一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及直流?直流電源變換領(lǐng)域，尤其涉及一種多相直流?直流轉(zhuǎn)換電路。包括多個單相直流?直流轉(zhuǎn)換電路，每個單相直流?直流轉(zhuǎn)換電路均包括：一輸入端和一輸出端；第一采樣電路，用以對輸入端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第一采樣信號；第二采樣電路，與輸出端連接，用以對輸出端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第二采樣信號；控制電路，分別與第一采樣電路、第二采樣電路連接，用以根據(jù)第一采樣信號和/或第二采樣信號產(chǎn)生第一控制信號和第二控制信號；切換電路，分別與輸入端、輸出端、控制電路連接，能夠產(chǎn)生一疊加信號，以將疊加信號與輸出端輸出的信號疊加；以及切換電路利用第一控制信號和第二控制信號控制疊加信號的產(chǎn)生。
【專利說明】
一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及直流-直流電源變換領(lǐng)域，尤其涉及一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器多為單向電壓轉(zhuǎn)換，即工作模式通常為升壓模式或者降壓模式，若要實(shí)現(xiàn)升壓與降壓工作模式的切換通常需要兩個轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)，并且一個轉(zhuǎn)換器工作時，另一個轉(zhuǎn)換器處于閑置狀態(tài)，浪費(fèi)了較多的電子器件資源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，現(xiàn)提供一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，能夠由一個轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)升壓和降壓兩種工作模式。
[0004]具體的技術(shù)方案如下:
[0005]—種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，包括多個單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，每個所述單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路均包括:
[000?] —輸入端和一輸出端；
[0007]第一采樣電路，與所述輸入端連接，用以對所述輸入端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第一米樣信號；
[0008]第二采樣電路，與所述輸出端連接，用以對所述輸出端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第二采樣信號；
[0009]控制電路，分別與所述第一采樣電路、第二采樣電路連接，用以根據(jù)所述第一采樣信號和/或第二采樣信號產(chǎn)生第一控制信號和第二控制信號；
[0010]切換電路，分別與所述輸入端、所述輸出端、所述控制電路連接，能夠產(chǎn)生一疊加信號，以將所述疊加信號與所述輸出端輸出的信號疊加；以及
[0011]所述切換電路利用所述第一控制信號和所述第二控制信號控制所述疊加信號的產(chǎn)生。
[0012]優(yōu)選的，所述控制電路包括:
[0013]第一比較電路，所述第一比較電路的同相端接入第一采樣信號，所述第一比較電路的反相端接入一第一標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將所述第一采樣信號和所述第一標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到所述第一控制信號。
[0014]優(yōu)選的，所述控制電路還包括:
[0015]第二比較電路，所述第二比較電路的同相端接入第二采樣信號，所述第二比較電路的反相端接入一第二標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將所述第二采樣信號和所述第二標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到所述第二控制信號。
[0016]優(yōu)選的，所述切換電路包括:
[0017]第一晶體管，基極接入所述第一控制信號，集電極與所述輸入端連接；
[0018]第二晶體管，基極接入所述第二控制信號，集電極與所述第一晶體管的發(fā)射極連接，所述第二晶體管的發(fā)射極接地。
[0019]優(yōu)選的，所述切換電路還包括:
[0020]儲能電感，分別所述第一晶體管的發(fā)射極、所述第二晶體管的集電極、所述輸出端連接。
[0021]優(yōu)選的，所述切換電路還包括:
[0022]第一電容，分別與所述第一晶體管的集電極、所述輸入端連接。
[0023]優(yōu)選的，所述切換電路還包括:
[0024]第二電容，分別與所述儲能電感、所述輸出端連接。
[0025]優(yōu)選的，還包括:
[0026]第一反饋電路，能夠藕接于所述輸入端和所述輸出端之間。
[0027]優(yōu)選的，還包括:
[0028]第二反饋電路，能夠藕接于所述輸入端和所述輸出端之間；其中，
[0029]當(dāng)所述疊加信號與所述輸出端輸出的信號疊加時，所述控制電路控制所述第一反饋電路與所述輸入端、所述輸出端藕接，并且斷開所述第二反饋電路與所述輸入端、所述輸出端的藕接；
[0030]當(dāng)所述疊加信號不與所述輸出端輸出的信號疊加時，所述控制電路控制所述第二反饋電路與所述輸入端、所述輸出端藕接，并且斷開所述第一反饋電路與所述輸入端、所述輸出端的藕接。
[0031 ]上述技術(shù)方案的有益效果是:
