本申請要求在2015年12月1日遞交的美國臨時(shí)申請No.62/261,731的權(quán)益。上述申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于提供不同輸出電壓的可更改的DC-DC功率變換器。

背景技術(shù)：

這部分提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，該背景信息不一定為現(xiàn)有技術(shù)。

功率變換器可以被設(shè)計(jì)為提供特定輸出電壓。在一些情況下，功率變換器可以包括一個(gè)或多個(gè)變壓器和/或電源開關(guān)。在一些情況下，變壓器的匝數(shù)比、聯(lián)接到變壓器的功率變換器輸入端和輸出端的連接、和/或電源開關(guān)的占空比可以具體設(shè)計(jì)為提供輸出電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

這部分提供本發(fā)明的總體概述，且不是本發(fā)明的完整范圍或本發(fā)明的所有特征的全面公開。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種DC-DC功率變換器成套設(shè)備包括主體、多個(gè)輸入端連接器和多個(gè)輸出端連接器。所述主體包括多個(gè)輸入端、多個(gè)輸出端和多個(gè)變壓器，所述多個(gè)輸入端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸入端，所述多個(gè)輸出端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸出端。每個(gè)變壓器包括用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸入端中的一個(gè)輸入端的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組以及用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端的至少一個(gè)次級繞組。所述多個(gè)輸入端連接器均配置成聯(lián)接在每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及在所述多個(gè)輸入端之間，以及改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接和所述多個(gè)輸入端之間的連接中的至少一個(gè)連接，改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接用以調(diào)節(jié)每個(gè)變壓器的匝數(shù)比。所述多個(gè)輸出端連接器均配置成聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間以改變所述多個(gè)輸出端之間的連接。所述功率變換器輸出端配置成在使用所述多個(gè)輸入端連接器中的第一組輸入端連接器和所述多個(gè)輸出端連接器中的第一輸出端連接器時(shí)提供第一輸出電壓，以及所述功率變換器輸出端配置成在使用所述多個(gè)輸入端連接器中的第二組輸入端連接器和所述多個(gè)輸出端連接器中的第二輸出端連接器時(shí)提供不同于所述第一輸出電壓的第二輸出電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開了一種用于調(diào)節(jié)DC-DC功率變換器的輸出電壓的方法。所述功率變換器包括多個(gè)輸入端、多個(gè)輸出端和多個(gè)變壓器，所述多個(gè)輸入端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸入端，所述多個(gè)輸出端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸出端。每個(gè)變壓器包括用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸入端中的一個(gè)輸入端的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組以及用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端的至少一個(gè)次級繞組。所述方法包括：將多個(gè)輸入端連接器中的第一組輸入端連接器聯(lián)接在每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及聯(lián)接在所述多個(gè)輸入端之間，以及將多個(gè)輸出端連接器中的一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間，因此所述功率變換器輸出端配置成提供第一輸出電壓。所述方法還包括：將所述多個(gè)輸入端連接器中的第二組輸入端連接器聯(lián)接在每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及聯(lián)接在所述多個(gè)輸入端之間，以及將所述多個(gè)輸出端連接器中的另一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間，因此所述功率變換器輸出端配置成提供不同于所述第一輸出電壓的第二輸出電壓。所述輸入端連接器均配置成改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接和所述多個(gè)輸入端之間的連接中的至少一個(gè)連接，改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接用以調(diào)節(jié)每個(gè)變壓器的匝數(shù)比，以及所述輸出端連接器均配置成改變所述多個(gè)輸出端之間的連接。

具體地，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。

1、一種DC-DC功率變換器成套設(shè)備，包括：

主體，所述主體包括多個(gè)輸入端、多個(gè)輸出端和多個(gè)變壓器，所述多個(gè)輸入端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸入端，所述多個(gè)輸出端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸出端，每個(gè)變壓器包括用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸入端中的一個(gè)輸入端的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組以及用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端的至少一個(gè)次級繞組；

多個(gè)輸入端連接器，每個(gè)輸入端連接器配置成聯(lián)接在所述每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及聯(lián)接在所述多個(gè)輸入端之間、以及改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接和所述多個(gè)輸入端之間的連接中的至少一個(gè)連接，改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接用以調(diào)節(jié)所述每個(gè)變壓器的匝數(shù)比；以及

多個(gè)輸出端連接器，每個(gè)輸出端連接器配置成聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間以改變所述多個(gè)輸出端之間的連接，

所述功率變換器輸出端配置成在使用所述多個(gè)輸入端連接器中的第一組輸入端連接器和所述多個(gè)輸出端連接器中的第一輸出端連接器時(shí)提供第一輸出電壓，以及所述功率變換器輸出端配置成在使用所述多個(gè)輸入端連接器中的第二組輸入端連接器和所述多個(gè)輸出端連接器中的第二輸出端連接器時(shí)提供不同于所述第一輸出電壓的第二輸出電壓。

2、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述功率變換器輸出端配置成提供所述第一輸出電壓或所述第二輸出電壓而不改變所述功率變換器輸出端處的輸出功率。

3、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)輸入端之間的連接包括并聯(lián)連接，且其中，所述多個(gè)輸出端之間的連接包括串聯(lián)連接。

4、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)輸入端之間的連接包括串聯(lián)連接，且其中，所述多個(gè)輸出端之間的連接包括并聯(lián)連接。

5、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)變壓器包括四個(gè)變壓器。

6、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)輸入端之間的連接包括串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的組合，且其中，所述多個(gè)輸出端之間的連接包括串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的組合。

7、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)輸入端連接器均配置成改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的所述每個(gè)初級繞組之間的連接以調(diào)節(jié)所述每個(gè)變壓器的匝數(shù)比。

8、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述多個(gè)輸入端連接器均配置成改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的所述每個(gè)初級繞組之間的連接以調(diào)節(jié)所述每個(gè)變壓器的匝數(shù)比以及所述多個(gè)輸入端之間的連接。

9、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的所述每個(gè)初級繞組之間的連接包括并聯(lián)連接。

10、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的所述每個(gè)初級繞組之間的連接包括串聯(lián)連接。

11、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的所述每個(gè)初級繞組之間的連接包括串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的組合。

12、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述每個(gè)變壓器包括四個(gè)初級繞組。

13、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述主體包括多個(gè)整流電路，每個(gè)整流電路聯(lián)接到所述每個(gè)變壓器的所述至少一個(gè)次級繞組。

14、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述主體包括多個(gè)濾波器，每個(gè)濾波器聯(lián)接到所述每個(gè)變壓器的所述至少一個(gè)次級繞組。

15、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述主體包括聯(lián)接到所述多個(gè)輸入端的開關(guān)電路。

16、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述開關(guān)電路包括全橋變換器。

17、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述全橋變換器包括相移全橋功率變換器。

18、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述開關(guān)電路包括諧振變換器。

19、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述功率變換器輸出端配置成在使用所述多個(gè)輸入端連接器中的第三組輸入端連接器和所述多個(gè)輸出端連接器中的第三輸出端連接器時(shí)提供不同于所述第一輸出電壓和所述第二輸出電壓的第三輸出電壓。

20、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述第一組輸入端連接器定位在一個(gè)或多個(gè)電路板上。

21、如前述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的DC-DC功率變換器成套設(shè)備，其中，所述第一輸出端連接器由一個(gè)或多個(gè)匯流條形成。

22、一種用于調(diào)節(jié)DC-DC功率變換器的輸出電壓的方法，所述DC-DC功率變換器包括多個(gè)輸入端、多個(gè)輸出端和多個(gè)變壓器，所述多個(gè)輸入端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸入端，所述多個(gè)輸出端配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸出端，每個(gè)變壓器包括用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸入端中的一個(gè)輸入端的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組以及用于聯(lián)接到所述多個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端的至少一個(gè)次級繞組，所述方法包括：

