CN220964654U - 功率转换电路与车载电源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功率转换电路与车载电源。功率转换电路包括控制器、第一转换支路与第二转换支路。第一转换支路用于输入交流电源。第一转换支路与控制器连接。第一转换支路受控于控制器而将交流电源转换为第一直流电源。其中，第一转换支路包括变压器。第二转换支路与控制器连接。第二转换支路包括第一绕组，第一绕组耦合至变压器的磁芯，以使第一转换支路中的第一部分元件与第二转换支路的组合受控于控制器而将第一直流电源转换为第二直流电源。其中，第一部分元件包括变压器与多个开关管。通过上述方式，能够减少器件，减小体积并降低成本。

Description

功率转换电路与车载电源

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种功率转换电路与车载电源。

背景技术

目前，二合一车载电源通常包括OBC(车载充电机)与DCDC(直流转换器)。其中，OBC作为连接充电桩和新能源汽车的关键部件，将交流电转换为动力电池所需的高压直流电，为新能源汽车从根源上提供动力。DCDC将动力电池的高压直流电转换为低压直流电，为低压车载设备提供能量，是新能源汽车智能化的保障。

然而，在传统的二合一车载电源中，需要通过多级(包括非隔离的功率因素转换电路与隔离的直流转直流电路)功率转换，导致产品的器件数量较多，体积较大且成本较高。

实用新型内容

本申请旨在提供一种功率转换电路与车载电源，能够减少器件，减小体积并降低成本。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种功率转换电路，包括：控制器；第一转换支路，第一转换支路用于输入交流电源，且第一转换支路与控制器连接，第一转换支路受控于控制器而将交流电源转换为第一直流电源，其中，第一转换支路包括变压器；第二转换支路，第二转换支路与控制器连接，第二转换支路包括第一绕组，第一绕组耦合至变压器的磁芯，以使第一转换支路中的第一部分元件与第二转换支路的组合受控于控制器而将第一直流电源转换为第二直流电源；其中，第一部分元件包括变压器与多个开关管。

在一种可选的方式中，第一转换支路包括滤波子支路与电源转换子支路；

滤波子支路与交流电源连接，滤波子支路用于对交流电源滤波；

电源转换子支路分别与滤波子支路及控制器连接，电源转换子支路用于受控于控制器而对滤波子支路输出的电源进行电源转换与整流，并实现功率因数校正，以输出第一直流电源；其中，电源转换子支路包括第一部分元件。

在一种可选的方式中，滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容，或者，滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容；

第一电容的第一端分别与交流电源的第一端及第一电感的第一端连接，第一电容的第二端与交流电源的第二端连接；

在滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容时，第一电感的第二端分别与第二电容的第一端及电源转换子支路连接，第二电容的第二端与交流电源的第二端连接；

在滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容时，第一电感的第二端分别与第三电容的第一端及电源转换子支路连接，第三电容的第二端分别与第四电容的第一端及电源转换子支路连接，第四电容的第二端与交流电源的第二端连接。

在一种可选的方式中，电源转换子支路包括变压器、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管与第八开关管；

变压器包括耦合于磁芯的第二绕组与第三绕组；

第一开关管的第三端与第一电感的第二端连接，第一开关管的第二端与第二开关管的第三端连接，第二开关管的第二端分别与第二电感的第一端及第三开关管的第三端连接，第三开关管的第二端与第四开关管的第三端连接，第四开关管的第二端与交流电源的第二端连接，第二电感的第二端与第二绕组的第一端连接，第三绕组的第一端分别与第五开关管的第二端及第六开关管的第三端连接，第五开关管的第三端与第七开关管的第三端连接，第三绕组的第二端分别与第七开关管的第二端及第八开关管的第三端连接，第八开关管的第二端与第六开关管的第二端连接，第一开关管的第一端、第二开关管的第一端、第三开关管的第一端、第四开关管的第一端、第五开关管的第一端、第六开关管的第一端、第七开关管的第一端及第八开关管的第一端均与控制器连接；

在滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容时，第二绕组的第二端与第三电容的第二端连接；

在滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容时，电源转换子支路还包括第九开关管、第十开关管、第十一开关管与第十二开关管；

第九开关管的第三端与第一开关管的第三端连接，第九开关管的第二端与第十开关管的第二端连接，第十开关管的第三端分别与第二绕组的第二端及第十一开关管的第三端连接，第十一开关管的第二端与第十二开关管的第二端连接，第十二开关管的第三端与交流电源的第二端连接；

