号VU.out。与门115将接收自比较器114的调制信号VU.out与来自另一个控制器(图中未示出)的用于晶体管Q5至Q8中的一个的控制信号进行“与”逻辑运算，并且输出用于晶体管Q1至Q4中的与晶体管Q5至Q8中的一个相对应的一对晶体管的控制信号。然后，驱动器116根据接收自与门115的控制信号来控制相应晶体管对的导通和关断。
如上文所述，电流检测可以通过使用例如电流互感器、霍尔传感器或专用电流采样芯片等等来实现，并且电流至电压信号转换可以通过使用例如二极管整流桥或偏置电路等等来实现。图11A和图11B分别示出了根据不同实施方式的DC-DC转换器。如图11A所示，电流检测模块121是通过电流互感器CT1来实现的，并且电流至电压信号转换模块122是通过二极管整流桥D3来实现的。如图11B所示，电流检测模块121是通过专用电流采样芯片IC来实现的，并且电流至电压信号转换模块122是通过由电阻器R1、R2和R3构成的偏置电路来实现的。另外，图11A和图11B中的驱动器123、124和125与图8A中的驱动器805、806和807相同，并且在此不再赘述。
图12示出了图8A所示的DC-DC转换器电路的一个实施方式的同步整流波形，其中，上图是PWM信号的频率fs小于由L1、C2和变压器T1的寄生励磁电感组成的谐振回路的振荡频率frl时的同步整流波形，而下图是PWM信号的频率fs大于振荡频率frl时的同步整流波形。如图12所示，图8A中的晶体管Q5和Q8的导通或关断(即VGS.Q5/VGS.Q8为高电平或低电平)可以通过对VGS.Q1或VGS.Q4与从IDS.Q5/IDS.Q8转换的电压信号进行“与”逻辑运算来实现。
图13是图8A所示的DC-DC转换器电路的一个实施方式的晶体管Q4和Q8以及比较器803的输出的同步整流波形的示波器截图。图13中可以看出，变压器T1副边的晶体管Q8的开关波形与比较器803的输出的波形基本一致，同时也与原边晶体管Q4开关同步。因此，根据本发明的实施方式的DC-DC转换器，使得有效地避免由于变压器的副边MOSFET的VDS信号反复过零所导致的重复的关断和导通现象，从而改进直流至直流转换器的性能。
应指出，虽然在附图中将晶体管显示为MOSFET，但是本发明不限于此，而是可以使用能够实现相同功能的任何其他类型的晶体管，例如但不限于场效应晶体管(FET)、结型场效应晶体管(JFET)、双栅极MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)，等等。MOSFET的示例可以包括但不限于P型金属氧化物半导体(PMOS)、N型金属氧化物半导体(NMOS)、双扩散金属氧化物半导体(DMOS)或任何其他类型的MOSFET。
图14是根据本发明的实施方式的控制方法400的流程图。应指出，图14的方法400可以利用根据本发明的实施方式的双向DC-DC转换器来实现。下面结合图9的双向DC-DC转换器来描述图14的控制方法400。
首先，在步骤401中，检测双向DC-DC转换器中的变压器的一侧的电流。具体地，可以使用图9中的电流检测模块901来检测变压器T1原边的电流，或者使用图9中的电流检测模块902来检测变压器T1副边的电流。
接着，在步骤402中，将检测到的电流的信号转换为电压信号。具体地，可以使用图9中的转换模块903或904将接收自电流检测模块901或902的电流的信号转换为电压信号。
接着，在步骤403中，将所转换的电压信号与参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成调制信号。具体地，可以使用图9中的比较器905或906将接收自转换模块903或904的电压信号与参考电压信号Vref1或Vref2相比较，并且在电压信号大于参考信号的情况下生成高电平的PWM信号，并且在电压信号小于参考信号的情况下生成低电平的PWM信号。
接着，在步骤404中，生成用于耦接到变压器的一侧的开关电路中的至少一个开关的控制信号。具体地，可以使用图9中的与门907或908通过对PWM信号和用于副边或原边开关电路中的对应晶体管的控制信号进行“与”逻辑运算，来生成用于变压器T1的原边或副边开关电路中的对应开关的控制信号。
最后，在步骤405中，根据控制信号来控制变压器的一侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。具体地，可以使用图9中的驱动器909、910、911、912来基于接收自与门907或908的控制信号控制晶体管Q1、Q4、Q5或Q8的导通或关断。
应指出，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。此外，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。
还应指出，在所描述的实施方式中，元件之间的任何直接电连接或耦接，即没有中间元件的连接或耦接可以由间接连接或耦接代替，即包括一个或更多个附加的中间元件的连接或耦接，反之亦然，只要基本保持连接或耦接的一般目的，例如提供某种信号、某种信息或某种控制。换言之，只要连接或耦接的一般目的和功能基本保持不变，就可以修改连接和耦接。
至少一些实施方式由下面给出的示例来限定。
示例1.一种直流至直流转换器，包括：
变压器；
第一开关电路和第二开关电路，其分别耦接至所述变压器的两侧之一，并且各自包括至少两个开关；
第一电流检测模块，其耦接至所述变压器的一侧并且检测该侧的电流；
第一转换模块，其耦接至所述第一电流检测模块的输出，并且将从所述第一电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
第一比较模块，其耦接至所述第一转换模块的输出，并且将接收自所述第一转换模块的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第一调制信号；和
第一控制器，其耦接至所述第一比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的第一控制信号，所述第一控制信号基于所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号。
示例2.根据示例1所述的直流至直流转换器，还包括第一驱动器，所述第一驱动器耦接至所述第一控制器，并且基于从所述第一控制器接收的第一控制信号来驱动所述第二开关电路中的至少一个开关。
示例3.根据示例1或2所述的直流至直流转换器，其中，所述驱动信号基于由另外的控制器提供的控制信号来产生，以驱动所述第一开关电路中的至少一个开关。
示例4.根据示例1至3中任一项所述的直流至直流转换器，还包括分别耦接至所述变压器的两侧的第一谐振电路和第二谐振电路。
示例5.根据示例1至4中任一项所述的直流至直流转换器，还包括：
第二电流检测模块，其耦接至所述变压器的另一侧并且检测该另一侧的电流；
第二转换模块，其耦接至所述第二电流检测模块的输出，并且将从所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