將多個(gè)輸入端連接器中的第一組輸入端連接器聯(lián)接在所述每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及聯(lián)接在所述多個(gè)輸入端之間，以及將多個(gè)輸出端連接器中的一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間，因此所述功率變換器輸出端配置成提供第一輸出電壓，以及

將所述多個(gè)輸入端連接器中的第二組輸入端連接器聯(lián)接在所述每個(gè)變壓器的所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及聯(lián)接在所述多個(gè)輸入端之間，以及將所述多個(gè)輸出端連接器中的另一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在所述多個(gè)變壓器與所述多個(gè)輸出端之間，因此所述功率變換器輸出端配置成提供不同于所述第一輸出電壓的第二輸出電壓，

其中，所述輸入端連接器均配置成改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接和所述多個(gè)輸入端之間的連接中的至少一個(gè)連接，改變所述兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的每個(gè)初級繞組之間的連接用以調(diào)節(jié)所述每個(gè)變壓器的匝數(shù)比，且其中，所述輸出端連接器均配置成改變所述多個(gè)輸出端之間的連接。

其它方面和適用區(qū)域?qū)谋疚闹刑峁┑拿枋鲎兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各個(gè)方面可以單獨(dú)地或與一個(gè)或多個(gè)其它方面組合來實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中的描述和具體示例意圖僅出于說明目的且不意圖限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本文中所描述的附圖僅出于說明所選的實(shí)施方式而非所有可能實(shí)現(xiàn)方式的目的，且不意圖限制本發(fā)明的范圍。

圖1A為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的包括可互換的輸入端連接器、兩個(gè)變壓器和可互換的輸出端連接器的DC-DC功率變換器的框圖。

圖1B為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖1的DC-DC功率變換器的框圖，該DC-DC功率變換器的變壓器輸入并聯(lián)且變壓器輸出串聯(lián)。

圖1C為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖1的DC-DC功率變換器的框圖，該DC-DC功率變換器的變壓器輸入串聯(lián)且變壓器輸出并聯(lián)。

圖2A為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的可用于圖1A的變壓器中的任一者的具有并聯(lián)初級繞組配置的變壓器的電路圖。

圖2B為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的可用于圖1A的變壓器中的任一者的具有串聯(lián)初級繞組配置的變壓器的電路圖。

圖3A為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括兩個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，每個(gè)變壓器具有并聯(lián)初級繞組配置。

圖3B為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖3A的DC-DC功率變換器的包括三個(gè)輸入端連接器的初級側(cè)的電路圖。

圖3C為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖3A的DC-DC功率變換器的包括一個(gè)輸出端連接器的變壓器輸出的電路圖。

圖4A為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括兩個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，這兩個(gè)變壓器具有并聯(lián)的輸入端和串聯(lián)的輸出端。

圖4B為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖4A的DC-DC功率變換器的包括三個(gè)輸入端連接器的初級側(cè)的電路圖。

圖4C為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖4A的DC-DC功率變換器的包括一個(gè)輸出端連接器的變壓器輸出的電路圖。

圖5為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括兩個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，這兩個(gè)變壓器具有串聯(lián)的輸入端和并聯(lián)的輸出端。

圖6為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括兩個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，每個(gè)變壓器具有串聯(lián)初級繞組配置。

圖7A為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括四個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，每個(gè)變壓器具有并聯(lián)初級繞組配置。

圖7B為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖7A的DC-DC功率變換器的包括五個(gè)輸入端連接器的初級側(cè)的電路圖。

圖8A為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括四個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，每個(gè)變壓器的初級繞組以串聯(lián)和并聯(lián)組合來聯(lián)接。

圖8B為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖8A的DC-DC功率變換器的包括五個(gè)輸入端連接器的初級側(cè)的電路圖。

圖9A為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括四個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，這四個(gè)變壓器具有并聯(lián)的輸入端和串聯(lián)的輸出端。

圖9B為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的圖9A的DC-DC功率變換器的包括五個(gè)輸入端連接器的初級側(cè)的電路圖。

圖10為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括四個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，這四個(gè)變壓器具有串聯(lián)的輸入端和并聯(lián)的輸出端。

圖11為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括四個(gè)變壓器的DC-DC功率變換器的電路圖，每個(gè)變壓器具有串聯(lián)初級繞組配置。

圖12為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的類似于圖3A的DC-DC功率變換器的、但包括LLC諧振功率變換器的DC-DC功率變換器的電路圖。

圖13為根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的類似于圖4A的DC-DC功率變換器的、但包括LLC諧振功率變換器的DC-DC功率變換器的電路圖。

圖14為根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括三個(gè)輸入端連接器和三個(gè)輸出端連接器的功率變換器的等距視圖。

在附圖中的多個(gè)視圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記指示對應(yīng)的部分或特征。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例性實(shí)施方式。

提供了示例性實(shí)施方式，使得本發(fā)明將是透徹的且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地傳達(dá)范圍。對大量的特定細(xì)節(jié)(諸如特定部件、設(shè)備和方法的示例)進(jìn)行陳述，以提供對本發(fā)明的實(shí)施方式的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，不一定采用特定細(xì)節(jié)，示例性實(shí)施方式可以體現(xiàn)為許多不同的形式，并且示例性實(shí)施方式不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的范圍。在一些示例性實(shí)施方式中，沒有對公知的過程、公知的設(shè)備結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述。

本文中所使用的術(shù)語僅出于描述具體示例性實(shí)施方式的目的而不旨在進(jìn)行限制。如本文中所使用的，單數(shù)形式“一”和“該”也可以旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確說明。術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的且因此指定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件、和/或其組合。本文中所描述的方法步驟、過程和操作不應(yīng)被解釋為必須要求它們以所討論或說明的特定順序來執(zhí)行，除非特別指出了執(zhí)行順序。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用額外的或替選的步驟。

盡管在本文中可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語可以僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。當(dāng)諸如“第一”、“第二”的術(shù)語和其它數(shù)字術(shù)語在本文中使用時(shí)不暗示次序或順序，除非上下文有明確地說明。因而，在不脫離示例性實(shí)施方式的教導(dǎo)的情況下，以下所討論的第一元件、第一部件、第一區(qū)域、第一層或第一部分可以被稱為第二元件、第二部件、第二區(qū)域、第二層或第二部分。

為了便于說明，在本文中可以使用空間相對術(shù)語，諸如“內(nèi)部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，來描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它的一個(gè)或多個(gè)元件或特征的關(guān)系。除了圖中示出的方位之外，空間相對術(shù)語可以旨在包括設(shè)備在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的設(shè)備被翻轉(zhuǎn)，則描述為在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件將被取向?yàn)樵谏鲜銎渌蛱卣鞯摹吧戏健?。因而，示例性的術(shù)語“下方”可以包括上方和下方兩種方位。該設(shè)備可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或旋轉(zhuǎn)到其它方位)且本文中所使用的空間相對描述符可以被相應(yīng)地解釋。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于調(diào)節(jié)DC-DC功率變換器的輸出電壓的方法，該DC-DC功率變換器包括：多個(gè)輸入端，其配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸入端；多個(gè)輸出端，其配置成彼此聯(lián)接以形成功率變換器輸出端；以及多個(gè)變壓器。每個(gè)變壓器包括用于聯(lián)接到多個(gè)輸入端中的一個(gè)輸入端的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組、以及用于聯(lián)接到多個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端的至少一個(gè)次級繞組。該方法包括：將多個(gè)輸入端連接器中的一組輸入端連接器聯(lián)接在每個(gè)變壓器的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及在多個(gè)輸入端之間，以及將多個(gè)輸出端連接器中的一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在多個(gè)變壓器與多個(gè)輸出端之間，因此功率變換器輸出端可以提供一輸出電壓。該方法還包括：將多個(gè)輸入端連接器中的另一組輸入端連接器聯(lián)接在每個(gè)變壓器的兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組之間以及在多個(gè)輸入端之間，以及將多個(gè)輸出端連接器中的另一個(gè)輸出端連接器聯(lián)接在多個(gè)變壓器與多個(gè)輸出端之間，因此功率變換器輸出端可以提供另一輸出電壓。多個(gè)輸入端連接器改變兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組中的各個(gè)繞組之間的至少一個(gè)連接以調(diào)節(jié)每個(gè)變壓器的匝數(shù)比和多個(gè)輸入端之間的連接，以及多個(gè)輸出端連接器改變多個(gè)輸出端之間的連接。