其中，第一部分元件包括第五开关管、第六开关管、第七开关管与第八开关管。

在一种可选的方式中，第一转换支路还包括第五电容；

第五电容的第一端与第七开关管的第三端连接，第五电容的第二端与第八开关管的第二端连接。

在一种可选的方式中，第二转换支路还包括整流子支路与降压子支路，或者，第二转换支路还包括第四绕组、整流子支路与降压子支路；

整流子支路与降压子支路均与控制器连接，且用于接收控制器输出的控制数据，并根据控制数据将第一直流电源转换为第二直流电源；

其中，在第二转换支路还包括整流子支路与降压子支路时，整流子支路与第一绕组连接，整流子支路用于根据控制数据将第一绕组输出的电源整流；

在第二转换支路还包括第四绕组、整流子支路与降压子支路时，整流子支路分别与第一绕组及第四绕组连接，整流子支路用于根据控制数据将第一绕组或第四绕组输出的电源整流；

降压子支路与整流子支路连接，降压子支路用于将整流子支路输出的电源降压，并输出第二直流电源。

在一种可选的方式中，整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管，或者，整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管；

其中，在整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，第二转换支路还包括第四绕组；

第四绕组耦合至磁芯，第四绕组的第一端分别与第一绕组的第一端及降压子支路连接，第四绕组的第二端与第十三开关管的第三端连接，第十三开关管的第二端及第十四开关管的第二端均接地，第一绕组的第二端与第十四开关管的第三端连接，第十三开关管的第一端及第十四开关管的第一端均与控制器连接；

第十五开关管的第三端分别与第十七开关管的第三端及降压子支路连接，第十五开关管的第二端分别与第一绕组的第一端及第十六开关管的第三端连接，第十七开关管的第二端分别与第一绕组的第二端及第十八开关管的第三端连接，第十六开关管的第二端与第十八开关管的第二端连接，第十五开关管的第一端、第十六开关管的第一端、第十七开关管的第一端及第十八开关管的第一端均与控制器连接。

在一种可选的方式中，降压子支路包括第十九开关管与第三电感；

第十九开关管的第一端与控制器连接，第十九开关管的第二端与第三电感的第一端连接，第三电感的第二端用于输出第二直流电源；

在整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，第十九开关管的第三端与第一绕组的第一端连接；

在整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管时，第十九开关管的第三端与第十五开关管的第三端连接。

在一种可选的方式中，第二转换支路还包括第六电容、第七电容与第二十开关管；

第六电容的第一端与第十九开关管的第三端连接，第二十开关管的第三端与第十九开关管的第二端连接，第七电容的第一端与第三电感的第二端连接，第二十开关管的第一端与控制器连接；

在整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，第六电容的第二端、第二十开关管的第二端及第七电容的第二端均接地；

在整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管时，第六电容的第二端、第二十开关管的第二端及第七电容的第二端均与第十八开关管的第二端连接。

在一种可选的方式中，第二转换支路还包括第二十一开关管、第二十二开关管、第四电感、第五电感与第八电容；

第二十一开关管分别与第一绕组、第四电感及控制器连接，第二十二开关管分别与第一绕组、第五电感及控制器连接；

第二十一开关管与第四电感的组合，以及第二十二开关管与第五电感的组合均用于接收控制器输出的控制数据，并分别根据控制数据将第一绕组输出的电源整流与降压，以将第一直流电源转换为第二直流电源。

在一种可选的方式中，第二十一开关管的第一端及第二十二开关管的第一端均与控制器连接，第二十一开关管的第三端分别与第一绕组的第二端及第四电感的第一端连接，第二十一开关管的第二端分别与第二十二开关管的第二端及第八电容的第二端连接，第二十二开关管的第三端分别与第一绕组的第一端及第五电感的第一端连接，第五电感的第二端及第四电感的第二端均与第八电容的第一端连接。

第二方面，本申请提供一种车载电源，包括如上所述的功率转换电路。

本申请的有益效果是：本申请提供的功率转换电路包括控制器、第一转换支路与第二转换支路。其中，第一转换支路受控于控制器而将交流电源转换为第一直流电源。其中，第一转换支路包括变压器。第二转换支路包括第一绕组，第一绕组耦合至变压器的磁芯，以使第一转换支路中的第一部分元件与第二转换支路的组合受控于控制器而将第一直流电源转换为第二直流电源。其中，第一部分元件包括变压器与多个开关管。由此可见，通过上述方式，只存在一级功率转换就能够实现将交流电源转换为第一直流电流，并将第一直流电源转换为第二直流电源，进而能够实现第一部分元件的复用。换言之，相对于相关技术而言，能够减少第一部分元件的重复使用，有利于减小体积并降低成本。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例一提供的功率转换电路的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的功率转换电路的结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的功率转换电路的结构示意图；

