專利名稱：一種直流/直流變換方法及其變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用諸如MOSFET和IGBT等功率開關(guān)器件的直流/直流變換方法及其變換器，尤其涉及一種用于服務(wù)器電源的帶隔離變壓器的直流/直流變換方法及其變換器。
傳統(tǒng)的直流/直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括有全橋拓?fù)涫?、單端正激式、單端反激式、不?duì)稱半橋等。


圖1示出了本發(fā)明涉及的這類直流/直流變換器中采用全橋拓?fù)涞闹绷?直流變換器的結(jié)構(gòu)圖，其中功率開關(guān)器件選用MOSFET。
如圖1所示，這類直流變換器一般包括直流電源Ud(也可以由交流電源整流獲得)、濾波儲(chǔ)能電容器C1、開關(guān)器件組Q1-Q4、變壓器T1、整流二極管D2和D3以及包括電容器C3和電感器L2的LC濾波電路。直流電源Ud(也可以由交流電源整流獲得)向?yàn)V波儲(chǔ)能電容器C1充電，利用開關(guān)器件組Q1-Q4的輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，將輸入電壓的電能轉(zhuǎn)換成高頻交流電。然后，由變壓器T1再將高頻交流電變壓，并傳遞到變壓器T1的副邊N2、N2’，并由整流二極管D2和D3整流，最終經(jīng)LC濾波電路輸出直流電壓。
在正常工作時(shí)，開關(guān)器件組Q1-Q4的最大占空比較低(如70％)。占空比取得較低是為了滿足服務(wù)器電源的維持(Hold-up)時(shí)間。當(dāng)輸入電源掉電時(shí)，會(huì)造成濾波儲(chǔ)能電容器C1上電壓下降。但服務(wù)器要求電源在輸入電源掉電后仍能維持20ms的額定輸出。該變換器是通過在Hold-up時(shí)間內(nèi)提高占空比(例如從正常工作的70％提供高到90％)，來實(shí)現(xiàn)額定輸出。由于變換器在正常工作時(shí)占空比較低，所以變換器的整體效率就無法提高。而且，這種變換器需要較大的濾波儲(chǔ)能電容器C1，這最終導(dǎo)致了變換器體積增大和價(jià)格升高的問題。另外，由于占空比較低，變壓器T1的副邊電壓也必須相應(yīng)升高，從而導(dǎo)致整流二極管D2和D3的應(yīng)力增大。
其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流/直流變換器也存在相同的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種新的直流/直流變換方法，這種變換方法可以有效地提高變換效率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種新的直流/直流變換器，這種變換器可以有效地提高變換效率。
因此，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的直流/直流變換方法，包括下列步驟向?yàn)V波儲(chǔ)能電容器充電；開關(guān)器件交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將所述濾波儲(chǔ)能電容器上的直流電流轉(zhuǎn)換為高頻交流電流；變壓器將所述高頻交流電流進(jìn)行變壓；整流電路對(duì)所述變壓器輸出的交流電流進(jìn)行整流，并通過LC濾波電路濾波得到直流輸出；本發(fā)明的特征是，還包括在進(jìn)行上述變換的同時(shí)，進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整所述變壓器匝比步驟，所述檢測(cè)和調(diào)整匝比步驟包括檢測(cè)是否出現(xiàn)輸入電源掉電；當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)輸入電源掉電，則改變所述變壓器的匝比，改變所述變壓器的輸出電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明還提供一種直流/直流變換器，包括直流電源(也可以由交流電源整流獲得)，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；開關(guān)器件組，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述開關(guān)器件交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，與所述開關(guān)器件組相連，所述變壓器包括一組抽頭的副邊，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；兩個(gè)整流二極管，分別與所述變壓器的副邊的兩個(gè)端頭相連，并且，其輸出端相連接，所述兩個(gè)整流二極管對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電；包括電感器和電容器的LC濾波電路，其電感器與所述整流二極管相連，其電容器與所述變壓器的副邊的抽頭相連，所述LC濾波電路用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；本發(fā)明的特征是，至少在所述變壓器的副邊兩端之一端上增加一組第二副邊和與增加的第二副邊相連的第二整流二極管，所述第二整流二極管的輸出端通過一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件連接到所述LC濾波電路的所述電感器上，在正常工作時(shí)，所述變?cè)验_關(guān)器件關(guān)斷；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐?