直流变换器、直流变换器的控制方法及装置与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种直流变换器、直流变换器的控制方法及装置。

背景技术：

随着科学技术的飞速发展，各种新型产品不断涌现，同时也提出了更高的需求。在多数场景下可能会要求提供一个很宽的输出电压范围，并且在该宽范围的输出电压下还需要提供更高的功率。这种需求在高电压输出时，同等功率电流较小则较容易实现，然后，同样的功率低电压输出时必然会使输出电流增加而带来诸多困难，或者根本无法实现。

在开关电源领域，目前的开关电源功率电路拓扑中用于将固定的直流电压转换为可变的直流电压的直流转换器(dc/dc)部分的输入端大多是前级功率因数校正(pfc)提供的固定值母线电压。对于固定输入电压而言，如果要求输出有很宽的电压范围，则需要电路拓扑具备很宽的电压增益调节能力，然而，现有的功率电路拓扑很难实现宽范围输出。

例如：在电动汽车充电模块领域，通常要求200～750vdc输出电压范围都无法实现整个范围内的恒定功率输出，往往是通过增加功率模块数量来满足大功率输出的场景，进而通过多柜串联来实现宽电压输出。这种操作方式的明显缺陷在于：系统构成复杂，成本很高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种直流变换器、直流变换器的控制方法及装置，以至少解决相关技术中所提供的直流变换器输出的电压范围有限、系统构成复杂、成本很高的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种直流变换器，包括：第一功率变换单元，第二功率变换单元，第一切换单元，第二切换单元，第一滤波电容，第二滤波电容以及输出滤波单元；

第一功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第一电压；第二功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第二电压；第一切换单元，与第二切换单元相连接，并与第二切换单元共同用于调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；第一滤波电容与第二滤波电容串联，第一滤波电容与第二滤波电容并联接入第一功率变换单元的第一端和第二功率变换单元的第二端，以及第一滤波电容与第二滤波电容之间的连接点连接于第一切换单元与第二切换单元之间的连接点；第一滤波电容与第二滤波电容共同用于对总输出电压进行稳压处理；输出滤波单元，分别与第一功率变换单元的第一端和第二功率变换单元的第二端相连接，用于输出经过稳压处理的总输出电压。

在一个可选实施例中，第一功率变换单元或第二功率变换单元包括以下之一：移相全桥电路，谐振变换电路，副边整流电路。

在一个可选实施例中，第一切换单元包括：第一复合开关和第二复合开关，第二切换单元包括：第三复合开关和第四复合开关，其中，第一复合开关的第一端与第一功率变换单元的第一端相连接，第一复合开关的第二端与第二复合开关的第一端相连接；第二复合开关的第二端与第三复合开关的第一端相连接；第三复合开关的第二端与第四复合开关的第一端相连接；第四复合开关的第二端与第二功率变换单元的第二端相连接。

在一个可选实施例中，第一复合开关，第二复合开关，第三复合开关和第四复合开关中每个复合开关均包括：第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件先于所述第二开关器件闭合，并且所述第一开关器件晚于所述第二开关器件断开。

在一个可选实施例中，第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通和同时断开，第一复合开关与第四复合开关中的第二开关器件同时导通和同时断开。

在一个可选实施例中，第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通和同时断开，第二复合开关与第三复合开关中的第二开关器件同时导通和同时断开。

根据本发明的另一个实施例，提供了另一种直流变换器，包括：第一功率变换单元，第二功率变换单元，第一切换单元，第二切换单元以及输出滤波单元；第一功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第一电压；第二功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第二电压；第一切换单元，与第二切换单元相连接，并与第二切换单元共同用于调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及在电压范围内输出恒定功率；输出滤波单元，分别与第一功率变换单元的第一端和第二功率变换单元的第二端相连接，用于输出经过稳压处理的总输出电压。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种直流变换器的控制方法，包括：

获取第一电压和第二电压；调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；对总输出电压进行稳压处理；输出经过稳压处理的总输出电压。

在一个可选实施例中，直流变换器包括：第一切换单元，第二切换单元，第一切换单元包括：第一复合开关和第二复合开关，第二切换单元包括：第三复合开关和第四复合开关，每个复合开关均包括：第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件先于所述第二开关器件闭合，并且所述第一开关器件晚于所述第二开关器件断开，调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率包括：控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种直流变换器的控制装置，包括：

获取模块，用于获取第一电压和第二电压；调整模块，用于调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；处理模块，用于对总输出电压进行稳压处理；输出模块，用于输出经过稳压处理的总输出电压。