第二比较模块，其耦接至所述第二转换模块的输出，并且将接收自所述第二转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第二调制信号；和
第二控制器，其耦接至所述第二比较模块的输出，并且生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的第二控制信号，所述第二控制信号基于所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号，
其中，所述第一控制器工作时所述第二控制器停止工作，并且所述第二控制器工作时所述第一控制器停止工作。
示例6.根据示例1至5中任一项所述的直流至直流转换器，还包括第二驱动器，所述第二驱动器耦接至所述第二控制器，并且基于从所述第二控制器接收的第二控制信号来驱动所述第一开关电路中的至少一个开关。
示例7.根据示例1至6中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关和第四开关的半桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三开关和所述第四开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三开关和所述第四开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号，
并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关的驱动信号的第二控制信号。
示例8.根据示例1至7中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关、第四开关、第五开关和第六开关的全桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三和第六开关和所述第四和第五开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三和第六开关和所述第四和第五开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号，并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关或第六开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关或第五开关的驱动信号的第二控制信号。
示例9.根据示例1至8中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关和第六开关的半桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五开关和所述第六开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五开关和所述第六开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号，并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关的驱动信号的第二控制信号。
示例10.根据示例1至9中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关的全桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号，
并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关或第八开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关或第七开关的驱动信号的第二控制信号。
示例11.根据示例1至10中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，通过同一个电流检测模块复用来实现所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块的功能；和/或
其中，通过同一个转换模块复用来实现所述第一转换模块和所述第二转换模块的功能；和/或
其中，通过同一个比较模块复用来实现所述第一比较模块和所述比较模块的功能；和/或
其中，通过同一个控制器复用来实现所述第一控制器和所述第二控制器的功能；和/或
其中，通过同一个驱动器复用来实现所述第一驱动器和所述第二驱动器的功能。
示例12.根据示例1至11中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一比较模块在接收自所述第一转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号，并且在该电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号；以及
其中，所述第二比较模块在接收自所述第二转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号，并且在该电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号。
示例13.根据示例1至12中任一项所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一控制器在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第一控制信号，并且在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第二控制信号，并且在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第二控制信号。
示例14.根据示例1至13中任一项所述的直流至直流转换器，其中，所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块包括电流互感器、霍尔传感器或专用电流采样芯片。
示例15.根据示例1至14中任一项所述的直流至直流转换器，其中，所述第一转换模块和所述第二转换模块包括二极管整流桥或偏置电路。
示例16.根据示例1至15中任一项所述的直流至直流转换器，其中，所述第一比较模块和所述第二比较模块包括比较器。
示例17.根据示例1至16中任一项所述的直流至直流转换器，其中，所述第一控制器和所述第二控制器包括与门或微控制单元。
示例18.一种双向直流至直流转换器，包括：
变压器；
第一开关电路，其耦接至所述变压器的原边，并且包括至少两个开关；
第二开关电路，其耦接至所述变压器的副边，并且包括至少两个开关；