通過改變每個(gè)變壓器的多個(gè)輸出端、多個(gè)輸入端、和/或初級繞組之間的連接，功率變換器可以被設(shè)計(jì)為提供各種不同的輸出電壓(例如調(diào)節(jié)的輸出電壓)。因此，當(dāng)聯(lián)接到功率變換器輸出端的負(fù)載改變時(shí)，用戶(例如制造商、顧客等)可以用新的輸入端連接器和/或輸出端連接器替換功率變換器中現(xiàn)有的輸入端連接器和/或輸出端連接器以滿足新的負(fù)載要求。在這類示例中，功率變換器的其余部件可以保持不變。

如下文進(jìn)一步闡述，初級繞組、多個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端之間的連接可以為并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、和/或串聯(lián)連接與并聯(lián)連接的組合。因此，多個(gè)輸入端、多個(gè)輸出端、和/或初級繞組均可以串聯(lián)、并聯(lián)、和/或以串聯(lián)連接與并聯(lián)連接的組合來聯(lián)接。

例如，如果多個(gè)輸入端串聯(lián)在一起，則多個(gè)輸出端可以并聯(lián)在一起。可替選地，如果多個(gè)輸入端并聯(lián)在一起，則多個(gè)輸出端可以串聯(lián)在一起。如下文進(jìn)一步闡述，多個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端之間的這些對比式連接確保在多個(gè)變壓器之間的電力共享。

在一些實(shí)施方式中，輸入端連接器可以僅改變各個(gè)初級繞組之間的連接以調(diào)節(jié)變壓器的匝數(shù)比。在這類示例中，多個(gè)輸入端之間的連接未被改變。在其它示例中，輸入端連接器可以僅改變多個(gè)輸入端之間的連接而不改變各個(gè)初級繞組之間的連接。在該情況下，每個(gè)變壓器的匝數(shù)比未被改變?？商孢x地，如果需要，則輸入端連接器可以改變各個(gè)初級繞組之間的連接和多個(gè)輸入端之間的連接。

在一些情況下，如下文進(jìn)一步闡述，可以調(diào)節(jié)輸出電壓，而不改變功率變換器的輸出功率。例如，如下文進(jìn)一步闡述，功率變換器可以初始被設(shè)計(jì)為在4000W下提供12V。如果需要，則輸入端連接器和/或輸出端連接器可以被替換使得功率變換器可以在4000W下提供24V。

圖1A至圖1C示出能夠?qū)崿F(xiàn)本文中所公開的一個(gè)或多個(gè)方法的一個(gè)示例性DC-DC功率變換器。應(yīng)當(dāng)理解，也可以采用其它合適的示例性變換器。

例如，圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的DC-DC功率變換器且總體用附圖標(biāo)記100來指示。如圖1A所示，功率變換器100包括主體102，該主體102具有輸入端104、輸出端106和變壓器108，每個(gè)變壓器108包括初級繞組110(為了簡明僅示出一個(gè))和次級繞組112。功率變換器100還包括一組輸入端連接器114以及輸出端連接器116，該組輸入端連接器114聯(lián)接在每個(gè)變壓器108的初級繞組110之間以及在輸入端104之間，該輸出端連接器116聯(lián)接在變壓器108和輸出端106之間。

各種不同的輸入端連接器和/或輸出端連接器在功率變換器100中可互換以改變初級繞組之間的連接以調(diào)節(jié)變壓器的匝數(shù)比、改變輸入端之間的連接、和/或輸出端之間的連接。因此，如上文所闡述，功率變換器100在使用一組輸入端連接器和一個(gè)輸出端連接器時(shí)提供一個(gè)輸出電壓，以及在使用另一組輸入端連接器和另一個(gè)輸出端連接器時(shí)提供另一個(gè)輸出電壓。

例如，如圖1B所示，功率變換器100包括兩個(gè)輸入端104a、104b(統(tǒng)稱為圖1A的輸入端104)，這兩個(gè)輸入端104a、104b由于一組特定輸入端連接器(例如圖1A的輸入端連接器114)而并聯(lián)連接以形成功率變換器輸入端118。類似地，功率變換器100包括兩個(gè)輸出端106a、106b(統(tǒng)稱為圖1A的輸出端106)，這兩個(gè)輸出端106a、106b由于特定輸出端連接器(例如圖1A的輸出端連接器116)而串聯(lián)連接以形成功率變換器輸出端120(提供輸出電壓Vo)?？商孢x地，如圖1C所示，功率變換器100的輸入端104a、輸入端104b可具有串聯(lián)連接，從而形成功率變換器輸入端118，而功率變換器100的輸出端106a、輸出端106b可具有并聯(lián)連接，從而形成功率變換器輸出端120以提供輸出電壓Vo’。這些不同的輸入端配置和輸出端配置的原因是相比于用于圖1B中的電源的輸入端連接器和輸出端連接器不同的輸入端連接器和輸出端連接器。

附加地，圖1A的初級繞組110可以由于一組特定輸入端連接器而并聯(lián)或串聯(lián)。這導(dǎo)致變壓器108的匝數(shù)比發(fā)生變化。例如，圖2A示出包括并聯(lián)的繞組202、繞組204的初級繞組110，以及圖2B示出包括串聯(lián)的繞組202、繞組204的初級繞組110。

優(yōu)選地，圖1A至圖1C和圖2A至圖2B的次級繞組112配置未被改變。例如，盡管改變輸出端連接器可以改變功率變換器100的輸出電壓，但是不同的輸出端連接器不改變次級繞組112配置且因此不改變變壓器108的匝數(shù)比。

在一些示例性實(shí)施方式中，每個(gè)變壓器可以包括多于兩個(gè)初級繞組。例如，圖3A、圖4A、圖5和圖6示出DC-DC功率變換器300、400、500、600，每個(gè)DC-DC功率變換器包括：全橋變換器302，其具有用于接收輸入電壓V1的電源開關(guān)Q1、Q2、Q3、Q4；輸入端304(有時(shí)被稱為功率變換器輸入端304)；變壓器TX1、TX2；整流電路，其具有二極管D1、D2、D3、D4；濾波電路，其具有電感器L5、L6和電容器C1、C2(統(tǒng)稱為濾波電路320、濾波電路322)；以及功率變換器輸出端306，其用于提供輸出電壓Vo。功率變換器輸出端306由在濾波電路320、濾波電路322的輸出側(cè)上的變壓器輸出端308、變壓器輸出端310形成。