，用于控制所述變?cè)验_關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述變?cè)验_關(guān)器件導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供的直流/直流變換器，包括直流電源(也可以由交流電源整流獲得)，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；開關(guān)器件，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，與所述開關(guān)器件相連，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；整流二極管，與所述變壓器的副邊的第一端頭相連，對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電；和包括電感器和電容器的LC濾波電路，其電感器與所述整流二極管相連，其電容器與所述變壓器副邊的第二端頭相連，所述LC濾波電路用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；本發(fā)明的特征是，在所述變壓器副邊的第一端上串接一組第二副邊和與增加的第二副邊相連的第二整流二極管，所述第二整流二極管的輸出端通過一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件連接到所述LC濾波電路的所述電感器上，在正常工作時(shí)，所述變?cè)验_關(guān)器件關(guān)斷；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐罚糜诳刂扑鲎冊(cè)验_關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述變?cè)验_關(guān)器件導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提供的直流/直流變換器，包括直流電源(也可以由交流電源整流獲得)，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；開關(guān)器件，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，其原邊的一端與所述開關(guān)器件相連，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；整流二極管，與所述變壓器的副邊相連，對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電；包括電感器和電容器的LC濾波電路，與所述整流二極管相連，用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；
本發(fā)明的特征是，在所述變壓器原邊上設(shè)置一個(gè)抽頭，所述原邊的抽連接一個(gè)第二開關(guān)器件，所述第二開關(guān)器件的另一端與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐?，用于控制所述開關(guān)器件和第二開關(guān)器件的工作，在正常工作時(shí)，所述變?cè)芽刂齐娐肥顾鲩_關(guān)器件工作，使所述第二開關(guān)器件不工作，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述開關(guān)器件不工作，而使所述第二開關(guān)器件工作。
如上所述，由于本發(fā)明通過改變變壓器的匝比來解決hold-up問題，即，當(dāng)輸入電源掉電時(shí)，通過改變變壓器的匝比來提高變壓器的輸出電壓，從而使直流/直流變換器在輸入電源掉電后，仍能維持20ms的額定輸出，而不是通過提高開關(guān)器件的占空比來解決hold-up問題，因此，可以將開關(guān)器件的正常工作占空比設(shè)置的較高，從而提高整個(gè)變換器的工作效率。