[0032]上述技術(shù)方案通過一個直流-直流轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)崿F(xiàn)一個電路切換的工作于升壓工作模式和降壓工作模式之間，無需額外的電源和電氣器件，極大的避免了資源的浪費(fèi)。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路的實(shí)施例的電路連接圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型一種單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路的實(shí)施例的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]需要說明的是，在不沖突的情況下，下述技術(shù)方案，技術(shù)特征之間可以相互組合。
[0036]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明:
[0037]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，包括多個單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，如圖2所示，每個單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路均包括:
[0038]一輸入端Vin和一輸出端Vout;
[0039]第一采樣電路，與輸入端Vin連接，用以對輸入端Vin的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第一米樣?目號；
[0040]第二采樣電路，與輸出端Vout連接，用以對輸出端Vout的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第二采樣信號；
[0041]控制電路，分別與第一采樣電路、第二采樣電路連接，用以根據(jù)第一采樣信號和/或第二采樣信號產(chǎn)生第一控制信號和第二控制信號；
[0042]切換電路，分別與輸入端Vin、輸出端Vout、控制電路連接，能夠產(chǎn)生一疊加信號，以將疊加信號與輸出端輸出的信號疊加；以及
[0043]切換電路利用第一控制信號和第二控制信號控制疊加信號的產(chǎn)生。
[0044]本實(shí)用新型一個較佳的實(shí)施例中，控制電路包括:
[0045]第一比較電路，第一比較電路的一輸入端(同相端或反相端)接入第一采樣信號，第一比較電路的另一輸入端(同相端或反相端)接入一第一標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將第一采樣信號和第一標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到第一控制信號；
[0046]第二比較電路，第二比較電路的一輸入端(同相端或反相端)接入第二采樣信號，第二比較電路的另一輸入端(同相端或反相端)接入一第二標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將第二采樣信號和第二標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到第二控制信號。
[0047]本實(shí)用新型一個較佳的實(shí)施例中，切換電路包括:
[0048]第一晶體管Ql，基極接入第一控制信號，集電極與輸入端Vin連接；
[0049]第二晶體管Q2，基極接入第二控制信號，集電極與第一晶體管Ql的發(fā)射極連接，第二晶體管Q2的發(fā)射極接地；
[0050]儲能電感L，分別第一晶體管Ql的發(fā)射極、第二晶體管Q2的集電極、輸出端Vout連接；
[0051 ]第一電容Cl，分別與第一晶體管Ql的集電極、輸入端Vin連接；
[0052 ]第二電容C2，分別與儲能電感L、輸出端Vout連接。
[0053]本實(shí)用新型一個較佳的實(shí)施例中，還包括:
[0054]第一反饋電路，能夠藕接于輸入端Vin和輸出端Vout之間；
[0055]第二反饋電路，能夠藕接于輸入端Vin和輸出端Vout之間；其中，
[0056]當(dāng)疊加信號與輸出端Vout輸出的信號疊加時，控制電路控制第一反饋電路與輸入端Vin、輸出端Vout藕接，并且斷開第二反饋電路與輸入端Vin、輸出端Vout的藕接；
[0057]當(dāng)疊加信號不與輸出端Vout輸出的信號疊加時，控制電路控制第二反饋電路與輸入端Vin、輸出端Vout藕接，并且斷開第一反饋電路與輸入端Vin、輸出端Vout的藕接。
[0058]如圖2所示，本實(shí)施例中的直流-直流轉(zhuǎn)換電路可以工作于升壓工作模式和降壓工作模式兩種工作模式下，首先，本實(shí)施例首先對升壓工作模式進(jìn)行說明，第二采樣電路對輸入端Vin的電流或者電壓進(jìn)行采樣，得到第一采樣信號，由第一比較電路將第一采樣信號與一第一標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行對比，得到第一控制信號，若第一采樣信號的值低于第一標(biāo)準(zhǔn)信號說明輸入端Vin的電壓或電流因為為輸出端Vout的負(fù)載供電導(dǎo)致電壓過低，需要進(jìn)行將本實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作于升壓工作模式，即電能由輸出端Vout向輸入端Vin流動。
[0059]進(jìn)一步的，本實(shí)施例中如果采樣的第一采樣信號為電壓的話，第一采樣電路可以為電阻分壓采樣電路，電阻分壓采樣電路為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例在此不進(jìn)行贅述;若采樣的第一采樣信號為電流的話，本實(shí)施例的第一采樣電路可以包括電流互感器。