在一个可选实施例中，直流变换器包括：第一切换单元，第二切换单元，第一切换单元包括：第一复合开关和第二复合开关，第二切换单元包括：第三复合开关和第四复合开关，每个复合开关均包括：第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件先于所述第二开关器件闭合，并且所述第一开关器件晚于所述第二开关器件断开，调整模块包括：第一控制单元，用于控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；第二控制单元，用于控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；调整单元，用于利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种用户设备，包括：直流变换器，直流变换器包括：第一功率变换单元，第二功率变换单元，第一切换单元，第二切换单元，第一滤波电容，第二滤波电容以及输出滤波单元；第一功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第一电压；第二功率变换单元，其第一端与第一切换单元相连接并且其第二端与第二切换单元相连接，用于输出第二电压；第一切换单元，与第二切换单元相连接，并与第二切换单元共同用于调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；第一滤波电容与第二滤波电容串联，第一滤波电容与第二滤波电容并联接入第一功率变换单元的第一端和第二功率变换单元的第二端，以及第一滤波电容与第二滤波电容之间的连接点连接于第一切换单元与第二切换单元之间的连接点；第一滤波电容与第二滤波电容共同用于对总输出电压进行稳压处理；输出滤波单元，分别与第一功率变换单元的第一端和第二功率变换单元的第二端相连接，用于输出经过稳压处理的总输出电压。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明至少部分实施例，通过第一切换单元与第二切换单元的配合使用可以使得第一功率变换单元输出的第一电压以及第二功率变换单元输出的第二电压满足宽输出电压范围以及恒功率输出要求，即，根据输出电压的范围要求，对第一电压和第二电压的组合(例如：串联或者并联)进行调整以达到满足宽电压范围输出和恒定功率输出的要求。因此，可以解决相关技术中所提供的直流变换器输出的电压范围有限、系统构成复杂、成本很高的问题，达到输出电压范围宽，且在该范围内能够实现恒定功率输出的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明其中一实施例的宽范围输出的变换器的电路原理示意图；

图2是根据本发明其中一可选实施例的宽范围输出的变换器的电路原理示意图；

图3是根据本发明其中一可选实施例的复合开关的控制时序图；

图4是根据本发明示例性实施例一的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图5是基于图4的宽范围输出的变换器中切换电路各器件的控制开关时序图；

图6是根据本发明示例性实施例二的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图7是根据本发明示例性实施例三的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图8是根据本发明示例性实施例四的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图9是根据本发明示例性实施例五的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图10是根据本发明示例性实施例六的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图11是根据本发明示例性实施例七的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图12是根据本发明示例性实施例八的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图13是根据本发明示例性实施例九的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图14是根据本发明示例性实施例十的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图15是根据本发明示例性实施例十一的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图16是根据本发明示例性实施例十二的宽范围输出的变换器的电路结构示意图；

图17是根据本发明实施例的直流变换器的控制方法的流程图；

图18是根据本发明实施例的直流变换器的控制装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

本申请实施例所提供的方法实施例可以在电动汽车充电组件等包含直流变换器的能量变换装置中执行。图1是根据本发明其中一实施例的宽范围输出的变换器的电路原理示意图，如图1所示，该电路至少包括：功率变换单元ⅰ(相当于第一功率变换单元)和功率变换单元ⅱ(相当于第二功率变换单元)，切换单元ⅰ(相当于第一切换单元)和切换单元ⅱ(相当于第二切换单元)，滤波电容c1(相当于第一滤波电容)和c2(相当于第二滤波电容)，输出滤波单元。功率变换单元ⅰ和ⅱ输出两路独立的电压(相当于第一电压和第二电压)，分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。功率变换单元ⅰ的输出端vout1+和vout1-分别与切换单元ⅰ和切换单元ⅱ相连，功率变换单元ⅱ的输出端vout2+和vout2-分别与切换单元ⅰ和切换单元ⅱ相连。切换单元ⅰ的一端与vout1+相连，另一端与切换单元ⅱ相连。切换单元ⅱ的一端与vout2-相连，另一端与切换单元ⅰ相连。滤波电容c1，c2先串联在一起，然后并联在vout1+与vout2-之间，同时c1和c2的连接点与切换单元ⅰ和切换单元ⅱ的连接点相连。切换单元ⅰ位于滤波电容c1和功率变换单元ⅰ之间。切换单元ⅱ位于滤波电容c2和功率变换单元ⅱ之间。vout1+和vout2-分别与输出滤波单元相连作为总的输出电压。

在一个可选实施例中，上述功率变换单元包括但不限于：移相全桥电路，逻辑链路控制(llc)谐振变换电路，副边整流电路。llc谐振变换电路系列拓扑包括：普通半桥式，带有二极管钳位半桥式，全桥式。副边整流电路至少可以采用全桥整流电路或全波整流电路。