通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所作的詳細(xì)描述，可以更全面地理解和了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。附圖中，圖1是已有技術(shù)的全橋拓?fù)涫降闹绷?直流變換器的電路圖；圖2a是根據(jù)本發(fā)明的全橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的實(shí)施例的電路圖；圖2b是根據(jù)本發(fā)明的全橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的另一實(shí)施例的電路圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的不對(duì)稱半橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的實(shí)施例的電路圖；圖3b是根據(jù)本發(fā)明的不對(duì)稱半橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的另一實(shí)施例的電路圖；圖4a是根據(jù)本發(fā)明的單端反激式直流/直流變換器的實(shí)施例的電路圖；圖4b是根據(jù)本發(fā)明的單端反激式直流/直流變換器的另一實(shí)施例的電路圖；圖5a是根據(jù)本發(fā)明的單端正激式直流/直流變換器的實(shí)施例的電路圖；圖5b是根據(jù)本發(fā)明的單端正激式直流/直流變換器的另一實(shí)施例的電路圖；圖6是上述各變壓器的等效繞法。
先描述本發(fā)明的直流/直流變換方法。
圖1所示的傳統(tǒng)的直流/直流變換器中所使用的變換方法的步驟如下向?yàn)V波儲(chǔ)能電容器C1充電；
開關(guān)器件Q1-Q4交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將濾波儲(chǔ)能電容器C1上的直流電流轉(zhuǎn)換為高頻交流電流；變壓器T1對(duì)高頻交流電流進(jìn)行變壓；由整流二極管D1和D2組成的整流電路對(duì)變壓器T1輸出的交流電流進(jìn)行整流，并通過由電感器L2和電容器C3組成的LC濾波電路濾波得到直流輸出。
本發(fā)明的變換方法是在該基礎(chǔ)上增加一個(gè)檢測(cè)和調(diào)整匝比步驟，該檢測(cè)和調(diào)整匝比步驟與上述變換步驟同時(shí)進(jìn)行，包括檢測(cè)是否出現(xiàn)輸入電源掉電；當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)輸入電源掉電，則改變變壓器T1的匝比，提高變壓器T1的輸出電壓。
檢測(cè)是否出現(xiàn)輸入電源掉電可以通過檢測(cè)濾波儲(chǔ)能電容器C1上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)；也可以檢測(cè)變壓器T1的副邊N2和N2’上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
改變變壓器的匝比的方法有兩種，其一是增加變壓器T1的副邊的匝數(shù)來改變變壓器的匝比，提高變壓器T1的輸出電壓；其二是減少變壓器T1的原邊的匝數(shù)來改變變壓器的匝比，提高變壓器T1的輸出電壓。
由于本發(fā)明的方法通過改變變壓器的匝比來提高變壓器的輸出電壓，從而使直流/直流變換器在輸入電源掉電后，仍能維持20ms的額定輸出，而不是通過提高開關(guān)器件的占空比來解決hold-up問題，因此，可以提高開關(guān)器件的正常工作占空比，從而提高整個(gè)變換器的工作效率。
下面結(jié)合圖2描述本發(fā)明的全橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理。
圖2所示的實(shí)施例是以圖1所示的傳統(tǒng)直流/直流變換器為基礎(chǔ)進(jìn)行的改進(jìn)。如圖2所示，與圖1的直流/直流變換器不同之處是變壓器T2，并增加了一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件Q5和變?cè)芽刂齐娐稵C。該變壓器T2的副邊具有兩組副邊，第一組副邊為抽頭的副邊，形成兩個(gè)繞組N22和N22’，第一組副邊的抽頭與LC濾波電路的電容器C3相連，第一組副邊的兩個(gè)端頭分別與整流二極管D2和D3相連。第二組副邊也包括兩個(gè)繞組N23和N23’，分別連接到第一組副邊的兩個(gè)繞組N22和N22’上，即，第二組副邊的繞組N23連接到第一組副邊的繞組N22上，第二組副邊的繞組N23連接到第一組副邊的繞組N22’上。第二組副邊N23、N23’實(shí)際起到改變變壓器T2的副邊匝數(shù)的作用，因此，也稱為變?cè)迅边?。變?cè)迅边叺膬蓚€(gè)繞組N23、N23’分別連接一個(gè)第二整流二極管D1和D4，然后這兩個(gè)第二整流二極管D1和D4的輸出端相連后連接到變?cè)验_關(guān)器件Q5上。該變?cè)验_關(guān)器件再連接到LC濾波電路的電感器L2上。由于這種變壓器T2增加了變?cè)迅边?，屬于一種匝比可變的變壓器。