第一电流检测模块，其耦接至所述副边，并且检测所述副边的电流；
第二电流检测模块，其耦接至所述原边，并且检测所述原边的电流；
至少一个转换模块，其耦接至所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块中至少之一的输出，并且将从所述第一检测电流模块或所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
至少一个比较模块，其耦接至所述转换模块的输出，并且将所述电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成调制信号；和
至少一个控制器，其耦接至所述比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的、基于所述调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号，或者生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的、基于所述调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号。
示例19.根据示例18所述的双向直流至直流转换器，还包括至少一个驱动器，所述至少一个驱动器耦接至所述控制器，并且基于从所述控制器接收的控制信号来驱动所述第一开关电路或所述第二开关电路中的至少一个开关。
示例20.根据示例18或19所述的双向直流至直流转换器，其中，所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号基于由另外的控制器提供的控制信号来产生，以分别驱动所述第一开关电路中的至少一个开关和所述第二开关电路中的至少一个开关。
示例21.根据示例18至20中任一项所述的双向直流至直流转换器，还包括分别耦接至所述原边和所述副边的第一谐振电路和第二谐振电路。
示例22.根据示例18至21中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述至少一个转换模块包括第一转换模块和第二转换模块，所述第一转换模块耦接至所述第一电流检测模块的输出并且将从所述第一电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号，并且所述第二转换模块耦接至所述第二电流检测模块的输出并且将从所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
其中，所述至少一个比较模块包括第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块耦接至所述第一转换模块的输出，并且将接收自所述第一转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较并且基于比较结果生成第一调制信号，以及其中，所述第二比较模块耦接至所述第二转换模块的输出，并且将接收自所述第二转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较并且基于比较结果生成第二调制信号；和
其中，所述至少一个控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器耦接至所述第一比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的第一控制信号，所述第一控制信号基于所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号，并且所述第二控制器耦接至所述第二比较模块的输出，并且生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的第二控制信号，所述第二控制信号基于所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号，
其中，所述第一控制器工作时所述第二控制器停止工作，并且所述第二控制器工作时所述第一控制器停止工作。
示例23.根据示例18至22中任一项所述的双向直流至直流转换器，其中，所述至少一个驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器耦接至所述第一控制器并且基于从所述第一控制器接收的第一控制信号来驱动所述第二开关电路中的至少一个开关，并且所述第二驱动器耦接至所述第二控制器，并且基于从所述第二控制器接收的第二控制信号来驱动所述第一开关电路中的至少一个开关。
示例24.根据示例18至23中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关和第四开关的半桥拓扑；
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三开关和所述第四开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三开关和所述第四开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关的驱动信号的第二控制信号。
示例25.根据示例18至24中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关、第四开关、第五开关和第六开关的全桥拓扑；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三和第六开关和所述第四和第五开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三和第六开关和所述第四和第五开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号，并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关或第六开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关或第五开关的驱动信号的第二控制信号。
示例26.根据示例18至25中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关和第六开关的半桥拓扑；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五开关和所述第六开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五开关和所述第六开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号，并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关的驱动信号的第二控制信号。