在一个可选实施例中，切换单元ⅰ与ⅱ分别是由两个复合开关串联而成。每个复合开关均有两个引脚1和2。每个复合开关由两个开关器件并联组成，其中，一个是开关速度快动态特性好的快开关器件(相当于第一开关器件)，其包括但不限于：n沟道mosfet等器件，另一个是开关速度慢稳态特性好的慢开关器件(相当于第二开关器件)，其包括但不限于：继电器等器件。

图2是根据本发明其中一可选实施例的宽范围输出的变换器的电路原理示意图，如图2所示，有两路独立的电压输出vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。这两路独立的电压输出是由两路独立的功率变换电路得到的。c1和c2串联后作为总输出的输出滤波电容。切换单元ⅰ与ⅱ均是由两个复合开关串联而成的。切换单元ⅰ由复合开关1(相当于第一复合开关)和复合开关2(相当于第二复合开关)串联而成。切换单元ⅱ由复合开关3(相当于第三复合开关)和复合开关4(相当于第四复合开关)串联而成。复合开关1的1脚与vout1+相连，复合开关1的2脚与复合开关2的1脚相连，复合开关2的2脚与复合开关3的1脚相连，vout1-与复合开关3的2脚相连。复合开关3的1脚与复合开关2的2脚相连，复合开关3的2脚与复合开关4的1脚相连，复合开关4的2脚与vout2-相连，vout2+与复合开关3的2脚相连。c1和c2串联的连接点与复合开关2的2脚相连，输出滤波单元连接在c1和c2串联后端，与vout1+和vout2-相连。

图3是根据本发明其中一可选实施例的复合开关的控制时序图，如图3所示，每个复合开关中的快开关器件先于慢开关器件导通，慢开关器件先于快开关器件断开。复合开关1和复合开关4中的快开关器件同时导通和同时断开，慢开关器件同时导通和同时断开。复合开关2和复合开关3中的快开关器件同时导通和同时断开，慢开关器件同时导通和同时断开。

下面将结合以下多个可选的示例性实施例对上述实施过程作进一步地详细说明。

实施例一

图4是根据本发明示例性实施例一的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图4所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。cin1和cin2各接一路带有二极管钳位的半桥llc谐振变换电路。每路半桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的半桥llc谐振电路。t1和t2的次级分别各接一路全波整流电路。两路半桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

图5是基于图4的宽范围输出的变换器中切换电路各器件的控制开关时序图，如图5所示，根据上述连接关系可以确定，当vt1先导通，k1后吸合导通和vt4先导通，k4后吸合导通，vt2和vt3截止，k2，k3断开时，vout1+和vout2+通过vt1和k1连接在一起，vout1-和vout2-通过vt4和k4连接在一起，两路独立的输出作为并联的连接关系输出。同时c1和c2进行串联后作为总输出的滤波电容。当vt1和vt4截止，k1和k4断开时，vt2先导通，k2后吸合导通和vt3先导通，k3后吸合导通时，vout1-和vout2+通过vt2和vt3的导通连接在一起。两路独立的输出作为串联的连接关系输出，同时c1和c2进行串联后作为总输出的滤波电容，如此切换可以增加输出电压范围和提高低压带载能力。

实施例二

图6是根据本发明示例性实施例二的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图6所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，cin1和cin2连接的两路独立输入的半桥llc谐振电路是不带有二极管钳位的普通半桥llc谐振变换电路。每路半桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的半桥llc谐振电路。t1和t2的次级分别各接一路全波整流电路。两路半桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

实施例三

图7是根据本发明示例性实施例三的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图7所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。cin1和cin2各接一路带有二极管钳位的半桥llc谐振变换电路。每路半桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的半桥llc谐振电路。与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，两个独立的变压器t1和t2的次级分别各接一路全桥同步整流电路。两路半桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

实施例四

图8是根据本发明示例性实施例四的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图8所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。cin1和cin2连接的两路独立输入的半桥llc谐振电路是不带有二极管钳位的普通半桥llc谐振变换电路。每路半桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的半桥llc谐振电路。与上述图5所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，变压器t1和t2的次级接有的是全桥同步整流电路。两路半桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

实施例五

图9是根据本发明示例性实施例五的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图9所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，cin1和cin2各接一路全桥llc谐振变换电路。每路全桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的全桥llc谐振电路。t1和t2的次级分别各接一路全波整流电路。两路全桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