图4为与图3所示的结构对应的电路结构的示意图一；

图5为与图3所示的结构对应的电路结构的示意图二；

图6为本申请实施例四提供的功率转换电路的结构示意图；

图7为与图6所示的结构对应的电路结构的示意图一；

图8为与图6所示的结构对应的电路结构的示意图二；

图9为与图2所示的结构对应的电路结构的示意图一；

图10为与图2所示的结构对应的电路结构的示意图二。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的功率转换电路100的结构示意图。如图1所示，功率转换电路100包括第一转换支路10、第二转换支路20与控制器30。其中，第一转换支路10及第二转换支路20均与控制器30连接。其中，第一转换支路10包括变压器T1。第二转换支路20包括第一绕组L1。

具体地，第一转换支路10用于输入交流电源VAC。第一转换支路10受控于控制器30而将交流电源VAC转换为第一直流电源VDC1。第二转换支路20中的第一绕组L1耦合至变压器T1的磁芯，以使第一转换支路10中的第一部分元件与第二转换支路20的组合受控于控制器30而将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。其中，第一部分元件包括变压器T1与多个开关管。可见，在该实施例中，一方面，能够实现将交流电源VAC转换为第一直流电流VDC1；另一方面，通过将第一绕组L1耦合至变压器T1的磁芯，可利用第一部分元件与第二转换支路20的组合将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。通过上述过程，即实现了通过一级功率转换将交流电源VAC转换为第一直流电流VDC1，并将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2的过程。同时，还实现了第一转换支路10中的第一部分元件的复用，即第一部分元件既在将交流电源VAC转换为第一直流电流VDC1的过程中起作用，也在将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2的过程中起作用。那么，相对于相关技术而言，就能够减少第一部分元件的重复使用，从而有利于减小体积并降低成本。

在一实施例中，如图2所示，第一转换支路10包括滤波子支路11与电源转换子支路12。其中，滤波子支路11与交流电源VAC连接。电源转换子支路12分别与滤波子支路11及控制器30连接。其中，电源转换子支路12包括第一部分元件。

具体地，滤波子支路11用于对交流电源VAC滤波。电源转换子支路12用于受控于控制器30而对滤波子支路11输出的电源进行电源转换与整流，并实现功率因数校正，以输出第一直流电源VDC1。换言之，控制器30能够控制电源转换子支路12，以同时实现电源转换、整流以及功率因数校正功能，从而将滤波子支路11输出的电源转换为第一直流电源VDC1。

请参照图3，图3示例性示出了第二转换支路20的一种结构。如图3所示，第二转换支路20还包括整流子支路21与降压子支路22。其中，整流子支路21与第一绕组L1连接，降压子支路22与整流子支路21连接。并且，整流子支路21与降压子支路22均与控制器30连接。

其中，整流子支路21与降压子支路22均用于接收控制器30输出的控制数据，并根据控制器30输出的控制数据将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。

具体地，整流子支路21用于根据控制器30输出的控制数据将第一绕组L1输出的电源整流。降压子支路22用于根据控制器30输出的控制数据将整流子支路21输出的电源降压，并输出第二直流电源VDC2。亦即，通过控制器30输出的控制数据控制整流子支路21与降压子支路22的协同工作，能够实现将第一绕组L1输出的电源依次经过整流子支路21的整流与降压子支路22的降压后转换为第二直流电源VDC2。

其中，在一些实施方式中，控制器30输出的控制数据可以为用于控制开关管导通或关断的时序数据。继而，在图3所示的结构中，控制器30基于预先设置的控制策略输出相应的时序数据，该时序数据用于控制电源转换子支路12中的第一部分元件、整流子支路21与降压子支路22，以实现电源转换子支路12中的第一部分元件、整流子支路21与降压子支路22中的开关管有序导通或关断，从而实现将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。

请参照图4，图4为与图3所示的结构对应的一种电路结构。在一实施例中，如图4所示，滤波子支路11包括第一电容C1、第一电感LA1、第三电容C3与第四电容C4。

其中，第一电容C1的第一端分别与交流电源VAC的第一端及第一电感LA1的第一端连接，第一电容C1的第二端与交流电源VAC的第二端连接，第一电感LA1的第二端分别与第三电容C3的第一端及电源转换子支路12连接，第三电容C3的第二端分别与第四电容C4的第一端及电源转换子支路12连接，第四电容C4的第二端与交流电源VAC的第二端连接。

在一实施例中，电源转换子支路12包括变压器T1、第二电感LA2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7与第八开关管Q8。变压器T1包括耦合于磁芯的第二绕组L2与第三绕组L3。