變?cè)验_關(guān)器件Q5可以采用MOSFET或IGBT等功率開關(guān)器件，它受到變?cè)芽刂齐娐稵C的控制導(dǎo)通或關(guān)斷。變?cè)芽刂齐娐稵C檢測(cè)輸入電源掉電情況。在正常工作時(shí)，即沒有出現(xiàn)輸入電源掉電，變?cè)验_關(guān)器件Q5關(guān)斷。此時(shí)，變壓器T2的匝比為N21/N22和N21/N22’。當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，濾波儲(chǔ)能電容器C1上的電壓開始下降。下降到臨界值時(shí)，變壓器T2的原匝比將不能維持額定輸出。變?cè)芽刂齐娐窓z測(cè)到該掉電情況，即輸出變?cè)研盘?hào)給變?cè)验_關(guān)器件Q5，控制變?cè)验_關(guān)器件Q5由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通。此時(shí)，變壓器T2的匝比減小為N21/(N22+N23)和N21/(N22’+N23’)，變壓器的副邊電壓得以抬升。這樣，在Hold-up時(shí)間內(nèi)，變換器可以維持額定輸出。
如上所述，由于本發(fā)明的變換裝置通過改變變壓器的匝比來提高變壓器的輸出電壓，從而使直流/直流變換器在輸入電源掉電后，仍能維持20ms的額定輸出，而不是通過提高開關(guān)器件的占空比來解決hold-up問題，因此，可以將開關(guān)器件的正常工作占空比設(shè)置的較高，從而提高整個(gè)變換器的工作效率。
在本實(shí)施例中，變?cè)芽刂齐娐稵C可以通過檢測(cè)濾波儲(chǔ)能電容器C1上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。也可以通過檢測(cè)變壓器的副邊上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。圖2a中沒有示出變?cè)芽刂齐娐稵C與濾波儲(chǔ)能電容器C1的連接以及變?cè)芽刂齐娐稵C與變壓器副邊的連接。
圖2b是全橋拓?fù)涫街绷?直流變換器的另一個(gè)實(shí)施例，圖2b的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)與圖2a的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)的差異在于，變壓器T3的變?cè)迅边呏挥幸粋€(gè)繞組N33，該繞組N33與第一副邊的一個(gè)繞組N32相連接，第一副邊的另一個(gè)繞組N32’上沒有連接變?cè)迅边吚@組。其工作原理基本上與圖2a相同，因此，在此不再重復(fù)。
圖3示出了本發(fā)明的半橋(可以工作在不對(duì)稱狀態(tài))拓?fù)涫街绷?直流變換器的電路結(jié)構(gòu)。圖3a和圖3b中的匝比可變變壓器T2和T3的結(jié)構(gòu)與圖2a和圖2b中的相同。圖3所示的半橋(可以工作在不對(duì)稱狀態(tài))拓?fù)涫街绷?直流變換器也包括有匝比控制電路TC(圖3中未示出)。圖3與圖2的區(qū)別僅在于，采用了半橋(可以工作在不對(duì)稱狀態(tài))拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即，開關(guān)器件組只包括兩個(gè)開關(guān)器件Q1和Q2，組成半橋結(jié)構(gòu)。其變?cè)训脑砼c圖2相同，不再重復(fù)。
在圖2和圖3的實(shí)施例中，都是通過增加變壓器副邊的匝數(shù)來改變變壓器的匝比的，以提高變壓器T1的輸出電路。
圖4示出了本發(fā)明的單端反激式直流/直流變換器的電路結(jié)構(gòu)。如圖4a所示，單端反激式直流/直流變換器只需要一個(gè)開關(guān)器件Q6即可。該開關(guān)器件Q6以較高的頻率導(dǎo)通和關(guān)斷，從而將直流電流轉(zhuǎn)換為高頻交流電流。圖4a中的匝比可變變壓器T4的副邊包括有第一副邊N42和第二副邊N43。第一副邊N42和第二副邊N43串接。第二副邊N43通過第二整流二極管D1連接到一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件Q5上，然后再連接到濾波電容器C2上。
變?cè)验_關(guān)器件Q5可以采用MOSFET或IGBT等功率開關(guān)器件，它受到變?cè)芽刂齐娐?圖中未示出)的控制導(dǎo)通或關(guān)斷。變?cè)芽刂齐娐窓z測(cè)輸入電源掉電情況。在正常工作時(shí)，即沒有出現(xiàn)輸入電源掉電，變?cè)验_關(guān)器件Q5關(guān)斷。此時(shí)，變壓器T4的匝比為N41/N42。當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，濾波儲(chǔ)能電容器C1上的電壓開始下降。下降到臨界值時(shí)，變壓器T4的原匝比將不能維持額定輸出。變?cè)芽刂齐娐窓z測(cè)到該掉電情況，即輸出變?cè)研盘?hào)給變?cè)验_關(guān)器件Q5，控制變?cè)验_關(guān)器件Q5由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通。此時(shí)，變壓器T4的匝比減小為N41/(N42+N43)，變壓器的副邊電壓得以抬升。這樣，在Hold-up時(shí)間內(nèi)，變換器可以維持額定輸出。