实施例六

图10是根据本发明示例性实施例六的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图10所示，该变换器由以下几部分组成：独立直流输入源vin，cin1和cin2是两个容量相等的输入电容。cin1和cin2是串联的连接关系。cin1和cin2串联后与vin并联。cin1和cin2各接一路全桥llc谐振变换电路。每路全桥llc谐振电路的次级接有全波整流电路。两路全波整流电路的输出端分别为vout1+和vout1-，vout2+和vout2-。变压器t1和t2的初级是两路独立工作的全桥llc谐振电路。与上述图9所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，t1和t2的次级分别各接一路全桥同步整流电路。两路全桥llc谐振电路分别有谐振电感lr1和lr2，变压器初级绕组lm1和lm2。两个n沟道mosfet开关管vt1和vt2，继电器k1和k2组成切换单元ⅰ。上管vt1的源极与下管vt2的漏极相连，上管vt1的漏极与vout1+相连，下管vt2的源极与切换单元ⅱ中的vt3的漏极相连。继电器k1和k2的两端分别与vt1和vt2的漏极和源极相连。两个n沟道mosfet开关管vt3和vt4，继电器k3和k4组成切换单元ⅱ。上管vt3的源极与切换单元ⅱ中的下管vt4的漏极相连，切换单元ⅱ的上管vt3的漏极与切换单元ⅰ中的vt2的源极相连，下管vt4源极与vout2-相连。继电器k3和k4的两端分别与vt3和vt4的漏极和源极相连。切换单元ⅰ的上管vt1的源极和下vt2的漏极相连后再与vout2+相连；切换单元ⅱ的上管vt3的源极和下管vt4的漏极相连后再与vout1-相连。滤波电解电容c1和c2串联，其中，c1的正端与vout1+相连，c1的负端与c2的正端相连，c2的负端与vout2-相连，c1的负端与c2的正端相连后在与vt2的源极、vt3的漏极相连。切换单元ⅰ与滤波电解电容c1并联连接，且位于c1和整流输出端之间，切换单元ⅱ与滤波电解电容c2并联连接，且位于c2和整流输出端之间。vout1+和vout2-分别连接到输出滤波单元，经过滤波后作为总的输出电压对外输出。

实施例七

图11是根据本发明示例性实施例七的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图11所示，与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，该变换器具有3个独立幅值相等的直流输入源vin1、vin2、vin3。每一路输入源接有一路全桥llc谐振变换电路，每路全桥llc谐振电路分别皆有谐振电感lr1、lr2、lr3。每路全桥llc谐振变换电路皆有两个初级绕组串联的变压器，分别是t1、t2、t3、t4、t5、t6。每个变压器初级绕组分别为lm1、lm2、lm3、lm4、lm5、lm6，其中，lm1和lm2串联，lm3和lm4串联，lm5和lm6串联，lm1、lm3、lm5所对应的变压器次级绕组在变压器次级进行“y”型连接，然后与一路二极管桥式整流电路连接，产生输出电压vout1+和vout1-。同样lm2、lm4、lm6所对应的变压器次级绕组在变压器次级进行“y”型连接，然后与一路二极管桥式整流电路连接，产生输出电压vout2+和vout2-。

实施例八

图12是根据本发明示例性实施例八的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图12所示，与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，切换电路中的vt1和vt4分别由二极管vd1和vd2代替。当vt2和vt3不导通时，输出处于并联状态；而当vt2和vt3导通时，二极管vd1和vd2反向截止，输出处于串联状态。

实施例九

图13是根据本发明示例性实施例九的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图13所示，与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，切换电路中的vt1和vt4分别由二极管vd1和vd2代替，且vd1和vd2独立工作，并无各自的并联继电器。当vt2和vt3不导通时，输出处于并联状态；而当vt2和vt3导通时，二极管vd1和vd2反向截止，输出处于串联状态。

实施例十

图14是根据本发明示例性实施例十的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图14所示，与上述图4所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，切换电路中的vt1和vt4分别由二极管vd1和vd2代替，且vd1和vd2独立工作，并无各自的并联继电器，同时去掉了vt2和vt3并联的继电器k2和k3，取而代之的是在vout2+与vout1-之间增加一个继电器k2。此继电器k2的控制时序与图4所示的实施例中的k2相同。当vt2和vt3不导通时，输出处于并联状态；而当vt2和vt3导通时，二极管vd1和vd2反向截止，输出处于串联状态。

在本发明的另一个可选实施例中，与上述示例性实施例中输出采用高频整流电路需要采用滤波电容进行滤波处理后才能得到稳定的直流输出电压不同，还可以在上述功率变换单元ⅰ和功率变换单元ⅱ中分别采用蓄电池进行供电，此时由于蓄电池本身即可输出稳定的直流电压，因此，可以不再使用滤波电容。