其中，第一开关管Q1的第三端与第一电感LA1的第二端连接，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第三端连接，第二开关管Q2的第二端分别与第二电感LA2的第一端及第三开关管Q3的第三端连接，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第三端连接，第四开关管Q4的第二端与交流电源VAC的第二端连接，第二电感LA2的第二端与第二绕组L2的第一端连接，第二绕组L2的第二端与第三电容C3的第二端连接，第三绕组L3的第一端分别与第五开关管Q5的第二端及第六开关管Q6的第三端连接，第五开关管Q5的第三端与第七开关管Q7的第三端连接，第三绕组L3的第二端分别与第七开关管Q7的第二端及第八开关管Q8的第三端连接，第八开关管Q8的第二端与第六开关管Q6的第二端连接，第一开关管Q1的第一端、第二开关管Q2的第一端、第三开关管Q3的第一端、第四开关管Q4的第一端、第五开关管Q5的第一端、第六开关管Q6的第一端、第七开关管Q7的第一端及第八开关管Q8的第一端均与控制器30连接。

具体地，控制器30输出的控制数据控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7与第八开关管Q8的导通与关断，以将经过滤波后的交流电源VAC转换为第一直流电源VDC1。

在一实施例中，第一转换支路10还包括第五电容C5。

其中，第五电容C5的第一端与第七开关管Q7的第三端连接，第五电容C5的第二端与第八开关管Q8的第二端连接。

具体地，第五电容C5用于滤波。

在一实施例中，整流子支路21包括第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17与第十八开关管Q18。

其中，第十五开关管Q15的第三端分别与第十七开关管Q17的第三端及降压子支路22连接，第十五开关管Q15的第二端分别与第一绕组L1的第一端及第十六开关管Q16的第三端连接，第十七开关管Q17的第二端分别与第一绕组L1的第二端及第十八开关管Q18的第三端连接，第十六开关管Q16的第二端与第十八开关管Q18的第二端连接，第十五开关管Q15的第一端、第十六开关管Q16的第一端、第十七开关管Q17的第一端及第十八开关管Q18的第一端均与控制器30连接。

具体地，控制器30输出的控制数据控制第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17与第十八开关管Q18的导通与关断，以实现全桥整流。

在一实施例中，降压子支路22包括第十九开关管Q19与第三电感LA3。

其中，第十九开关管Q19的第一端与控制器30连接，第十九开关管Q19的第二端与第三电感LA3的第一端连接，第三电感LA3的第二端用于输出第二直流电源VDC2，第十九开关管Q19的第三端与第十五开关管Q15的第三端连接。

具体地，控制器30输出的控制数据控制第十九开关管Q19的导通与关断，以实现降压过程。

在一实施例中，第二转换支路20还包括第六电容C6、第七电容C7与第二十开关管Q20。

其中，第六电容C6的第一端与第十九开关管Q19的第三端连接，第二十开关管Q20的第三端与第十九开关管Q19的第二端连接，第七电容C7的第一端与第三电感LA3的第二端连接，第六电容C6的第二端、第二十开关管Q20的第二端及第七电容C7的第二端均与第十八开关管Q18的第二端连接。

具体地，第六电容C6与第七电容C7用于滤波，第二十开关管Q20用于整流。

需要说明的是，在本申请实施例中，均以各开关管均为NMOS管为例。以第一开关管Q1为例，NMOS管的栅极为第一开关管Q1的第一端，NMOS管的源极为第一开关管Q1的第二端，NMOS的漏极为第一开关管Q1的第三端。

除此之外，各开关管可以是任何可控开关，比如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件等。

在图4所示的实施例中，控制器30控制第一开关管Q1至第八开关管Q8进行有序的导通与关断，能够实现将交流电源VAC转换为第一直流电源VDC1，并且实现了功率因素校正的过程。同时，该过程相对于相关技术中需要先经过非隔离的图腾PFC与隔离的DC-DC电路的方案而言，能够在提高电能转换效率的同时，还可以减少功率转换电路100整体的体积与成本。当然，控制器30控制第一开关管Q1至第八开关管Q8进行有序的导通与关断，也能够实现将第一直流电源VDC1转换为交流电源VAC，即实现了逆变过程。

其中，PFC(Power Factor Correction)是一种电力电子技术，用于改善交流电源VAC系统的功率因数，它旨在通过使输入电流与输入电压同相且减小谐波失真，将系统的功率因数接近理想值来提高能源效率。DC-DC电路是一种用于将直流电源的电压转换为不同电压级别的电路。

同时，还增加了第一绕组L1，以增加一路直流电源(即第二直流电源VDC2)输出。且第一绕组L1耦合于变压器T1的磁芯上，以达到磁路共用的目的，同样能够减少功率转换电路100整体的体积与成本。可理解，在控制器30控制第一开关管Q1至第八开关管Q8的过程中，也控制第十五开关管Q15至第十八开关管Q18进行有序导通与关断，以保持第二直流电源VDC2的稳定输出。