變壓器TX1、TX2均包括聯(lián)接到輸入端304的四個(gè)初級繞組P1、P2、P3、P4以及聯(lián)接到功率變換器輸出端306的兩個(gè)次級繞組S1、S2。每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組P1、P2、P3、P4彼此聯(lián)接，以及每個(gè)變壓器TX1、TX2的次級繞組S1、S2彼此聯(lián)接。如圖3A、圖4A、圖5和圖6所示，整流電路聯(lián)接到次級繞組S1、S2以形成中心抽頭的全波整流器。

如本文中所闡述，可以采用不同的輸入端連接器和/或輸出端連接器來改變功率變換器的變壓器輸入端(例如變壓器的初級側(cè))、變壓器初級繞組、和/或變壓器輸出端之間的連接以調(diào)節(jié)輸出電壓Vo。例如，圖3B示出變壓器TX1、變壓器TX2的初級側(cè)的一部分，該部分包括一組輸入端連接器312、314、316，以獲得每個(gè)變壓器TX1、TX2的特定繞組配置以及形成圖3A的功率變換器輸入端304的特定輸入端配置。類似地，圖3C示出變壓器TX1、變壓器TX2的次級側(cè)的一部分，該部分包括輸出端連接器318，以獲得特定輸出配置，從而形成圖3A的功率變換器輸出端306。這些連接器312、314、316、318的組合允許圖3A的功率變換器300提供特定輸出電壓，如下文進(jìn)一步闡述。

如圖3B所示，輸入端連接器312、輸入端連接器314均包括八個(gè)端子S1-S4、F1-F4，以及輸入端連接器316包括四個(gè)端子S1-S2、F1-F2。輸入端連接器312、輸入端連接器314的端子聯(lián)接到每個(gè)變壓器的初級繞組P1、P2、P3、P4以及輸入端連接器316的端子。類似地，圖3C的輸出端連接器318包括四個(gè)端子R1-R2、O1-O2，這四個(gè)端子R1-R2、O1-O2借助濾波電路320、濾波電路322聯(lián)接到變壓器TX1、變壓器TX2。

通過使用輸入端連接器312、輸入端連接器314，每個(gè)變壓器TX1、TX2的四個(gè)初級繞組P1、P2、P3、P4并聯(lián)。如果每個(gè)初級繞組包括五匝且每個(gè)次級繞組包括一匝(如在圖3A的特定示例中)，每個(gè)變壓器TX1、TX2具有為5:1的匝數(shù)比N。附加地，每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組由于輸入端連接器312而與橋式變換器302串聯(lián)，以及功率變換器300的變壓器輸出端308、310由于輸出端連接器318而并聯(lián)(以形成功率變換器輸出端306)。因此，變壓器輸入端之間的連接為串聯(lián)連接且變壓器輸出端之間的連接為并聯(lián)連接。如下文進(jìn)一步闡述，該配置確保變壓器輸出端之間的電力平衡。

由于每個(gè)變壓器TX1、TX2的并聯(lián)的初級繞組與橋式變換器302串聯(lián)，因此每個(gè)初級繞組兩端的電壓為輸入電壓V1的一半。因此，如果功率變換器300被設(shè)計(jì)成具有例如6V/1000W的輸出且功率變換器300接收12V/500W的輸入，則每個(gè)變壓器的輸出端由于5:1的匝數(shù)比、中心抽頭配置等而提供6V/500W(在其周期期間)。

經(jīng)過每個(gè)變壓器輸出端308、310的電流可以通過將由每個(gè)變壓器輸出端提供的功率除以每個(gè)變壓器輸出端的電壓來計(jì)算。因此，在該特定示例中，經(jīng)過每個(gè)變壓器輸出端308、310的電流為83.3A(即，500W÷6V)。

由于變壓器TX1、變壓器TX2的并聯(lián)的初級繞組串聯(lián)，因此經(jīng)過變壓器TX1、變壓器TX2的每個(gè)初級側(cè)的電流I_py是相同的。然后可以使用該電流I_py來通過將電流I_py乘以匝數(shù)比(N)(即，電流I_py×5)找出次級繞組S1、次級繞組S2中的電流。在該特定示例中，由于輸出308、輸出310的并聯(lián)連接，每個(gè)變壓器輸出端308、310平等地共享次級繞組電流，從而確保在功率變換器300的輸出端處的相等的電力共享。

附加地，由于變壓器輸出端308、變壓器輸出端310并聯(lián)，因此來自兩個(gè)輸出端308、310的功率(例如500W)被相加在一起以獲得功率變換器輸出端306處的功率。因此，在該特定示例中，來自功率變換器300的輸出為1000W、6V。

在圖3A、圖4A、圖5和圖6的特定示例中，每個(gè)變壓器TX1、TX2的總的漏電感分別用電感Llk1、電感Llk2來表示。電感Llk1、電感Llk2與變壓器初級匝數(shù)的平方((Npy)^2)成比例且可能造成占空比損耗，這是因?yàn)殡姼蠰lk1、電感Llk2在每個(gè)周期期間的斜升開始延遲次級側(cè)電流。該延遲(dt)和由于漏電感產(chǎn)生的能量(ELlk)可以分別通過下文用于圖3A的特定示例的方程式(1)和方程式(2)來計(jì)算。

其中，Llk為漏電感，I為初級繞組電流(例如，電流I_py)，以及V為變壓器的初級側(cè)的電壓(V1÷2)。

假設(shè)漏電感相同，則延遲(dt)和能量(ELlk)可以分別被簡化為如下的方程式(3)和方程式(4)。

附加地，變壓器TX1、TX2的磁化電感可以分別用Lm1、Lm2來表示。假設(shè)變壓器的磁化電感相等，則通過橋式變換器302看到的總磁化電感Lmag被示出在如下的方程式(5)中。

Lmag＝2×Lm1＝2×Lm2 (5)

出于一些原因，如果聯(lián)接到功率變換器300的負(fù)載改變(例如新負(fù)載、現(xiàn)存負(fù)載需求增加等)，圖3B至圖3C的連接器312、314、316、318中的一者或多者可以用不同的連接器替換。例如，圖4A的功率變換器400為圖3的功率變換器300，但其變壓器輸入端連接、變壓器初級繞組連接、和/或變壓器輸出端連接被更改。這些更改后的連接通過使用不同的連接器來實(shí)現(xiàn)。

例如，圖4B示出圖4A的變壓器TX1、TX2的初級側(cè)的一部分，該部分包括一組輸入端連接器412、414、416以獲得每個(gè)變壓器的特定繞組配置以及形成圖4A的功率變換器輸入端304的特定輸入端配置。圖4C示出圖4A的變壓器TX1、TX2的次級側(cè)的一部分，該部分包括輸出端連接器418以獲得形成圖4A的功率變換器輸出端306的特定輸出配置。圖4B和圖4C的連接器412、414、416、418包括如上文相對于圖3B和圖3C的連接器312、314、316、318所闡述的類似端子。然而，圖4B和圖4C的端子聯(lián)接在一起且相對于圖3B和圖3C的端子不同地聯(lián)接到初級繞組，以獲得圖4A中所示的特定配置。

通過使用圖4B的輸入端連接器412、輸入端連接器414，在圖4A中所示的每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組P1、P2并聯(lián)，以及每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組P3、P4并聯(lián)。每個(gè)變壓器的并聯(lián)繞組P1、P2和并聯(lián)繞組P3、P4然后串聯(lián)。因此，圖4A的初級繞組配置包括串聯(lián)連接和并聯(lián)連接的組合。該配置將每個(gè)變壓器TX1、TX2的匝數(shù)比N調(diào)節(jié)為10:1。