示例27.根据示例18至26中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关的全桥拓扑；
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关或第八开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关或第七开关的驱动信号的第二控制信号。
示例28.根据示例18至27中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一比较模块在接收自所述第一转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号，并且在接收自所述第一转换模块的电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号；以及
其中，所述第二比较模块在接收自所述第二转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号，并且在接收自所述第二转换模块的电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号。
示例29.根据示例18至28中任一项所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一控制器在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第一控制信号，并且在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第二控制信号，并且在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第二控制信号。
示例30.根据示例18至29中任一项所述的双向直流至直流转换器，其中，所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块包括电流互感器、霍尔传感器或专用电流采样芯片。
示例31.根据示例18至30中任一项所述的双向直流至直流转换器，其中，所述第一转换模块和所述第二转换模块包括二极管整流桥或偏置电路。
示例32.根据示例18至31中任一项所述的双向直流至直流转换器，其中，所述第一比较模块所述第二比较模块包括比较器。
示例33.根据示例18至32中任一项所述的双向直流至直流转换器，其中，所述第一制器和所述第二控制器包括与门或微控制单元。
示例34.一种控制方法，包括：
检测直流至直流转换器中的变压器的第一侧的电流；
将检测到的电流的信号转换为电压信号；
将所述电压信号与参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成调制信号；
生成用于耦接到所述变压器的所述第一侧的开关电路中的至少一个开关的控制信号，所述控制信号基于所述调制信号和耦接到所述变压器的第二侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和
根据所述控制信号来控制所述第一侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
示例35.根据示例34所述的控制方法，其中，在所述电压信号大于所述参考电压信号的情况下生成高电平的脉冲宽度调制信号作为所述调制信号，并且在所述电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述调制信号。
示例36.根据示例34或35所述的控制方法，其中，在所述调制信号和所述驱动信号均为高电平的情况下生成高电平的控制信号，并且在所述调制信号和所述驱动信号中的一个为低电平的情况下生成低电平的控制信号。
示例37.根据示例34至36中任一项所述的控制方法，进一步包括：
检测直流至直流转换器中的变压器的第二侧的电流；
将检测到的第二侧的电流的信号转换为另一个电压信号；
将所述另一个电压信号与另一个预设定的参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成另一个调制信号；
生成用于耦接到所述变压器的所述第二侧的开关电路中的至少一个开关的另一个控制信号，所述另一个控制信号基于所述另一个调制信号和耦接到所述变压器的第一侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和
根据所述另一个控制信号来控制所述第二侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施方式，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是被配置为说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式做出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (21)

1.一种直流至直流转换器，包括：
变压器；
第一开关电路和第二开关电路，其分别耦接至所述变压器的两侧之一，并且各自包括至少两个开关；
第一电流检测模块，其耦接至所述变压器的一侧并且检测该侧的电流；
第一转换模块，其耦接至所述第一电流检测模块的输出，并且将从所述第一电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
第一比较模块，其耦接至所述第一转换模块的输出，并且将接收自所述第一转换模块的电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第一调制信号；和
第一控制器，其耦接至所述第一比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的第一控制信号，所述第一控制信号基于所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的直流至直流转换器，还包括第一驱动器，所述第一驱动器耦接至所述第一控制器，并且基于从所述第一控制器接收的第一控制信号来驱动所述第二开关电路中的至少一个开关。
3.根据权利要求1或2所述的直流至直流转换器，还包括：
第二电流检测模块，其耦接至所述变压器的另一侧并且检测该另一侧的电流；
第二转换模块，其耦接至所述第二电流检测模块的输出，并且将从所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
第二比较模块，其耦接至所述第二转换模块的输出，并且将接收自所述第二转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成第二调制信号；和