其次，控制器30通过控制第五开关管Q5至第八开关管Q8、第十五开关管Q15至第十八开关管Q18这部分组合还能够在无需增加变压器T1的前提下，将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。实现了第五开关管Q5至第八开关管Q8、变压器T1的复用，即实现了第一部分元件(包括第五开关管Q5至第八开关管Q8、变压器T1)的复用，从而能够减少第一部分元器件的重复使用，有利于能够减少功率转换电路100整体的体积与成本。当然，控制器30通过控制第五开关管Q5至第八开关管Q8、第十五开关管Q15至第十八开关管Q18这部分组合，也能够反过来将第二直流电源VDC2转换为第一直流电源VDC1。

请参照图5，图5与图3所示的结构对应的另一种电路结构。在一实施例中，如图5所示，滤波子支路11包括第一电容C1、第一电感LA1与第二电容C2。

其中，第一电容C1的第一端分别与交流电源VAC的第一端及第一电感LA1的第一端连接，第一电容C1的第二端与交流电源VAC的第二端连接，第一电感LA1的第二端分别与第二电容C2的第一端及电源转换子支路12连接，第二电容C2的第二端与交流电源VAC的第二端连接。

在一实施例中，电源转换子支路12包括变压器T1、第二电感LA2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7与第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11与第十二开关管Q12。变压器T1包括耦合于磁芯的第二绕组L2与第三绕组L3。

其中，第一开关管Q1的第三端与第一电感LA1的第二端连接，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第三端连接，第二开关管Q2的第二端分别与第二电感LA2的第一端及第三开关管Q3的第三端连接，第三开关管Q3的第二端与第四开关管Q4的第三端连接，第四开关管Q4的第二端与交流电源VAC的第二端连接，第二电感LA2的第二端与第二绕组L2的第一端连接，第三绕组L3的第一端分别与第五开关管Q5的第二端及第六开关管Q6的第三端连接，第五开关管Q5的第三端与第七开关管Q7的第三端连接，第三绕组L3的第二端分别与第七开关管Q7的第二端及第八开关管Q8的第三端连接，第八开关管Q8的第二端与第六开关管Q6的第二端连接，第一开关管Q1的第一端、第二开关管Q2的第一端、第三开关管Q3的第一端、第四开关管Q4的第一端、第五开关管Q5的第一端、第六开关管Q6的第一端、第七开关管Q7的第一端及第八开关管Q8的第一端均与控制器30连接，第九开关管Q9的第三端与第一开关管Q1的第三端连接，第九开关管Q9的第二端与第十开关管Q10的第二端连接，第十开关管Q10的第三端分别与第二绕组L2的第二端及第十一开关管Q11的第三端连接，第十一开关管Q11的第二端与第十二开关管Q12的第二端连接，第十二开关管Q12的第三端与交流电源VAC的第二端连接。

而图5所示的第二转换支路20则与图4所示的相同，这里不再赘述。

在图4所示的实施例中，控制器30控制第一开关管Q1至第十二开关管Q12进行有序的导通与关断，能够实现将交流电源VAC转换为第一直流电源VDC1，并且实现了功率因素校正的过程。同时，该过程相对于相关技术中需要先经过非隔离的图腾PFC与隔离的DC-DC电路的方案而言，能够在提高电能转换效率的同时，还可以减少功率转换电路100整体的体积与成本。当然，控制器30控制第一开关管Q1至第十二开关管Q12进行有序的导通与关断，也能够实现将第一直流电源VDC1转换为交流电源VAC，即实现了逆变过程。

同时，还增加了第一绕组L1，以增加一路直流电源(即第二直流电源VDC2)输出。且第一绕组L1耦合于变压器T1的磁芯上，以达到磁路共用的目的，同样能够减少功率转换电路100整体的体积与成本。可理解，在控制器30控制第一开关管Q1至第十二开关管Q12的过程中，也控制第十五开关管Q15至第十八开关管Q18进行有序导通与关断，以保持第二直流电源VDC2的稳定输出。

需要说明的是，如图2或图3所示的功率转换电路100的硬件结构仅是一个示例，并且，功率转换电路100可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。

例如，请参照图6，图6示例性示出了第二转换支路20的另一种结构。如图6所示，第二转换支路20还包括第四绕组L4、整流子支路21与降压子支路22。其中，整流子支路21分别与第一绕组L1及第四绕组L4连接，降压子支路22通过与第一绕组L1及第四绕组L4与整流子支路21连接。并且，整流子支路21与降压子支路22均与控制器30连接。