附加地，圖4A的橋式變換器302現(xiàn)在由于輸入端連接器416而與每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組并聯(lián)聯(lián)接，以及功率變換器400的變壓器輸出端308、變壓器輸出端310由于輸出端連接器418而串聯(lián)以形成功率變換器輸出端306。因此，變壓器輸入端之間的連接為并聯(lián)連接且變壓器輸出端之間的連接為串聯(lián)連接。

由于輸入端連接器416，圖4A的變壓器輸入端接收完整的輸入電壓V1(例如12V/500W輸入)，而非如圖3A中的輸入電壓V1的一半。由于匝數(shù)比N現(xiàn)在為10:1，因此圖4A的每個(gè)變壓器輸出端308、310在其周期期間提供6V，與之前一樣。由于輸出端308、310串聯(lián)，因此功率變換器400提供12V的輸出(例如來自每個(gè)輸出端308、310的6V)。

附加地，盡管在圖4A的變壓器TX1、變壓器TX2處接收的電壓是在圖3A的變壓器TX1、變壓器TX2處接收的電壓的兩倍大，但是對于同一磁心區(qū)和頻率，圖4A的每個(gè)變壓器的磁通密度保持與圖3A中基本相同。這是因?yàn)閳D4A中的初級繞組匝數(shù)是圖3A中的初級繞組匝數(shù)的二倍。

假設(shè)負(fù)載所需的功率未改變(即保持處于如圖3A中的1000W)，則流經(jīng)每個(gè)變壓器輸出端308、310的輸出電流將為83.3A(即1000W÷12V)。因此，流經(jīng)圖4A的每個(gè)變壓器輸出端的電流與流經(jīng)圖3A的每個(gè)變壓器輸出端的電流相同。作為結(jié)果，在變壓器TX1、變壓器TX2的次級側(cè)上的開關(guān)(例如二極管D1至二極管D4等)中的開關(guān)損耗將保持不變。

流經(jīng)圖4A的每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級側(cè)的電流被共享。這是因?yàn)槔绮⒙?lián)連接的變壓器輸入端和流經(jīng)每個(gè)變壓器輸出端308、310的相同電流(83.3A)。

圖4A的反映負(fù)載電流相比于圖3A的反映負(fù)載電流也降低。例如，圖4A的變壓器輸入端中的反映負(fù)載電流將為圖3A中的大約一半，這是由于初級匝數(shù)增加。

另外，由于初級匝數(shù)已經(jīng)加倍(即5匝變?yōu)?0匝)，因此初級繞組的電阻也已經(jīng)加倍。但是，由于圖4A中的變壓器輸入端并聯(lián)且匝數(shù)比N對于相同的次級繞組電流(83.3A)已經(jīng)加倍(5:1變?yōu)?0:1)，因此圖4A的初級側(cè)電流將為圖3A的初級側(cè)電流I_py的一半。因此，在圖3A和圖4A的電源300、電源400中，由于初級繞組的電阻而造成的繞組損耗將保持不變。

此外，由于圖4A的初級匝數(shù)為圖3A的初級匝數(shù)的二倍，因此漏電感Llk1、漏電感Llk2將為圖3A的漏電感Llk1、漏電感Llk2的四倍。這是因?yàn)槁╇姼蠰lk1、漏電感Llk2與變壓器初級匝數(shù)的平方成比例，如上所述。由于圖4A中的初級側(cè)電流為圖3A中的初級側(cè)電流I_py的一半(如上所述)，因此經(jīng)過圖4A中的每個(gè)變壓器TX1、TX2的電流的延遲(dt)和由于漏電感造成的能量(ELlk)可以分別如在下文的方程式(6)和方程式(7)中所示來計(jì)算。

由此可見，假設(shè)漏電感Llk1、漏電感Llk2與之前相同，則圖4A中的延遲(dt)(即方程式(6))與圖3A中的延遲(即方程式(3))相同。同樣地，對于圖4A的功率變換器400和圖3A的功率變換器300，漏能量(ELlk)相同。

附加地，來自圖4A的變壓器TX1、變壓器TX2的磁化電感變?yōu)閳D3A的磁化電感的四倍，這是由于圖4A中的初級匝數(shù)相比于圖3A有所增加。但是，由于變壓器TX1、變壓器TX2的初級側(cè)在圖4A中并聯(lián)，因此通過橋式變換器302看到的有效磁化電感Lmag將與上文方程式(5)相同(即Lmag＝2×Lm1＝2×Lm2)。因此，通過橋式變換器302看到的總磁化電流將與圖3A中相同。

另外，來自磁化電感(Lmag)的漏能量(ELlk)、延遲(dt)、和磁化電流幫助在圖4A的功率變換器400中以及在圖3A、圖5和圖6的功率變換器中實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。

作為如上特性的結(jié)果，當(dāng)替換輸入端連接器和輸出端連接器以更改圖3A的功率變換器300和圖4A的功率變換器400之間的特定連接時(shí)，不危害輸出功率和效率。因此，替換連接器以更改功率變換器300、功率變換器400之間的特定連接允許輸出電壓改變而不影響輸出功率和變換器效率。

在其它情況下，可以將另一輸出電壓Vo提供到負(fù)載(未示出)。例如，如圖5所示，功率變換器500包括：橋式變換器302，該橋式變換器302與變壓器TX1、變壓器TX2的初級繞組串聯(lián)；以及并聯(lián)的變壓器輸出端308、變壓器輸出端310。另外，圖5的每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組P1、初級繞組P2、初級繞組P3、初級繞組P4以與圖4A的初級繞組P1、初級繞組P2、初級繞組P3、初級繞組P4以相同的配置聯(lián)接在一起。因此，功率變換器500可以包括與圖3B和圖3C的連接器316、連接器318以及圖4B的輸入端連接器412、輸入端連接器414類似的輸入端連接器和輸出端連接器。

像在圖4A中那樣，圖5的每個(gè)變壓器TX1、TX2的匝數(shù)比N為10:1。因此，在該特定示例中，圖5的每個(gè)變壓器輸出端308、310提供3V。圖5的功率變換器輸出端306同樣也提供3V，這是因?yàn)樽儔浩鬏敵龆酥g的并聯(lián)連接。

由于圖5的兩個(gè)變壓器輸出端308、310并聯(lián)，因此輸出功率將等于每個(gè)變壓器輸出端的輸出電壓乘以經(jīng)過每個(gè)變壓器輸出端的電流(上文相對于圖3A所計(jì)算)乘以2(表示變壓器輸出端的數(shù)量)。因此，輸出功率為500W(即，3V×83.3A×2)。因此，功率變換器500提供500W、3V。

圖6的功率變換器600為提供另一輸出電壓Vo的另一配置。例如，圖6的變壓器輸入端以及變壓器輸出端308、310之間的連接與圖5的功率變換器500中的那些連接相同。然而，圖6的每個(gè)變壓器TX1、TX2的初級繞組P1、P2、P3、P4串聯(lián)。該串聯(lián)初級繞組配置形成為20:1的匝數(shù)比N。因此，功率變換器600可包括與圖3B和圖3C的連接器316、連接器318類似的輸入端連接器和輸出端連接器，以及用于實(shí)現(xiàn)對于每個(gè)變壓器TX1、TX2的特定初級繞組配置的附加的輸入端連接器。

由于圖6的變壓器輸入端連接、變壓器輸出端連接、和初級繞組連接，功率變換器600的輸出電壓為1.5V且輸出功率為250W。因此，盡管相比于功率變換器300、功率變換器400的輸出電壓Vo，在功率變換器500(和如上所述的功率變換器600)中可以降低輸出電壓Vo，但是這樣做時(shí)危害輸出功率。