如上所述，由于本發(fā)明的變換裝置通過改變變壓器的匝比來提高變壓器的輸出電壓，從而使直流/直流變換器在輸入電源掉電后，仍能維持20ms的額定輸出，而不是通過提高開關(guān)器件的占空比來解決hold-up問題，因此，可以將開關(guān)器件的正常工作占空比設(shè)置的較高，從而提高整個(gè)變換器的工作效率。
在本實(shí)施例中，變?cè)芽刂齐娐房梢酝ㄟ^檢測(cè)濾波儲(chǔ)能電容器C1上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。也可以通過檢測(cè)變壓器的副邊上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
圖4b示出了單端反激式直流/直流變換器的另一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)。在圖4a的單端反激式直流/直流變換器的實(shí)施例中，改變變壓器的匝比采用了調(diào)整變壓器副邊的手段。在圖4b所示的實(shí)施例則采用改變變壓器的原邊來改變變壓器的匝比，以提高變壓器的輸出電壓。
如圖4b所示，變壓器T5的原邊具有一個(gè)抽頭，形成兩個(gè)繞組N51和N52。繞組N52的一端和抽頭分別連接第一開關(guān)器件Q7和第二開關(guān)器件Q8。圖4b所示的直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐稵CX。該變?cè)芽刂齐娐稵CX用于控制第一和第二開關(guān)器件Q7和Q8在不同的情況下分別工作。變?cè)芽刂齐娐稵CX檢測(cè)輸入電源掉電情況。在正常工作時(shí)，即沒有出現(xiàn)輸入電源掉電，第二開關(guān)器件Q8始終保持關(guān)斷，不工作，而使第一開關(guān)器件Q7工作，以較高頻率導(dǎo)通和關(guān)斷，產(chǎn)生高頻交流電。此時(shí)，變壓器T5的匝比為(N51+N52)/N53。當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，濾波儲(chǔ)能電容器C1上的電壓開始下降。下降到臨界值時(shí)，變壓器T5的原匝比將不能維持額定輸出。變?cè)芽刂齐娐稵CX檢測(cè)到該掉電情況后，即控制信號(hào)給第一和第二開關(guān)器件Q7和Q8，使第一開關(guān)器件Q7保持關(guān)斷，而使第二開關(guān)器件Q8工作，以較高頻率導(dǎo)通和關(guān)斷，產(chǎn)生高頻交流電。此時(shí)，變壓器T5的匝比減小為N51/N53，變壓器T5的副邊電壓得以抬升。這樣，在Hold-up時(shí)間內(nèi)，變換器可以維持額定輸出。
如上所述，由于本發(fā)明的變換裝置通過改變變壓器的匝比來提高變壓器的輸出電壓，從而使直流/直流變換器在輸入電源掉電后，仍能維持20ms的額定輸出，而不是通過提高開關(guān)器件的占空比來解決hold-up問題，因此，可以將開關(guān)器件Q7和Q8的正常工作占空比設(shè)置的較高，從而提高整個(gè)變換器的工作效率。
在本實(shí)施例中，變?cè)芽刂齐娐稵CX可以通過檢測(cè)濾波儲(chǔ)能電容器C1上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。也可以通過檢測(cè)變壓器的副邊上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。圖4b中沒有示出變?cè)芽刂齐娐稵CX與濾波儲(chǔ)能電容器C1的連接以及變?cè)芽刂齐娐稵C與變壓器副邊的連接。
圖5示出了本發(fā)明的單端正激式直流/直流變換器的電路結(jié)構(gòu)。圖5所示的正激式直流/直流變換器的電路結(jié)構(gòu)與圖4所示的反激式直流/直流變換器的差異僅在于反激式直流/直流變換器中的變壓器T4、T5的原邊和副邊反相繞制，而圖5所示的正激式直流/直流變換器中的變壓器T6、T7的原邊N61、N71、N72與副邊N62、N63和N73同相繞制。其它電路結(jié)構(gòu)與工作原理基本相同，在此不再重復(fù)。
上面以具體地詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)較佳實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，上述這些并不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。例如，圖2至圖5中的變壓器的繞法也可以如圖6所示的各種形式。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的一般人員來說，可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，作出種種變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附來決定。