[0060]進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的比較電路可以為比較器，比較器的工作原理為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不進(jìn)行贅述。需要說明的是，若比較電路為比較器，第一控制信號為比較器輸出的數(shù)字信號，即高電平或低電平，第一晶體管Ql和第二晶體管Q2根據(jù)該數(shù)字信號的控制導(dǎo)通與截止。
[0061]如上所述，當(dāng)工作于升壓工作模式時，控制電路會利用第二控制信號控制第一晶體管Ql導(dǎo)通，第二晶體管Q2截止，輸入端Vin依次通過第一晶體管Ql、儲能電感L至輸出端Vout形成一閉合回路，儲能電感L釋放能量至輸出端Vout，即儲能電感L釋放的能量為疊加信號，將輸出端Vout輸出的電壓抬高，與此同時電容Cl放電。
[0062]相反的，當(dāng)直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作于降壓狀態(tài)時，第二采樣電路對輸出端Vout的電流或者電壓進(jìn)行采樣，得到第二采樣信號，由第二比較電路將第二采樣信號與一第二標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行對比，得到第二控制信號，若第二采樣信號的值低于第二標(biāo)準(zhǔn)信號說明輸出端Vout的電壓或電流過低，需要進(jìn)行將本實(shí)施例的直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作于降壓工作模式，使得電能從輸入端Vin向輸出端Vout流動。
[0063]進(jìn)一步的，本實(shí)施例中如果采樣的第二采樣信號為電壓的話，第二采樣電路可以為電阻分壓采樣電路，電阻分壓采樣電路為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例在此不進(jìn)行贅述;若采樣的第二采樣信號為電流的話，本實(shí)施例的第二采樣電路可以包括電流互感器。
[0064]進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的比較電路可以為比較器，比較器的工作原理為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例不進(jìn)行贅述。需要說明的是，若比較電路為比較器，第二控制信號為比較器輸出的數(shù)字信號，即高電平或低電平，第一晶體管Ql和第二晶體管Q2根據(jù)該數(shù)字信號的控制導(dǎo)通與截止。
[0065]如上所述，當(dāng)工作于降壓工作模式時，控制電路會利用第二控制信號控制第一晶體管Q2導(dǎo)通，第二晶體管Ql截止，儲能電感L儲能，第二電容C2、儲能電感LI和第二晶體管Q2形成一閉合回路。
[0066]上述的實(shí)施例中，該直流-直流轉(zhuǎn)換電路還可以包括第一反饋電路和第二反饋電路，當(dāng)直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作于升壓工作模式時，第一反饋電路工作，第二反饋電路停止工作，相反的，當(dāng)直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作于降壓工作模式時，第二反饋電路工作、第一反饋電路停止工作，即兩個反饋電路分別在不同的工作模式下進(jìn)行輸出端Vout向輸出端Vin的反饋。
[0067]本實(shí)施中，當(dāng)輸出端Vout的負(fù)載變化時，控制電路會采靈活的控制策略對各個DC-DC轉(zhuǎn)換器狀態(tài)進(jìn)行控制，例如，當(dāng)多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作在重載時，各相間負(fù)載均分，根據(jù)負(fù)載調(diào)整各相間相位角；當(dāng)多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作在較輕載時，其中幾相交替間歇工作，根據(jù)負(fù)載調(diào)整相間相位角，另外幾相處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作在極輕載時，其中某相間歇工作，其余各相模塊處于待機(jī)狀態(tài)。
[0068]綜上，上述技術(shù)方案通過靈活的控制策略來分配各相單元的工作狀態(tài)。每一相的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是采用雙向半橋結(jié)構(gòu)，各相反饋采用電壓電流雙閉環(huán)數(shù)字PID控制，并采用靈活的多相協(xié)調(diào)工作策略，不僅可以保證多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作在高效穩(wěn)定的狀態(tài)，多相的設(shè)計還可以減小元器件的應(yīng)力，減小輸出紋波，也可減小輸出濾波器件體積，使功率器件分散，有利于散熱設(shè)計，進(jìn)而提高電路的可靠性。
[0069]通過說明和附圖，給出了【具體實(shí)施方式】的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本實(shí)用新型精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述實(shí)用新型提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。
[0070]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本實(shí)用新型的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本實(shí)用新型的意圖和范o fr J (ττ?