第二控制器，其耦接至所述第二比较模块的输出，并且生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的第二控制信号，所述第二控制信号基于所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号，
其中，所述第一控制器工作时所述第二控制器停止工作，并且所述第二控制器工作时所述第一控制器停止工作。
4.根据权利要求3所述的直流至直流转换器，还包括第二驱动器，所述第二驱动器耦接至所述第二控制器，并且基于从所述第二控制器接收的第二控制信号来驱动所述第一开关电路中的至少一个开关。
5.根据权利要求3所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关和第四开关的半桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三开关和所述第四开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三开关和所述第四开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号，
并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关的驱动信号的第二控制信号。
6.根据权利要求3所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关的全桥拓扑；
其中，所述第一开关电路耦接至所述变压器的另一侧，并且所述第二开关电路耦接至所述变压器的一侧；以及
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号，
并且，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关或第八开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关或第七开关的驱动信号的第二控制信号。
7.根据权利要求4所述的直流至直流转换器，
其中，通过同一个电流检测模块复用来实现所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块的功能；和/或
其中，通过同一个转换模块复用来实现所述第一转换模块和所述第二转换模块的功能；和/或
其中，通过同一个比较模块复用来实现所述第一比较模块和所述比较模块的功能；和/或
其中，通过同一个控制器复用来实现所述第一控制器和所述第二控制器的功能；和/或
其中，通过同一个驱动器复用来实现所述第一驱动器和所述第二驱动器的功能。
8.根据权利要求3所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一比较模块在接收自所述第一转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号，并且在该电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号；以及
其中，所述第二比较模块在接收自所述第二转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号，并且在该电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号。
9.根据权利要求3所述的直流至直流转换器，
其中，所述第一控制器在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第一控制信号，并且在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第二控制信号，并且在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第二控制信号。
10.一种双向直流至直流转换器，包括：
变压器；
第一开关电路，其耦接至所述变压器的原边，并且包括至少两个开关；
第二开关电路，其耦接至所述变压器的副边，并且包括至少两个开关；
第一电流检测模块，其耦接至所述副边，并且检测所述副边的电流；
第二电流检测模块，其耦接至所述原边，并且检测所述原边的电流；
至少一个转换模块，其耦接至所述第一电流检测模块和所述第二电流检测模块中至少之一的输出，并且将从所述第一检测电流模块或所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
至少一个比较模块，其耦接至所述转换模块的输出，并且将所述电压信号与参考电压信号进行比较，并且基于比较结果生成调制信号；和
至少一个控制器，其耦接至所述比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的、基于所述调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号，或者生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的、基于所述调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号的控制信号。
11.根据权利要求10所述的双向直流至直流转换器，还包括至少一个驱动器，所述至少一个驱动器耦接至所述控制器，并且基于从所述控制器接收的控制信号来驱动所述第一开关电路或所述第二开关电路中的至少一个开关。
12.根据权利要求10或11所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述至少一个转换模块包括第一转换模块和第二转换模块，所述第一转换模块耦接至所述第一电流检测模块的输出并且将从所述第一电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号，并且所述第二转换模块耦接至所述第二电流检测模块的输出并且将从所述第二电流检测模块接收的电流的信号转换为电压信号；
其中，所述至少一个比较模块包括第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块耦接至所述第一转换模块的输出，并且将接收自所述第一转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较并且基于比较结果生成第一调制信号，以及其中，所述第二比较模块耦接至所述第二转换模块的输出，并且将接收自所述第二转换模块的电压信号与所述参考电压信号进行比较并且基于比较结果生成第二调制信号；和
其中，所述至少一个控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器耦接至所述第一比较模块的输出，并且生成用于所述第二开关电路中的至少一个开关的第一控制信号，所述第一控制信号基于所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号，并且所述第二控制器耦接至所述第二比较模块的输出，并且生成用于所述第一开关电路中的至少一个开关的第二控制信号，所述第二控制信号基于所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号，