其中，整流子支路21与降压子支路22均用于接收控制器30输出的控制数据，并根据控制器30输出的控制数据将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。具体地，整流子支路21用于根据控制器30输出的控制数据将第一绕组L1或第四绕组L4输出的电源整流。降压子支路22用于根据控制器30输出的控制数据将整流子支路21输出的电源降压，并输出第二直流电源VDC2。亦即，通过控制器30输出的控制数据控制整流子支路21与降压子支路22的协同工作，能够实现将第一绕组L1或第四绕组L4输出的电源依次经过整流子支路21的整流与降压子支路22的降压后转换为第二直流电源VDC2。

请参照图7，图7为与图6所示的结构对应的一种电路结构。其中，第一转换支路10与图4所示的电路结构相同，这里不再赘述。

在一实施例中，如图7所示，整流子支路21包括第十三开关管Q13与第十四开关管Q14，第二转换支路20还包括第四绕组L4。

第四绕组L4耦合至磁芯，第四绕组L4的第一端分别与第一绕组L1的第一端及降压子支路22连接，第四绕组L4的第二端与第十三开关管Q13的第三端连接，第十三开关管Q13的第二端及第十四开关管Q14的第二端均接地GND，第一绕组L1的第二端与第十四开关管Q14的第三端连接，第十三开关管Q13的第一端及第十四开关管Q14的第一端均与控制器30连接。

具体地，控制器30输出的控制数据控制第十三开关管Q13与第十四开关管Q14的导通与关断，以实现半桥整流。

在一实施例中，降压子支路22包括第十九开关管Q19与第三电感LA3。

其中，第十九开关管Q19的第一端与控制器30连接，第十九开关管Q19的第二端与第三电感LA3的第一端连接，第三电感LA3的第二端用于输出第二直流电源VDC2，第十九开关管Q19的第三端与第一绕组L1的第一端连接。

在一实施例中，第二转换支路20还包括第六电容C6、第七电容C7与第二十开关管Q20。

其中，第六电容C6的第一端与第十九开关管Q19的第三端连接，第二十开关管Q20的第三端与第十九开关管Q19的第二端连接，第七电容C7的第一端与第三电感LA3的第二端连接，第六电容C6的第二端、第二十开关管Q20的第二端及第七电容C7的第二端均接地GND。

具体地，第六电容C6与第七电容C7用于滤波，第二十开关管Q20用于整流。

在图7所示的实施例中，针对于第一转换支路10的控制过程与图4所示的电路结构相同，具体可参照上述实施例针对图4的详细描述，这里不再赘述。

在图7所示的实施例中，通过增加了第一绕组L1与第四绕组L4，以增加一路直流电源(即第二直流电源VDC2)输出。且第一绕组L1与第四绕组L4均耦合于变压器T1的磁芯上，以达到磁路共用的目的，能够减少功率转换电路100整体的体积与成本。并且，在控制器30控制第一开关管Q1至第八开关管Q8的过程中，也控制第十三开关管Q13与第十四开关管Q14进行有序导通与关断，以保持第二直流电源VDC2的稳定输出。

其次，控制器30通过控制第五开关管Q5至第八开关管Q8、第十三开关管Q13与第十四开关管Q14这部分组合还能够在无需增加变压器T1的前提下，将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。实现了第五开关管Q5至第八开关管Q8、变压器T1的复用，即实现了第一部分元件(包括第五开关管Q5至第八开关管Q8、变压器T1)的复用，从而能够减少第一部分元器件的重复使用，有利于能够减少功率转换电路100整体的体积与成本。当然，控制器30通过控制第五开关管Q5至第八开关管Q8、第十三开关管Q13与第十四开关管Q14这部分组合，也能够反过来将第二直流电源VDC2转换为第一直流电源VDC1。

请参照图8，图8与图6所示的结构对应的另一种电路结构。其中，图8所示的第一转换支路10的电路结构以及相关控制方式与图5相同，具体可参照针对图5的详细描述，这里不再赘述；图8所示的第二转换支路20的电路结构以及相关控制方式与图7相同，具体可参照针对图7的详细描述，这里不再赘述。

请参照图9，图9示例性示出了第二转换支路20的又一种电路结构。如图9所示，第二转换支路20还包括第二十一开关管Q21、第二十二开关管Q22、第四电感LA4、第五电感LA5与第八电容C8。

其中，第二十一开关管Q21分别与第一绕组L1、第四电感LA4及控制器30连接，第二十二开关管Q22分别与第一绕组L1、第五电感LA5及控制器30连接。

具体为，第二十一开关管Q21的第一端及第二十二开关管Q22的第一端均与控制器30连接，第二十一开关管Q21的第三端分别与第一绕组L1的第二端及第四电感LA4的第一端连接，第二十一开关管Q21的第二端分别与第二十二开关管Q22的第二端及第八电容C8的第二端连接，第二十二开关管Q22的第三端分别与第一绕组L1的第一端及第五电感LA5的第一端连接，第五电感LA5的第二端及第四电感LA4的第二端均与第八电容C8的第一端连接。