同樣地，相比于功率變換器300、功率變換器400，可以降低功率變換器500、功率變換器600的效率，這是由于損耗(例如占空比損耗、開關(guān)損耗等)與上文計(jì)算的損耗相同。然而，相比于功率變換器300、功率變換器400，由于降低的磁通密度而可以降低功率變換器500、功率變換器600中的磁心損耗。然而，根據(jù)降低輸出電壓Vo的需求，這些功率降低和效率降低可以是可容許的。

本文中所公開的教導(dǎo)可以在包括多于兩個(gè)的變壓器的功率變換器中實(shí)現(xiàn)。例如，圖7A、圖8A、圖9A、圖10和圖11示出了DC-DC功率變換器700、800、900、1000、1100，這些DC-DC功率變換器基本上類似于圖3至圖6的功率變換器，但包括四個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4。類似于圖3至圖6的功率變換器，圖7至圖11的功率變換器包括：全橋變換器302；輸入端704(有時(shí)被稱為功率變換器輸入端704)；整流電路，其具有聯(lián)接到次級繞組S1、次級繞組S2的二極管D1至二極管D8以形成中心抽頭全波整流器；濾波電路，其具有電感器L5至電感器L8以及電容器C1至電容器C4(統(tǒng)稱為濾波電路720、濾波電路722、濾波電路724、濾波電路726)；以及用于提供輸出電壓Vo的功率變換器輸出端706。功率變換器輸出端706由在濾波電路720、722、724、726的輸出側(cè)的變壓器輸出端708、710、712、714形成。如上所述，可以根據(jù)例如變壓器輸入端連接、變壓器輸出端連接、和初級繞組連接調(diào)節(jié)功率變換器700、功率變換器800、功率變換器900、功率變換器1000、功率變換器1100的輸出電壓Vo。

例如，參照圖7A，每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的四個(gè)初級繞組P1、P2、P3、P4并聯(lián)。該初級繞組配置形成為5:1的匝數(shù)比N，如上所述。附加地，變壓器輸入端與橋式變換器302(如上所述)串聯(lián)以及變壓器輸出端并聯(lián)(如上所述)。

圖7B示出用于獲得功率變換器700的特定變壓器輸入端連接和初級繞組連接的示例性輸入端連接器728、730、732、734、736。如所示，每個(gè)輸入端連接器包括用于連接到預(yù)期部件(例如繞組、端子等)的八個(gè)端子S1-S4和F1-F4。盡管未示出，但是可以采用包括多個(gè)端子的輸出端連接器來獲得功率變換器700的特定變壓器輸出端連接。

返回參照圖7A，每個(gè)相位(例如每個(gè)變壓器)的輸入電壓V1和占空比可以被選擇以獲得預(yù)期的輸出電壓。例如，由于變壓器輸入端串聯(lián)，但是每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4兩端的電壓為輸入電壓V1的四分之一。因此，如果輸入電壓V1為400V且匝數(shù)比N為5:1(如圖7A中)，則每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的輸出電壓為20V(即，[400V÷4]×[1÷5])。

為了在圖7A的功率變換器輸出端706處獲得12V的預(yù)期輸出電壓Vo，每個(gè)變壓器輸出端708、710、712、714的輸出電壓由于變壓器輸出端之間的并聯(lián)連接而應(yīng)當(dāng)為12V。因此，為了在變壓器輸出端處獲得該12V的輸出，將占空比設(shè)置為0.6(即，預(yù)期的輸出電壓÷每個(gè)變壓器的輸出電壓＝12V÷20V)。在功率變換器700中，該占空比計(jì)算假定理想條件(例如無額外的電壓降)。

由于四個(gè)變壓器輸出端708、710、712、714并聯(lián)，因此功率變換器700的總輸出功率為每個(gè)變壓器輸出端的輸出功率的四倍。因此，如果每個(gè)變壓器輸出端的功率被設(shè)計(jì)為1000W，則功率變換器700的總功率輸出為4000W。另外，經(jīng)過每個(gè)變壓器輸出端的電流為83.3A(即，1000W÷12V)。

圖8A的功率變換器800包括輸入端連接器和輸出端連接器以獲得24V的輸出。如圖8A所示，每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的初級繞組P1、P2、P3、P4以與圖4的變壓器TX1、TX2的初級繞組相同的方式聯(lián)接。該初級繞組配置形成為如上所述的10:1的匝數(shù)比N。

另外，變壓器TX1、TX2的變壓器輸入端串聯(lián)，且變壓器TX3、TX4的變壓器輸入端串聯(lián)。如圖8A所示，然后兩組串聯(lián)的變壓器輸入端與橋式變換器302并聯(lián)。相反地，變壓器輸出端708、變壓器輸出端710并聯(lián)且變壓器輸出端712、變壓器輸出端714并聯(lián)。然后兩組并聯(lián)的變壓器輸出端串聯(lián)以形成功率變換器輸出端706。

圖8B示出了包括與圖7B中的那些端子類似的端子的示例性輸入端連接器828、830、832、834、836。然而，圖8B的端子不同地聯(lián)接以獲得功率變換器800的特定變壓器輸入端連接和初級繞組連接。如前文，可以采用包括多個(gè)端子的輸出端連接器(未示出)來獲得功率變換器800的特定變壓器輸出端連接。

由于圖8A的功率變換器800的特定變壓器輸入端配置，因此每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4兩端的初級側(cè)電壓為輸入電壓V1的一半。因此如前文假設(shè)400V的輸入，則每個(gè)變壓器兩端的初級側(cè)電壓為200V。因此，用于每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的次級側(cè)電壓為20V，如在圖7A中。

由于次級側(cè)電壓為20V且占空比為0.6(如上所述)，因此每個(gè)變壓器輸出端的電壓為12V，如在圖7A中。然而，由于特定變壓器輸出端配置，因此在圖8A的功率變換器輸出端706處的輸出電壓Vo為24V。

另外，作為該變壓器輸出端配置的結(jié)果，在圖8A的功率變換器輸出端706處的功率為每對并聯(lián)的變壓器輸出端(例如變壓器輸出端708、710以及變壓器輸出端712、714)的功率的二倍。例如，由于圖8A的變壓器輸出端配置，因此每對并聯(lián)的變壓器輸出端提供166.6A的電流和12V的電壓。因此，在每對并聯(lián)的變壓器輸出端處提供的功率為2000W(即，166.6A×12V)。因此，在圖8A的功率變換器輸出端706處的功率為4000W，如在圖7A中。

類似于圖7A和圖8A的功率變換器，圖9A的功率變換器900包括輸入端連接器和輸出端連接器以獲得48V的輸出。例如，圖8A的每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的初級繞組P1、P2、P3、P4串聯(lián)，如上文參照圖6所述。該串聯(lián)初級繞組配置形成為20:1的匝數(shù)比N，如上所述。

另外，用于變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的變壓器輸入端并聯(lián)，以及變壓器的變壓器輸出端708、變壓器輸出端710、變壓器輸出端712、變壓器輸出端714串聯(lián)。圖9B中示出了示例性輸入端連接器928、930、932、934、936以獲得功率變換器900的特定變壓器輸入端連接和初級繞組連接。

如果輸入電壓V1如前文為400V，則圖9A的每個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4的初級側(cè)電壓由于并聯(lián)變壓器輸入端而為400V，以及每個(gè)變壓器的次級側(cè)電壓由于20:1的匝數(shù)比而為20V。然而，在每個(gè)變壓器輸出端處的電壓為12V(例如由于0.6的占空比)，如上所述。因此，由于圖9A的變壓器輸出端708、變壓器輸出端710、變壓器輸出端712、變壓器輸出端714串聯(lián)，因此在功率變換器輸出端706處的輸出電壓為48V。

