換器1在處于低功率水平時(shí)失 去了期望的零電壓切換狂VS)，即，在越過(guò)零電壓時(shí)的切換。通過(guò)引入低功率工作模式，提高 了電流水平并且擴(kuò)大了 ZVS操作的范圍，其使得低功率水平時(shí)的效率增加。
[0053] 已經(jīng)參照附圖描述了本發(fā)明。在閱讀和理解了 W上詳細(xì)描述之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員將能夠進(jìn)行明顯的修改和變更。本發(fā)明旨在被解釋為包括運(yùn)樣的修改和變更，只要所述 修改和變更處于所附的各項(xiàng)權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括： 第一橋轉(zhuǎn)換器，其具有串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)、串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，并且 所述串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式連接至所述串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)； 第二橋轉(zhuǎn)換器，其具有串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)、串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)，并且 所述串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式連接至所述串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)； 變壓器，其包括第一線圈，所述第一線圈具有連接至所述串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān) 之間的第一節(jié)點(diǎn)的第一端以及連接至所述串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)之間的第二節(jié)點(diǎn)的 第二端，所述變壓器還包括第二線圈，所述第二線圈具有連接至所述串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第 六開(kāi)關(guān)之間的第三節(jié)點(diǎn)的第一端以及連接至所述串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)之間的第四 節(jié)點(diǎn)的第二端； 電感器，其與所述線圈中的一個(gè)線圈串聯(lián)；以及 控制器，其中所述控制器能工作在第一模式中，從而使得全部八個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換操作， 以將DC電功率從所述第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳 輸至所述第一橋轉(zhuǎn)換器，其中所述控制器還能工作在第二模式中，從而使得所述第一開(kāi)關(guān)、 所述第二開(kāi)關(guān)、所述第五開(kāi)關(guān)和所述第六開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換操作，以將DC電功率從所述第一橋 轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第一橋轉(zhuǎn)換器，同時(shí) 所述第三開(kāi)關(guān)和所述第七開(kāi)關(guān)保持在斷開(kāi)狀態(tài)且所述第四開(kāi)關(guān)和所述第八開(kāi)關(guān)保持在導(dǎo) 通狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，還包括： 第一電壓源，其以并聯(lián)方式跨接在所述串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)的兩端，所述串聯(lián) 的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式與所述串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)連接；以及 第二電壓源，其以并聯(lián)方式跨接在所述串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)的兩端，所述串聯(lián) 的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式與所述串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)連接，其中所述第二 電壓源的電壓比所述第一電壓源的電壓的5倍大。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，還包括以并聯(lián)方式與所述第一電壓源 和所述第二電壓源連接的第一電容器和第二電容器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，還包括： 與所述變壓器的第一線圈串聯(lián)的第一電容器；以及 與所述變壓器的第二線圈串聯(lián)的第二電容器。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中： 所述第一電容器串聯(lián)于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一線圈的第一端之間；并且 所述第二電容器串聯(lián)于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二線圈的第一端之間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)包括半導(dǎo)體晶體管。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)還包括與所述半導(dǎo)體晶 體管并聯(lián)的二極管。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)在開(kāi)路狀態(tài)與閉合狀態(tài) 之間選擇性地切換。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中與所述一個(gè)線圈串聯(lián)的所述電感 器由所述一個(gè)線圈的自感、分離電感器或它們的一些組合提供。10. -種對(duì)雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作的方法，所述雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器具有第一橋 轉(zhuǎn)換器和第二橋轉(zhuǎn)換器，所述第一橋轉(zhuǎn)換器和所述第二橋轉(zhuǎn)換器經(jīng)由變壓器的第一線圈和 第二線圈、與每個(gè)變壓器線圈串聯(lián)的電容器、以及電感器進(jìn)行連接，其中每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器包括 在控制器的控制之下工作的多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述方法包括步驟： (a) 在第一工作模式中，對(duì)所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的切換進(jìn)行控制，以將DC電功率從所述第一 橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第一橋轉(zhuǎn)換器；以 及 (b) 在第二工作模式中，使每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器的一個(gè)開(kāi)關(guān)保持在閉合狀態(tài)并且使每個(gè)橋轉(zhuǎn) 換器的一個(gè)開(kāi)關(guān)保持在開(kāi)路狀態(tài)，同時(shí)對(duì)所述第一橋轉(zhuǎn)換器和所述第二橋轉(zhuǎn)換器的所述多 個(gè)開(kāi)關(guān)中的其他開(kāi)關(guān)的切換進(jìn)行控制，以將DC電功率從所述第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第 二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第一橋轉(zhuǎn)換器。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中 所述變壓器具有連接至所述第一橋轉(zhuǎn)換器和所述第二橋轉(zhuǎn)換器的第一線圈和第二線 圈； 在所述DC-DC轉(zhuǎn)換器在所述步驟（a)中的操作期間，使所述多個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，從而使 得DC電流在所述變壓器的每個(gè)線圈中選擇性地以第一方向和第二方向流動(dòng)；以及 在所述DC-DC轉(zhuǎn)換器在所述步驟（b)中的操作期間，使所述多個(gè)開(kāi)關(guān)中的所述其他開(kāi) 關(guān)進(jìn)行切換，從而使得DC電流在所述變壓器的每個(gè)線圈中僅以單個(gè)方向流動(dòng)。