多相dc-dc变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及变换器领域，更具体而言，涉及一种具有多相架构的DC-DC变换器。
【背景技术】
[0002]本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
[0003]已知有各种类型的直流-直流(DC-DC)变换器。例如，已知有多相DC-DC变换器，其采用两个或更多个并联连接的独立的单相DC-DC变换器。例如在采用两个单相DC-DC变换器的多相DC-DC变换器中，所述两个单相DC-DC变换器的输出电流在相位上偏移开90°。这使得在多相DC-DC变换器的输出端产生电流交叠(overlapping current),从而减小输出电容器中的波纹电流。另外，谐振组件必须很好地匹配以实现两个单相变换器之间的可接受的电流共享。否则，输出电容器中的波纹电流将会更高。因此，需要对现有的多相DC-DC变换器进行改进。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术的以上情况，本发明的一个目的是提供一种均衡电路改进多相DC-DC变换器，其至少能够实现多相DC-DC变换器中的多个单相变换器之间的可接受的电流共享。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种多相DC-DC变换器，包括:输入端，用于接收直流输入电压；并联连接的多个单相DC-DC变换器，用于将所述直流输入电压进行DC-DC变换；输出端，用于输出经所述多个单相DC-DC变换器变换的直流输出电压；以及均衡电路，与所述并联连接的多个单相DC-DC变换器串联连接在所述输入端与所述输出端之间，用于均衡所述多个单相DC-DC变换器的电流。
[0006]根据本发明的另一方面，均衡电路可以由差模电感组成。其中，所述多相DC-DC变换器的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述差模电感的第一线圈串联连接在所述多个单相DC-DC变换器的第一共用输出端与所述第一输出端之间，所述差模电感的第二线圈串联连接在所述多个单相DC-DC变换器的第二共用输出端与所述第二输出端之间。
[0007]根据本发明的另一方面，均衡电路可以由差模电感组成。其中，所述多相DC-DC变换器的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述差模电感的第一线圈串联连接在所述第一输入端与所述多个单相DC-DC变换器的第一共用输入端之间，所述差模电感的第二线圈串联连接在所述第二输入端与所述多个单相DC-DC变换器的第二共用输入端之间。
[0008]根据本发明的另一方面，均衡电路由串联连接的电感器和电容器组成。其中，所述多相DC-DC变换器的输入端包括第一输入端和第二输入端,所述电感器的与所述电容器连接的一端连接到所述多个单相DC-DC变换器的第一共用输入端，所述电感器的另一端连接到所述第一输入端，所述电容器的未与所述电感器连接的一端连接到所述第二输入端并且连接到所述多个单相DC-DC变换器的第二共用输入端。
[0009]在根据本发明的以上方面的多相DC-DC变换器中，均衡电路与并联连接的多个单相DC-DC变换器串联连接在多相DC-DC变换器的输入端与输出端之间，能够均衡多相DC-DC变换器中的多个单相DC-DC变换器的电流，减小多个单相DC-DC变换器的输入电流或输出电流之间的差异，从而实现多相DC-DC变换器中的多个单相变换器之间的可接受的电流共孚。
【附图说明】
[0010]本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中:
[0011]图1示出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的示意性框图；
[0012]图2A和2B示出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器中的均衡电路的示例电路示图；
[0013]图3示出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的示例电路示图；
[0014]图4-5示出图3的多相DC-DC变换器的电流和电压的示例波形图；
[0015]图6不出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的另一不例电路不图；
[0016]图7不出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的又一不例电路不图；
[0017]图8不出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的另一不例电路不图；
[0018]图9不出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的另一不例电路不图；
[0019]图10示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器的示意性框图；