另外，流經(jīng)圖9A的每個(gè)變壓器輸出端708、710、712、714的電流為83.3A，如上所述。因此，在圖9A中的功率變換器輸出端706處的輸出功率為4000W(即83.3A×48V)，如在圖7A和圖8A中。因此，盡管圖7A、圖8A和圖9A的功率變換器700、800、900能夠提供不同的輸出電壓(例如分別為12V、24V、48V)，但是每個(gè)功率變換器的輸出功率保持不變(例如4000W)。

另外，假設(shè)采用相同條件，則圖7A、圖8A和圖9A的功率變換器700、功率變換器800、功率變換器900中的由于漏電感(電感Llk1、電感Llk2、電感Llk3、電感Llk4)造成的損耗、漏能量和延遲時(shí)間以及由于磁化電感(Lm1、Lm2、Lm3、Lm4)造成的總磁化電流基本上類似于上文相對于圖3至圖6的功率變換器所描述的損耗、漏能量和延遲時(shí)間以及總磁化電流。

圖10和圖11的功率變換器1000、功率變換器1100包括分別與圖5和圖6的功率變換器500、功率變換器600類似的變壓器輸入端連接、變壓器輸出端連接和初級繞組連接。然而，圖10和圖11的功率變換器1000、功率變換器1100包括四個(gè)變壓器TX1、TX2、TX3、TX4而非兩個(gè)變壓器TX1、TX2，如上所述。每個(gè)功率變換器1000、1100的輸出電流、電壓和功率可以如上所述來確定。在圖10和圖11的特定示例中，功率變換器1000提供2000W、6V且功率變換器1100提供1000W、3V。因此，相比于圖7A、圖8A和圖9A的功率變換器的輸出電壓、輸出功率和效率，功率變換器1000、功率變換器1100可以提供更低的輸出電壓以及更低的輸出功率和效率。

盡管圖3至圖11均示出了包括聯(lián)接到變壓器的全橋變換器(例如相移全橋功率變換器)的功率變換器，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文中的教導(dǎo)可以與其它合適的開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一起使用，該其它合適的開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括例如正向功率變換器(例如交錯(cuò)正向功率變換器等)、其它橋式功率變換器(例如半橋功率變換器等)、諧振功率變換器(例如LLC功率變換器、串聯(lián)諧振功率變換器、交錯(cuò)LLC功率變換器、交錯(cuò)串聯(lián)諧振功率變換器等)等。

例如，圖12和圖13示出DC-DC功率變換器1200、DC-DC功率變換器1300，這兩個(gè)DC-DC功率變換器基本上類似于圖3A和圖4B的功率變換器300、功率變換器400，但是均包括LLC諧振功率變換器1202。像圖3A和圖4B的功率變換器300、功率變換器400那樣，圖12和圖13的功率變換器1200、功率變換器1300可以接收12V/500W輸入，且包括輸入端連接器和輸出端連接器(如上所述)以分別獲得6V的輸出和12V的輸出?？梢园l(fā)生輸出電壓的該變化，而不改變輸出功率(例如1000W)，如上所述。

如上所述，功率變換器1200、1300的電感Llk1、Llk2表示每個(gè)變壓器TX1、TX2的總的漏電感。漏電感Llk1、Llk2用作功率變換器1200、1300中的諧振電感器。這些電感器以及每個(gè)功率變換器1200、1300的諧振電容器Cres形成LLC諧振電路的諧振回路。

使用圖12的諧振電容器Cres和漏電感Llk1、Llk2，功率變換器1200的諧振頻率Fres可以通過如下方程式(8)來計(jì)算。

其中，(Llk1+Llk2)表示功率變換器1200的總的漏電感。假設(shè)漏電感Llk1、漏電感Llk2相同(如前文)，則諧振頻率Fres可以通過如下方程式(9)來計(jì)算。

如上所述，每個(gè)變壓器TX1、TX2包括磁化電感Lm1、磁化電感Lm2。由于變壓器TX1、變壓器TX2的初級側(cè)串聯(lián)，因此總的磁化電感為各個(gè)磁化電感Lm1、Lm2的總和。

總的磁化電感與總的漏電感的比率可以為用于設(shè)計(jì)LLC諧振功率變換器的有用參數(shù)。例如，該比率可以用于確定在諧振頻率Fres時(shí)的增益。功率變換器1200的總的磁化電感與總的漏電感的比率可以通過如下方程式(10)來計(jì)算。

假設(shè)磁化電感Lm1、磁化電感Lm2相同(如前文)，則方程式(10)的比率可以被簡化為下文方程式(11)。

如圖13所示，變壓器TX1、TX2的變壓器輸入端并聯(lián)。因此，每個(gè)變壓器TX1、TX2可以看到總輸入端電壓V1，而非輸入端電壓V1的一半，如圖12的各個(gè)串聯(lián)的變壓器TX1、變壓器TX2。然而，圖13的變壓器TX1、變壓器TX2的磁通密度可以保持與圖12的變壓器基本上相同，這是因?yàn)閳D13的變壓器的初級匝數(shù)相比于圖12的變壓器的初級匝數(shù)而被加倍，如上所述。

另外，圖13中的功率變換器1300的漏電感Llk1、漏電感Llk2和磁化電感Lm1、磁化電感Lm2不同于圖12的漏電感和磁化電感。這是因?yàn)檫@些電感與總的初級匝數(shù)的平方成比例，如上所述。因此，在圖13的特定示例中，漏電感Llk1、漏電感Llk2和磁化電感Lm1、磁化電感Lm2為圖12中的漏電感和磁化電感的四倍。因此，假設(shè)漏電感Llk1、漏電感Llk2相等且磁化電感Lm1、磁化電感Lm2相等(如前文)，則功率變換器1300的總的漏電感和總的磁化電感可以通過如下方程式(12)和方程式(13)來計(jì)算。

然后可使用方程式(12)和方程式(13)的總的漏電感和總的磁化電感來找出用于功率變換器1300的諧振頻率Fres以及總的磁化電感與總的漏電感的比率?？梢苑謩e使用如下方程式(14)和方程式(15)來計(jì)算諧振頻率Fres和該比率。

由此可見，功率變換器1300的諧振頻率方程式(14)和比率方程式(15)與功率變換器1200的諧振頻率方程式(9)和比率方程式(11)相同。

另外，針對給定功率，穿過變壓器TX1、變壓器TX2的每個(gè)次級側(cè)的電流對于各個(gè)功率變換器1200、1300相同，以及由每個(gè)諧振電感(Llk1、Llk2)處理的能量對于各個(gè)功率變換器1200、1300相同。因此，各個(gè)功率變換器1200、1300的增益保持不變。

另外，類似于圖3至圖6的功率變換器，如上所述，由于例如漏電感、磁化電感等，可以利用圖12和圖13的功率變換器1200、功率變換器1300中的開關(guān)實(shí)現(xiàn)零電壓切換。

在一些情況下，漏電感Llk1、漏電感Llk2可以不相等。在這類情況下，功率變換器1200的總的漏電感Llkt等于漏電感Llk1、漏電感Llk2的總和，如上所述。功率變換器1300的總的漏電感Llkt可以通過如下方程式(16)來計(jì)算。