其中，所述第一控制器工作时所述第二控制器停止工作，并且所述第二控制器工作时所述第一控制器停止工作。
13.根据权利要求12所述的双向直流至直流转换器，其中，所述至少一个驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器耦接至所述第一控制器并且基于从所述第一控制器接收的第一控制信号来驱动所述第二开关电路中的至少一个开关，并且所述第二驱动器耦接至所述第二控制器，并且基于从所述第二控制器接收的第二控制信号来驱动所述第一开关电路中的至少一个开关。
14.根据权利要求12所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关和第二开关的半桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第三开关和第四开关的半桥拓扑；
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第三开关和所述第四开关中的一个的、基于所述第一调制信号和所述第一开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第三开关和所述第四开关中的另一个的、基于所述第一调制信号和所述第二开关的驱动信号的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一开关和所述第二开关中的一个的、基于所述第二调制信号和所述第三开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一开关和所述第二开关中的另一个的、基于所述第二调制信号和所述第四开关的驱动信号的第二控制信号。
15.根据权利要求12所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一开关电路是包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的全桥拓扑，并且所述第二开关电路是包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关的全桥拓扑；
其中，所述第一控制器被配置成：
生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的一对的、基于所述第一调制信号和所述第一开关或第四开关的驱动信号的第一控制信号，并且生成用于所述第五和第八开关和所述第六和第七开关中的另一对的、基于所述第一调制信号和所述第二开关或第三开关的驱动信号的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器被配置成：
生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的一对的、基于所述第二调制信号和所述第五开关或第八开关的驱动信号的第二控制信号，并且生成用于所述第一和第四开关和所述第二和第三开关中的另一对的、基于所述第二调制信号和所述第六开关或第七开关的驱动信号的第二控制信号。
16.根据权利要求12所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一比较模块在接收自所述第一转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号，并且在接收自所述第一转换模块的电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第一调制信号；以及
其中，所述第二比较模块在接收自所述第二转换模块的电压信号大于所述参考电压信号的情况下输出高电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号，并且在接收自所述第二转换模块的电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述第二调制信号。
17.根据权利要求12所述的双向直流至直流转换器，
其中，所述第一控制器在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第一控制信号，并且在所述第一调制信号和所述第一开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第一控制信号；以及
其中，所述第二控制器在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号均为高电平的情况下，输出高电平的第二控制信号，并且在所述第二调制信号和所述第二开关电路中的至少一个开关的驱动信号中的一个为低电平的情况下，输出低电平的第二控制信号。
18.一种控制方法，包括：
检测直流至直流转换器中的变压器的第一侧的电流；
将检测到的电流的信号转换为电压信号；
将所述电压信号与参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成调制信号；
生成用于耦接到所述变压器的所述第一侧的开关电路中的至少一个开关的控制信号，所述控制信号基于所述调制信号和耦接到所述变压器的第二侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和
根据所述控制信号来控制所述第一侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其中，在所述电压信号大于所述参考电压信号的情况下生成高电平的脉冲宽度调制信号作为所述调制信号，并且在所述电压信号小于所述参考电压信号的情况下输出低电平的脉冲宽度调制信号作为所述调制信号。
20.根据权利要求18所述的控制方法，其中，在所述调制信号和所述驱动信号均为高电平的情况下生成高电平的控制信号，并且在所述调制信号和所述驱动信号中的一个为低电平的情况下生成低电平的控制信号。
21.根据权利要求18所述的控制方法，进一步包括：
检测直流至直流转换器中的变压器的第二侧的电流；
将检测到的第二侧的电流的信号转换为另一个电压信号；
将所述另一个电压信号与另一个预设定的参考电压信号相比较，并且基于比较结果生成另一个调制信号；
生成用于耦接到所述变压器的所述第二侧的开关电路中的至少一个开关的另一个控制信号，所述另一个控制信号基于所述另一个调制信号和耦接到所述变压器的第一侧的开关电路中的至少一个开关的驱动信号；和
根据所述另一个控制信号来控制所述第二侧的开关电路中的至少一个开关的导通或关断。
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