權(quán)利要求
1.一種直流/直流變換方法，包括下列步驟向?yàn)V波儲(chǔ)能電容器充電；開關(guān)器件高頻交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將所述濾波儲(chǔ)能電容器上的直流電流轉(zhuǎn)換為高頻交流電流；變壓器將所述高頻交流電流進(jìn)行變壓；整流電路對(duì)所述變壓器輸出的交流電流進(jìn)行整流，并通過LC濾波電路濾波得到直流輸出；其特征在于，還包括在進(jìn)行上述變換的同時(shí)，進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整所述變壓器匝比步驟，所述檢測(cè)和調(diào)整匝比步驟包括檢測(cè)是否出現(xiàn)輸入電源掉電；當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)輸入電源掉電，則改變所述變壓器的匝比，改變所述變壓器的輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的直流/直流變換方法，其特征在于，通過檢測(cè)所述濾波儲(chǔ)能電容器上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的直流/直流變換方法，其特征在于，通過檢測(cè)所述變壓器的副邊上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的直流/直流變換方法，其特征在于，通過增加所述變壓器的副邊的匝數(shù)來改變變壓器的匝比，提高所述變壓器的輸出電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的直流/直流變換方法，其特征在于，通過減少所述變壓器的原邊的匝數(shù)來改變變壓器的匝比，提高所述變壓器的輸出電壓。
6.一種直流/直流變換器，包括直流電源，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；開關(guān)器件組，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述開關(guān)器件交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，與所述開關(guān)器件組相連，所述變壓器包括一組抽頭的副邊，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；兩個(gè)整流二極管，分別與所述變壓器的副邊的兩個(gè)端頭相連，并且，其輸出端相連接，所述兩個(gè)整流二極管對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電和包括電感器和電容器的LC濾波電路，其電感器與所述整流二極管相連，其電容器與所述變壓器的副邊的抽頭相連，所述LC濾波電路用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；其特征在于，至少在所述變壓器的副邊兩端之一端上增加一組變?cè)迅边吅团c增加的變?cè)迅边呄噙B的第二整流二極管，所述第二整流二極管的輸出端通過一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件連接到所述LC濾波電路的所述電感器上，在正常工作時(shí)，所述變?cè)验_關(guān)器件關(guān)斷；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐罚糜诳刂扑鲎冊(cè)验_關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述變?cè)验_關(guān)器件導(dǎo)通。
7.如權(quán)利要求6所述的直流/直流變換器，其特征在于，在所述變壓器的副邊兩端上各增加一組第二副邊和與增加的第二副邊相連的第二整流二極管，所述兩個(gè)第二整流二極管的輸出端相連，通過一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件連接到所述LC濾波電路的所述電感器上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的直流/直流變換器，其特征在于，所述控制電路與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，通過檢測(cè)所述濾波儲(chǔ)能電容器上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的直流/直流變換器，其特征在于，所述控制電路與所述變壓器的副邊相連，通過檢測(cè)所述變壓器的副邊上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