【主權(quán)項】
1.一種多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括多個單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，每個所述單相直流-直流轉(zhuǎn)換電路均包括: 一輸入端和一輸出端； 第一采樣電路，與所述輸入端連接，用以對所述輸入端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第一米樣信號； 第二采樣電路，與所述輸出端連接，用以對所述輸出端的電流和/或電壓進(jìn)行采樣，得到第二采樣信號； 控制電路，分別與所述第一采樣電路、第二采樣電路連接，用以根據(jù)所述第一采樣信號和/或第二采樣信號產(chǎn)生第一控制信號和第二控制信號； 切換電路，分別與所述輸入端、所述輸出端、所述控制電路連接，能夠產(chǎn)生一疊加信號，以將所述疊加信號與所述輸出端輸出的信號疊加；以及 所述切換電路利用所述第一控制信號和所述第二控制信號控制所述疊加信號的產(chǎn)生。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述控制電路包括: 第一比較電路，所述第一比較電路的同相端接入第一采樣信號，所述第一比較電路的反相端接入一第一標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將所述第一采樣信號和所述第一標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到所述第一控制信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述控制電路還包括: 第二比較電路，所述第二比較電路的同相端接入第二采樣信號，所述第二比較電路的反相端接入一第二標(biāo)準(zhǔn)信號，用以將所述第二采樣信號和所述第二標(biāo)準(zhǔn)信號比較后得到所述第二控制信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述切換電路包括: 第一晶體管，基極接入所述第一控制信號，集電極與所述輸入端連接； 第二晶體管，基極接入所述第二控制信號，集電極與所述第一晶體管的發(fā)射極連接，所述第二晶體管的發(fā)射極接地。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述切換電路還包括: 儲能電感，分別所述第一晶體管的發(fā)射極、所述第二晶體管的集電極、所述輸出端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述切換電路還包括: 第一電容，分別與所述第一晶體管的集電極、所述輸入端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述切換電路還包括: 第二電容，分別與所述儲能電感、所述輸出端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括: 第一反饋電路，能夠藕接于所述輸入端和所述輸出端之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多相直流-直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括: 第二反饋電路，能夠藕接于所述輸入端和所述輸出端之間；其中，當(dāng)所述疊加信號與所述輸出端輸出的信號疊加時，所述控制電路控制所述第一反饋電路與所述輸入端、所述輸出端藕接，并且斷開所述第二反饋電路與所述輸入端、所述輸出端的藕接； 當(dāng)所述疊加信號不與所述輸出端輸出的信號疊加時，所述控制電路控制所述第二反饋電路與所述輸入端、所述輸出端藕接，并且斷開所述第一反饋電路與所述輸入端、所述輸出端的耦接。
【文檔編號】H02M3/155GK205430054SQ201620207317
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】劉秀友
【申請人】上海信耀電子有限公司