[发明专利]一种隔离直流/直流转换器及其进行电压转换的方法

说明书

本发明涉及一种用于机动车中的使用隔离直流/直流转换器进行电压转换的方法，转换器包括：磁性组件，具有被电绝缘隔板分隔开的一次电路与二次电路；一次侧开关，连接至磁性组件的一次电路；整流电路，包括二次侧开关，第一二次侧开关连接至二次电路的第一端子且第二二次侧开关连接至二次电路的第二端子，所述开关共享端子；方法包括：在某一时间周期中以占空因数来开关一次侧开关，以通过磁性组件将输入电压转换成输出电压；使用整流电路对由二次电路递送的电流进行整流，二次侧开关中的每一个是与相应的一次侧开关相关联地进行开关，且二次侧开关中的一个相对于其对应的一次侧开关以相位超前闭合，使得二次侧开关在某持续时间内同时闭合。

技术领域

本发明涉及一种使用隔离直流/直流转换器进行电压转换的方法以及一种被配置成执行根据本发明的方法的步骤的隔离直流/直流转换器。

背景技术

隔离直流/直流(direct current/direct current，简称：DC/DC)转换器可具有零电压开关(zero voltage switching，简称：ZVS)或零电流开关(zero currentswitching，简称：ZCS)，此使得可在电压转换期间减少开关损耗。因此，这些转换器在其中能量资源受到限制的汽车应用中特别有利。在交通工具中，可使用电压转换器在交通工具的若干电气网络之间改变电压电平或者在能量来源与交通工具所搭载的耗电项目之间进行电压转换。

隔离直流/直流转换器从美国专利US 5754413得知，且在图1中进行说明。所述转换器包括两个开关Q1、Q2，这两个开关Q1、Q2在其中点处连接至包括串联的两个变压器T、T'的分支(branch)。所述转换器被配置成半桥(half bridge)形式。开关Q1、Q2对去往变压器T、T'的能量传输进行控制，以使得将转换器的输入电压转换成输出电压。连接至变压器的二次的二极管D1、D2使得可对输出信号进行整流。通过对开关的占空因数(duty factor)进行控制来获得输出电压。在周期的第一部分中，第一开关Q1闭合而第二开关Q2断开。在所述周期的第二部分中，第一开关Q1断开而第二开关Q2闭合。增益对应于隔离直流/直流转换器的输出电压与隔离直流/直流转换器的输入电压之间的比率。

为了实现目标输出电压值，已知对隔离直流/直流转换器的负载比(dutyratio)进行修改以调整转换器的增益。具体来说，当隔离直流/直流转换器的输入电压变化时，已知改变隔离直流/直流转换器的开关的占空比以调节其输出电压，即，使其输出电压保持为期望值。然而，整流二极管的电压应力(voltage stress)相依于转换器的开关的占空因数。此应力在占空因数接近于0％或100％时可能变得显著。此外，当占空因数不同于50％时，一次处的电流的极值在第一部分与第二部分上是不同的。因此，对于一个部分，电流所达到的电平无法足以确保在下一开关操作期间进行软开关(soft switching)。这些缺点限制了隔离直流/直流转换器在机动车中的使用。

因此寻求一种改善隔离直流/直流转换器的性能以使隔离直流/直流转换器能够用于机动车中的解决方案。

发明内容

为了解决这个问题，本发明涉及一种使用隔离直流/直流转换器进行电压转换的方法，所述转换器包括：

磁性组件，具有被电绝缘隔板分隔开的一次电路与二次电路；

开关，被称为一次侧开关，连接至所述磁性组件的所述一次电路；

整流电路，包括开关，所述开关被称为二次侧开关，其中第一二次侧开关连接至所述二次电路的第一端子且第二二次侧开关连接至所述二次电路的第二端子，所述两个开关共享端子；

所述方法包括以下步骤：

在某一时间周期中以占空因数来开关所述一次侧开关，以通过所述磁性组件将输入电压转换成输出电压；