因此，功率變換器1200、功率變換器1300的總的漏電感之間的比率可以通過如下方程式(17)來計(jì)算。

功率變換器1200、功率變換器1300的總的漏電感之間的百分比差可以通過如下方式來確定：從1減去比率σ，然后乘以一百。例如，漏電感Llk1可以為漏電感Llk2的1.5倍。在這類情況下，漏電感Llk2可以為2uH且漏電感Llk1可以為3uH(即，Llk1為Llk2的1.5倍)。因此，功率變換器1300的總的漏電感將為4.8uH(使用上文方程式(16))以及功率變換器1200的總的漏電感將為5uH(漏電感Llk1、漏電感Llk2的總和)。因此，在特定示例中，比率σ等于0.96(即，4.8÷5)。因此，該特定示例性漏電感值與理想情況(例如在此，總的漏電感對于各個(gè)功率變換器1200、1300均相同)之間的百分比差為百分之四(即，(1-0.96)×100)。

這百分之四的差將導(dǎo)致功率變換器1200、功率變換器1300之間的大約百分之二的諧振頻率變化。在使用漏電感作為諧振電感器的諧振功率變換器設(shè)計(jì)中(如在功率變換器1200、功率變換器1300中)，優(yōu)選的是，漏電感之差嚴(yán)格受控以便不危害性能。

在一些情況下，可能優(yōu)選的是將外部電感器而非漏電感Llk1、漏電感Llk2用于諧振電感器。通常，這些外部電感器比漏電感Llk1、漏電感Llk2大很多。在這類情況下，漏電感Llk1、漏電感Llk2之差的效果又是可忽略的。

本文中公開的輸入端連接器和/或輸出端連接器可以被定位在一個(gè)或多個(gè)電路板(例如印制電路板等)和/或匯流條上。例如，圖14示出了DC-DC功率變換器1400，其包括電源電路模塊1402；均用于聯(lián)接到電源電路模塊1402的輸入端連接器1410、1412、1414；以及均用于聯(lián)接到電源電路模塊1402的輸出端連接器1404、1406、1408。電源電路模塊1402(例如主體)包括一個(gè)或多個(gè)電源開關(guān)1416、多個(gè)變壓器1418、多個(gè)濾波器1420、多個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端。盡管未示出，但是每個(gè)變壓器1418包括兩個(gè)或更多個(gè)初級繞組以及至少一個(gè)次級繞組。為了簡明，將一個(gè)或多個(gè)電源開關(guān)1416和多個(gè)變壓器1418均示出為盒子。

如本文中所闡述，輸入端連接器1410、輸入端連接器1412、輸入端連接器1414均能夠改變各個(gè)初級繞組之間的連接以調(diào)節(jié)每個(gè)變壓器1418的匝數(shù)比以及電源電路模塊1402的輸入端之間的連接。例如，如圖14所示，輸入端連接器1412包括五個(gè)連接器1422a-1422e，用于改變各個(gè)初級繞組之間的連接以及電源電路模塊1402的輸入端之間的連接。輸入端連接器1414可以包括不同于輸入端連接器1412的一個(gè)或多個(gè)連接器，用于改變連接，如本文中所闡述。類似地，輸出端連接器1404、1406、1408均包括一個(gè)或多個(gè)連接器，用于改變電源電路模塊1402的輸出端之間的連接。

DC-DC功率變換器1400提供不同的輸出電壓，這取決于使用哪個(gè)輸入端連接器1410、1412、1414和哪個(gè)輸出端連接器1404、1406、1408，如本文中所闡述。例如，用戶可以選擇輸入端連接器1410和輸出端連接器1404來聯(lián)接到電源電路模塊1402。在該特定示例中，功率變換器1400可以提供大約48伏特的輸出電壓。可替選地，用戶可以選擇輸入端連接器1414和輸出端連接器1408來聯(lián)接到電源電路模塊1402。在這里情況下，功率變換器1400可以提供大約12伏特的輸出電壓。

不同的輸入端連接器1410、1412、1414中的每一者可以被定位在一個(gè)電路板(例如印制電路板)上。例如，如圖14所示，各個(gè)不同的輸入端連接器1410、1412、1414的連接器(例如連接器1422a-1422e)分別被定位在電路板1424、1426、1428上。每個(gè)單獨(dú)的電路板可以通過將其連接器與電源電路模塊1402中的對應(yīng)連接器(未示出)聯(lián)接而被定位在功率變換器中。可替選地，不同的輸入端連接器1410、1412、1414中的每一者可以被定位在多于一個(gè)電路板和/或另一合適的基板上(如果需要)。

類似地，不同的輸出端連接器1404、1406、1408中的每一者可以由一個(gè)匯流條形成。例如，如圖14所示，輸出端連接器1404、1406、1408分別由匯流條1430、1432、1434形成。每個(gè)匯流條可以借助螺釘1436(如圖14所示)和/或另一合適聯(lián)接的設(shè)備聯(lián)接到電源電路模塊1402?？商孢x地，不同的輸出端連接器1404、1406、1408中的每一者可以由多于一個(gè)匯流條和/或由另一合適的結(jié)構(gòu)形成(如果需要)。

另外，盡管圖3至圖13的整流電路聯(lián)接到次級繞組S1、S2以形成中心抽頭全波整流器，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以在本文中公開的功率變換器中的任一者中使用其它合適的整流電路。例如，功率變換器中的任一者可包括半波整流器、具有同步整流器的整流電路等。

另外，盡管圖3至圖13的濾波電路包括LC濾波器，但是應(yīng)當(dāng)理解，如果需要則可以采用其它合適的濾波器。例如，功率變換器中的任一者可包括一個(gè)或多個(gè)濾波器，該一個(gè)或多個(gè)濾波器僅包括電容部件、僅包括電感部件等。

在期望改變輸出電壓的各種應(yīng)用中，可以采用本文中公開的DC-DC功率變換器。例如，DC-DC功率變換器可以被用在工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)學(xué)應(yīng)用、測試應(yīng)用等中。另外，功率變換器可以被用在包括例如AC-DC功率變換器等的功率變換器中。

如本文中所闡述，更改變壓器輸入連接、變壓器輸出連接和/或初級繞組連接允許功率變換器提供不同的輸出電壓(例如調(diào)節(jié)的輸出電壓)。因此，成本(例如制造成本、維修成本、庫存成本、發(fā)展成本等)可以比傳統(tǒng)系統(tǒng)更低，該傳統(tǒng)系統(tǒng)需要多個(gè)功率變換器來提供不同的輸出電壓。

另外，采用本文教導(dǎo)的功率變換器由于低電壓開關(guān)而經(jīng)歷高效率。例如，在本文中公開的電源開關(guān)和/或在本文中公開的整流電路可以包括半導(dǎo)體開關(guān)和/或其它合適的低電壓開關(guān)。

功率變換器也可以達(dá)到甚至與在變壓器、變壓器輸出端(例如在濾波電路的輸出側(cè)上)、和/或變壓器輸入端之間的不同寄生電感共享的預(yù)期電流、電壓和功率。這是因?yàn)樽儔浩鬏斎攵诉B接和變壓器輸出端連接。例如，如圖3至圖13所示，初級側(cè)連接和次級側(cè)連接以相反配置來聯(lián)接。因此，當(dāng)變壓器輸入端串聯(lián)(或并聯(lián))時(shí)，變壓器輸出端并聯(lián)(或串聯(lián))。

出于示例和描述的目的，已經(jīng)提供了前述的實(shí)施方式的描述。這并不旨在窮舉或限制本發(fā)明。特定實(shí)施方式的各個(gè)元件或特征通常不限于該特定實(shí)施方式，而是在可適用時(shí)，可以互換并且可以在所選擇的實(shí)施方式中使用，即使沒有具體示出或描述。特定實(shí)施方式的各個(gè)元件或特征也可以以許多方式變化。這些變化不應(yīng)當(dāng)視為背離本發(fā)明，并且所有這些修改旨在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。