在该实施例中，第二十一开关管Q21与第四电感LA4的组合，以及第二十二开关管Q22与第五电感LA5的组合均用于接收控制器30输出的控制数据，并分别根据控制器30输出的控制数据将第一绕组L1输出的电源整流与降压，以将第一直流电源VDC1转换为第二直流电源VDC2。其中，第二十一开关管Q21与第四电感LA4的组合为一路将第一绕组L1输出的电源整流与降压的支路；第二十二开关管Q22与第五电感LA5的组合为另一路将第一绕组L1输出的电源整流与降压的支路。继而，将上述两个支路并联之后即能够输出第二直流电源VDC2。

其中，在该实施例中，以图9所示的电路结构中的第一转换支路10为图4和图7中所示的第一转换支路10为例。而在其他的实施例中，也可以将图5与图8中的第一转换支路10与图9所示的第二转换支路20结合以形成新的电路结构，具体如图10所示。图10所示的电路结构中各部分的工作原理均在上述实施例中已说明，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种车载电源，该车载电源包括本申请任一实施例中的功率转换电路100。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种功率转换电路，其特征在于，包括：

控制器；

第一转换支路，所述第一转换支路用于输入交流电源，且所述第一转换支路与所述控制器连接，所述第一转换支路受控于所述控制器而将所述交流电源转换为第一直流电源，其中，所述第一转换支路包括变压器；

第二转换支路，所述第二转换支路与所述控制器连接，所述第二转换支路包括第一绕组，所述第一绕组耦合至所述变压器的磁芯，以使所述第一转换支路中的第一部分元件与所述第二转换支路的组合受控于所述控制器而将所述第一直流电源转换为第二直流电源；其中，所述第一部分元件包括变压器与多个开关管。

2.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一转换支路包括滤波子支路与电源转换子支路；

所述滤波子支路与所述交流电源连接，所述滤波子支路用于对所述交流电源滤波；

所述电源转换子支路分别与所述滤波子支路及所述控制器连接，所述电源转换子支路用于受控于所述控制器而对所述滤波子支路输出的电源进行电源转换与整流，并实现功率因数校正，以输出所述第一直流电源；其中，所述电源转换子支路包括所述第一部分元件。

3.根据权利要求2所述的功率转换电路，其特征在于，所述滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容，或者，所述滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容；

所述第一电容的第一端分别与所述交流电源的第一端及所述第一电感的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述交流电源的第二端连接；

在所述滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容时，所述第一电感的第二端分别与所述第二电容的第一端及所述电源转换子支路连接，所述第二电容的第二端与所述交流电源的第二端连接；

在所述滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容时，所述第一电感的第二端分别与所述第三电容的第一端及所述电源转换子支路连接，所述第三电容的第二端分别与所述第四电容的第一端及所述电源转换子支路连接，所述第四电容的第二端与所述交流电源的第二端连接。

4.根据权利要求3所述的功率转换电路，其特征在于，所述电源转换子支路包括所述变压器、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管与第八开关管；

所述变压器包括耦合于所述磁芯的第二绕组与第三绕组；

所述第一开关管的第三端与所述第一电感的第二端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第三端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第二电感的第一端及所述第三开关管的第三端连接，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第三端连接，所述第四开关管的第二端与所述交流电源的第二端连接，所述第二电感的第二端与所述第二绕组的第一端连接，所述第三绕组的第一端分别与所述第五开关管的第二端及所述第六开关管的第三端连接，所述第五开关管的第三端与所述第七开关管的第三端连接，所述第三绕组的第二端分别与所述第七开关管的第二端及所述第八开关管的第三端连接，所述第八开关管的第二端与所述第六开关管的第二端连接，所述第一开关管的第一端、所述第二开关管的第一端、所述第三开关管的第一端、所述第四开关管的第一端、所述第五开关管的第一端、所述第六开关管的第一端、所述第七开关管的第一端及所述第八开关管的第一端均与所述控制器连接；

在所述滤波子支路包括第一电容、第一电感、第三电容与第四电容时，所述第二绕组的第二端与所述第三电容的第二端连接；

在所述滤波子支路包括第一电容、第一电感与第二电容时，所述电源转换子支路还包括第九开关管、第十开关管、第十一开关管与第十二开关管；

所述第九开关管的第三端与所述第一开关管的第三端连接，所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第二端连接，所述第十开关管的第三端分别与所述第二绕组的第二端及所述第十一开关管的第三端连接，所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第三端与所述交流电源的第二端连接；