[0020]图1lA和IlB示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器中的均衡电路的示例电路示图；
[0021]图12示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器的示例电路示图；
[0022]图13示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器的另一示例电路示图；
[0023]图14示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器中的均衡电路的另一示例电路示图；以及
[0024]图15示出根据本发明的第二实施例的多相DC-DC变换器的另一示例电路示图。
【具体实施方式】
[0025]下面将参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0026]在本发明的实施例中，利用与并联连接的多个单相DC-DC变换器串联连接在多相DC-DC变换器的输入端与输出端之间的均衡电路来均衡多个单相DC-DC变换器的电流，减小多个单相DC-DC变换器的电流之间的差异，从而实现多相DC-DC变换器中的多个单相变换器之间的可接受的电流共享。作为示例而不是限制，均衡电路可以设置在并联连接的多个单相DC-DC变换器与多相DC-DC变换器的输入端之间，用于均衡多个单相DC-DC变换器的输入电流；或者，也可以设置在并联连接的多个单相DC-DC变换器与多相DC-DC变换器的输出端之间，用于均衡多个单相DC-DC变换器的输出电流。
[0027]在本发明的实施例中，为区别起见，多相DC-DC变换器也可以称为多相DC-DC变换系统，多相DC-DC变换器中的多个单相DC-DC变换器也可以简称DC-DC变换器。
[0028]图1示出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器的示意性框图。在本发明的第一实施例中，均衡电路设置在并联连接的多个单相DC-DC变换器与多相DC-DC变换器的输出端之间，用于均衡多个单相DC-DC变换器的输出电流。如图1所示，多相DC-DC变换器100包括:输入端(131，132)，用于接收直流输入电压Vin ;并联连接的多个单相DC-DC变换器(111，112，…，11η)，用于将直流输入电压Vin进行DC-DC变换，其中η是大于I的正整数；输出端(133，134)，用于输出经多个单相DC-DC变换器变换的直流输出电压Vout ;以及均衡电路(120 )，与并联连接的多个单相DC-DC变换器(111，112，…，I In )串联连接，并设置在多个单相DC-DC变换器(111，112，…，Iln)与输出端(133，134)之间，用于均衡所述多个单相DC-DC变换器的输出电流。
[0029]输入端(131，132)通常包括第一输入端和第二输入端，分别连接地电位和高于地的高电位，所述高电位与地电位的差是输入电压Vin的值。类似地，输出端(133，134)通常包括第一输出端和第二输出端，分别连接地电位和高于地的高电位，所述高电位与地电位的差是输出电压Vout的值。在以下为说明方便，将输入端131称为第一输入端，将输入端132称为第二输入端；将输出端133称为第一输出端,将输出端134称为第二输出端。但应理解，这里及以下使用的“第一”和“第二”仅是为了区分而不是为了限制。
[0030]在本实施例中，DC-DC变换器(111，112，…，Iln)可以采用各种适当结构的单相DC-DC变换器来实现，如正向变换器、桥式变换器、推挽式变换器等，而没有限制。
[0031]在本实施例中，可以采用适当结构的均衡电路来实施均衡电路120。例如，可以采用差模电感或由电感器和电容器组成的LC电路来实施均衡电路120。
[0032]在多相DC-DC变换器100中还包括驱动电路(未示出)，用于驱动所述多个单相DC-DC变换器(111，112，…，11η)，以使得所述多个单相DC-DC变换器的输出电流的相位彼此之间具有预定相移。优选地，预定相移可以是180° /η，η为所述多个单相DC-DC变换器的数目。这样的预定相移能够较好地消除多相DC-DC变换器的输出电流中的波纹，因此可以减少或省去多相DC-DC变换器中的输出电容。这里可以采用任何适当结构的驱动电路。为了不模糊本发明，在这里及以下不具体描述驱动电路的结构。
[0033]图2Α示出根据本发明的第一实施例的多相DC-DC变换器中的均衡电路的示例电路示图。在该示例中，多相DC-DC变换器200采用差模电感220来实施均衡电路。如图2所示，差模电感220的第一线圈串联连接在多个单相DC-DC变换器(211，212，…，21η)的第一共用输出端243与多相DC-DC变换器的第一输出端233之间，差模电感220的第二线圈串联连接在多个单相DC-DC变换器(211，212，-,21η)的第二共用输出端244与多相DC-DC变换器的第二输出端234之间。第一共用输出端243和第二共用输出端244分别连接差模电感220的一个线圈的同名端和另一个线圈的非同名端。这样，使得流入差模电感的两个线圈中的电流的方向相反，每个