10.一種直流/直流變換器，包括直流電源，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；開關(guān)器件，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述開關(guān)器件高頻導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，與所述開關(guān)器件相連，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；整流二極管，與所述變壓器的第一副邊的第一端頭相連，對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電；和包括電感器和電容器的LC濾波電路，其電感器與所述整流二極管相連，其電容器與所述變壓器第一副邊的第二端頭相連，所述LC濾波電路用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；其特征在于，在所述變壓器副邊的第一端上串接一第二副邊和與增加的第二副邊相連的第二整流二極管，所述第二整流二極管的輸出端通過一個(gè)變?cè)验_關(guān)器件連接到所述LC濾波電路的所述電感器上，在正常工作時(shí)，所述變?cè)验_關(guān)器件關(guān)斷；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐罚糜诳刂扑鲎冊(cè)验_關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述變?cè)验_關(guān)器件導(dǎo)通。
11.如權(quán)利要求10所述的直流/直流變換器，其特征在于，所述控制電路與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，通過檢測(cè)所述濾波儲(chǔ)能電容器上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
12.一種直流/直流變換器，包括直流電源，提供直流電；濾波儲(chǔ)能電容器，與所述直流電源相連，由直流電源向其充電；第一開關(guān)器件，與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，所述第一開關(guān)器件高頻導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電；變壓器，其原邊的一端與所述第一開關(guān)器件相連，對(duì)所述開關(guān)器件輸出的所述高頻交流電進(jìn)行變壓；整流二極管，與所述變壓器的副邊相連，對(duì)所述變壓器輸出的交流電進(jìn)行整流，輸出直流電；和包括電感器和電容器的LC濾波電路，與所述整流二極管相連，用于對(duì)所述整流二極管輸出的直流電進(jìn)行濾波；其特征在于，在所述變壓器原邊上設(shè)置一個(gè)抽頭，所述原邊的抽連接一個(gè)第二開關(guān)器件，所述第二開關(guān)器件的另一端與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連；所述直流/直流變換器還包括一個(gè)變?cè)芽刂齐娐?，用于控制所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件的工作，在正常工作時(shí)，所述變?cè)芽刂齐娐肥顾龅谝婚_關(guān)器件工作，使所述第二開關(guān)器件不工作，當(dāng)出現(xiàn)輸入電源掉電時(shí)，控制所述開關(guān)器件不工作，而使所述第二開關(guān)器件工作。
13.如權(quán)利要求12所述的直流/直流變換器，其特征在于，所述控制電路與所述濾波儲(chǔ)能電容器相連，通過檢測(cè)所述濾波儲(chǔ)能電容器上電壓的下降得到輸入電源掉電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流/直流變換方法及其變換器。傳統(tǒng)的直流/直流變換器采用提高開關(guān)器件的占空比來克服Hold－up問題。因此,開關(guān)器件正常工作時(shí)的占空比較低。本發(fā)明提供的直流/直流變換方法包括:在進(jìn)行直流/直流變換的同時(shí),進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整匝比,其步驟包括:檢測(cè)是否出現(xiàn)輸入電源掉電;當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)輸入電源掉電,則改變變壓器的匝比,提高變壓器的輸出電壓。由于不再通過提高占空比來克服Hold－up問題,因此,可以提高開關(guān)器件的正常工作占空比,從而提高變換效率。
文檔編號(hào)H02M3/22GK1352482SQ00133948
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月9日
發(fā)明者應(yīng)建平, 溫兆均, 耿海 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司