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中： 所述第一橋轉(zhuǎn)換器包括串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)、串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，并 且所述串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式連接至所述串聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，所 述第一變壓器線圈的第一端連接至所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)之間的節(jié)點(diǎn)，并且所述第 一變壓器線圈的第二端連接至所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)之間的節(jié)點(diǎn)； 所述第二橋轉(zhuǎn)換器包括串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)、串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)，并 且所述串聯(lián)的第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)以并聯(lián)方式連接至所述串聯(lián)的第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)，所 述第二變壓器線圈的第一端連接至所述第五開(kāi)關(guān)和所述第六開(kāi)關(guān)之間的節(jié)點(diǎn)，并且所述第 二變壓器線圈的第二端連接至所述第七開(kāi)關(guān)和所述第八開(kāi)關(guān)之間的節(jié)點(diǎn)； 所述步驟（a)包括步驟：在使第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第六開(kāi)關(guān)和第七開(kāi)關(guān)開(kāi)路的同時(shí)使 得第一開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)閉合，從而使電流在每個(gè)變壓器線圈中以第一 方向流動(dòng)； 所述步驟（a)還包括步驟：在使第一開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)開(kāi)路的同時(shí) 使得第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第六開(kāi)關(guān)和第七開(kāi)關(guān)閉合，從而使電流在每個(gè)變壓器線圈中以第 二方向流動(dòng)； 所述步驟（b)包括使第三開(kāi)關(guān)和第七開(kāi)關(guān)始終開(kāi)路且使第四開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)始終閉 合的步驟；并且 所述步驟（b)還包括步驟：使得第一開(kāi)關(guān)和第五開(kāi)關(guān)閉合且使第二開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)開(kāi) 路，從而使電流在每個(gè)變壓器線圈中以第一方向流動(dòng)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述步驟（b)還包括步驟：使得第二開(kāi)關(guān)和第 六開(kāi)關(guān)閉合并且使得第一開(kāi)關(guān)和第五開(kāi)關(guān)開(kāi)路，從而使得電流在每個(gè)變壓器線圈中以第一 方向流動(dòng)。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述電感器由一個(gè)變壓器線圈的自感、分離電 感器或它們的一些組合提供。15. -種對(duì)雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作的方法，所述雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器具有第一橋 轉(zhuǎn)換器和第二橋轉(zhuǎn)換器，所述第一橋轉(zhuǎn)換器和所述第二橋轉(zhuǎn)換器經(jīng)由電感器、具有與所述 第一橋轉(zhuǎn)換器和所述第二橋轉(zhuǎn)換器連接的第一線圈和第二線圈的變壓器、以及與每個(gè)變壓 器線圈串聯(lián)的電容器進(jìn)行連接，其中每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器包括在控制器的控制之下工作的多個(gè)開(kāi) 關(guān)，所述方法包括步驟： (a) 在第一工作模式中，對(duì)所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉合狀態(tài)進(jìn)行控制，從而在將 DC電功率從所述第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳輸至 所述第一橋轉(zhuǎn)換器的多個(gè)周期期間，使得DC電流在所述變壓器的每個(gè)線圈中交替地以第 一方向和第二方向流動(dòng)；以及 (b) 在第二工作模式中，對(duì)所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)路狀態(tài)和閉合狀態(tài)進(jìn)行控制，從而在將 DC電功率從所述第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至所述第二橋轉(zhuǎn)換器或者從所述第二橋轉(zhuǎn)換器傳輸至 所述第一橋轉(zhuǎn)換器的多個(gè)周期期間，使得DC電流在所述變壓器的每個(gè)線圈中選擇性地僅 以單個(gè)方向流動(dòng)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述第二工作模式中，所述變壓器的每個(gè)線 圈中的DC電流的流動(dòng)交替增長(zhǎng)，然后僅在所述單個(gè)方向上減少。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電感器由所述變壓器的一個(gè)線圈的自感、 分離電感器或它們的一些組合提供。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器。雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器具有第一橋轉(zhuǎn)換器和第二橋轉(zhuǎn)換器，它們經(jīng)由變壓器、與變壓器的每個(gè)線圈串聯(lián)的電容器、以及電感器進(jìn)行連接，其中每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器包括在控制器的控制之下工作的多個(gè)開(kāi)關(guān)。在對(duì)雙模式DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作的方法中，在第一工作模式中，對(duì)所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的切換進(jìn)行控制，以將DC電功率從第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至第二橋轉(zhuǎn)換器或者反向傳輸。在第二工作模式中，使每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器的一個(gè)開(kāi)關(guān)保持為閉合狀態(tài)并且使每個(gè)橋轉(zhuǎn)換器的一個(gè)開(kāi)關(guān)保持為開(kāi)路狀態(tài)，同時(shí)對(duì)第一橋轉(zhuǎn)換器和第二橋轉(zhuǎn)換器的所述多個(gè)開(kāi)關(guān)中的其他開(kāi)關(guān)的切換進(jìn)行控制，以將DC電功率從第一橋轉(zhuǎn)換器傳輸至第二橋轉(zhuǎn)換器或者反向傳輸。
【IPC分類】H02M3/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105490539
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510633306
【發(fā)明人】阿里禮薩·薩法伊, 康拉德·沃羅諾維奇
【申請(qǐng)人】勃姆巴迪爾運(yùn)輸有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日
【公告號(hào)】EP3012955A1, US20160099646