其中，所述第一部分元件包括所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管与所述第八开关管。

5.根据权利要求4所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一转换支路还包括第五电容；

所述第五电容的第一端与所述第七开关管的第三端连接，所述第五电容的第二端与所述第八开关管的第二端连接。

6.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第二转换支路还包括整流子支路与降压子支路，或者，所述第二转换支路还包括第四绕组、整流子支路与降压子支路；

所述整流子支路与所述降压子支路均与所述控制器连接，且用于接收所述控制器输出的控制数据，并根据所述控制数据将所述第一直流电源转换为所述第二直流电源；

其中，在第二转换支路还包括整流子支路与降压子支路时，所述整流子支路与所述第一绕组连接，所述整流子支路用于根据所述控制数据将所述第一绕组输出的电源整流；

在第二转换支路还包括第四绕组、整流子支路与降压子支路时，所述整流子支路分别与所述第一绕组及所述第四绕组连接，所述整流子支路用于根据所述控制数据将所述第一绕组或所述第四绕组输出的电源整流；

所述降压子支路与所述整流子支路连接，所述降压子支路用于将所述整流子支路输出的电源降压，并输出所述第二直流电源。

7.根据权利要求6所述的功率转换电路，其特征在于，所述整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管，或者，所述整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管；

其中，在所述整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，所述第二转换支路还包括所述第四绕组；

所述第四绕组耦合至所述磁芯，所述第四绕组的第一端分别与所述第一绕组的第一端及所述降压子支路连接，所述第四绕组的第二端与所述第十三开关管的第三端连接，所述第十三开关管的第二端及所述第十四开关管的第二端均接地，所述第一绕组的第二端与所述第十四开关管的第三端连接，所述第十三开关管的第一端及所述第十四开关管的第一端均与所述控制器连接；

所述第十五开关管的第三端分别与所述第十七开关管的第三端及所述降压子支路连接，所述第十五开关管的第二端分别与所述第一绕组的第一端及所述第十六开关管的第三端连接，所述第十七开关管的第二端分别与所述第一绕组的第二端及所述第十八开关管的第三端连接，所述第十六开关管的第二端与所述第十八开关管的第二端连接，所述第十五开关管的第一端、所述第十六开关管的第一端、所述第十七开关管的第一端及所述第十八开关管的第一端均与所述控制器连接。

8.根据权利要求7所述的功率转换电路，其特征在于，所述降压子支路包括第十九开关管与第三电感；

所述第十九开关管的第一端与所述控制器连接，所述第十九开关管的第二端与所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端用于输出所述第二直流电源；

在所述整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，所述第十九开关管的第三端与所述第一绕组的第一端连接；

在所述整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管时，所述第十九开关管的第三端与所述第十五开关管的第三端连接。

9.根据权利要求8所述的功率转换电路，其特征在于，所述第二转换支路还包括第六电容、第七电容与第二十开关管；

所述第六电容的第一端与所述第十九开关管的第三端连接，所述第二十开关管的第三端与所述第十九开关管的第二端连接，所述第七电容的第一端与所述第三电感的第二端连接，所述第二十开关管的第一端与所述控制器连接；

在所述整流子支路包括第十三开关管与第十四开关管时，所述第六电容的第二端、所述第二十开关管的第二端及所述第七电容的第二端均接地；

在所述整流子支路包括第十五开关管、第十六开关管、第十七开关管与第十八开关管时，所述第六电容的第二端、所述第二十开关管的第二端及所述第七电容的第二端均与所述第十八开关管的第二端连接。

10.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第二转换支路还包括第二十一开关管、第二十二开关管、第四电感、第五电感与第八电容；

所述第二十一开关管分别与所述第一绕组、所述第四电感及所述控制器连接，所述第二十二开关管分别与所述第一绕组、所述第五电感及所述控制器连接；

所述第二十一开关管与所述第四电感的组合，以及所述第二十二开关管与所述第五电感的组合均用于接收所述控制器输出的控制数据，并分别根据所述控制数据将所述第一绕组输出的电源整流与降压，以将所述第一直流电源转换为所述第二直流电源。

11.根据权利要求10所述的功率转换电路，其特征在于，所述第二十一开关管的第一端及所述第二十二开关管的第一端均与所述控制器连接，所述第二十一开关管的第三端分别与所述第一绕组的第二端及所述第四电感的第一端连接，所述第二十一开关管的第二端分别与所述第二十二开关管的第二端及所述第八电容的第二端连接，所述第二十二开关管的第三端分别与所述第一绕组的第一端及所述第五电感的第一端连接，所述第五电感的第二端及所述第四电感的第二端均与所述第八电容的第一端连接。

12.一种车载电源，其特征在于，包括如权利要求1-11任意一项所述的功率转换电路。