下面将结合以下两个可选的示例性实施例对此进行说明。

实施例十一

图15是根据本发明示例性实施例十一的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图15所示，与上述图14所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，vout1+和vout1-是由蓄电池电源vdc1提供，vout2+和vout2-是由蓄电池电源vdc2提供。由于是蓄电池供电，因此取消了输出滤波电容c1和c2。

实施例十二

图16是根据本发明示例性实施例十二的宽范围输出的变换器的电路结构示意图，如图16所示，与上述图15所示的实施例的区别在于，在该示例性实施例中，将两个串联开关vt2和vt3进行了合并，进而使用一个vt2来代替，这样不仅可以节省器件，降低硬件成本，而且还可以达到相同的设计目的。

在本实施例中提供了一种运行于上述能量变换装置的直流变换器的控制方法，图17是根据本发明实施例的直流变换器的控制方法的流程图，如图17所示，该流程包括如下步骤：

步骤s12，获取第一电压和第二电压；

步骤s14，调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；

步骤s16，对总输出电压进行稳压处理；

步骤s18，输出经过稳压处理的总输出电压。

通过上述步骤，解决了相关技术中所提供的直流变换器输出的电压范围有限、系统构成复杂、成本很高的问题，达到输出电压范围宽，且在该范围内能够实现恒定功率输出的效果。

可选地，上述步骤的执行主体可以为能量变换装置中的处理器等，但不限于此。

在一个可选实施例中，直流变换器包括：第一切换单元，第二切换单元，第一切换单元包括：第一复合开关和第二复合开关，第二切换单元包括：第三复合开关和第四复合开关，每个复合开关均包括：第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件先于所述第二开关器件闭合，并且所述第一开关器件晚于所述第二开关器件断开，在步骤s14中，调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率可以包括以下执行步骤：

步骤s141，控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；

步骤s142，控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；

步骤s143，利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

当复合开关1和复合开关4中的快开关器件同时导通时，此时复合开关2和复合开关3处于断开状态。vout2+通过复合开关1与vout1+相连，vout2-通过复合开关4与vout1-相连。两路独立的输出作为并联的连接关系输出，同时c1和c2进行串联后作为总输出的滤波电容，此时总输出电压与各独立输出电压相等，总输出的输出电流是各独立电压输出的2倍。此种情况适合在低电压大电流输出情况使用。此外，当复合开关2和复合开关3中的快开关器件同时导通后，此时复合开关1和复合开关4处于断开状态，vout2+通过复合开关2和复合开关3与vout1-相连。两路独立的输出作为串联的连接关系输出，同时c1和c2进行串联后作为总输出的滤波电容，此时总输出电压是各独立输出电压的2倍，总输出的输出电流与各独立电压输出电流相等，此种情况适合在高电压的情况下使用。

快慢开关器件组合使用的原因在于：通常快开关器件的动态特性好，但是稳态特性较差，都会存在较大导通阻抗，较大的输出电流会流经快开关器件的本体时由导通阻抗而产生损耗大并发热严重，需要很大的散热器进行散热；另外在选择电流容量较大的快关器件时，这类器件价格也比较贵，成本高，因而在快开关器件两端增加并联的慢开关器件可以降低快开关器件导通后产生的损耗，这是由于慢开关器件通常动态特性较差，稳态通流能力较强，导通阻抗小，且价格较低。损耗的降低便会使相应的散热器变小，整体的器件体积变小，而且还会带来功率密度的提升。

在控制方面，由于常用的慢开关器件通常是通过电磁机械装置控制的机械开关装置，机械开关触点两端要求的耐压并不是很高，因此在高压场合不能直接作为切换开关使用，而需要先将耐压高的快开关器件导通后经过一个短延时再将慢开关器件两端的电压降低到允许的工作范围内后再将慢开关器件导通。同样在需要快开关器件断开时，根据状态指令提前将慢开关器件断开，在经过一个短延时后再将快开关器件断开。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种直流变换器的控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图18是根据本发明实施例的直流变换器的控制装置的结构框图，如图18所示，该装置包括：获取模块10，用于获取第一电压和第二电压；调整模块20，用于调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；处理模块30，用于对总输出电压进行稳压处理；输出模块40，用于输出经过稳压处理的总输出电压。

在一个可选实施例中，直流变换器包括：第一切换单元，第二切换单元，第一切换单元包括：第一复合开关和第二复合开关，第二切换单元包括：第三复合开关和第四复合开关，每个复合开关均包括：第一开关器件和第二开关器件，其中，所述第一开关器件先于所述第二开关器件闭合，并且所述第一开关器件晚于所述第二开关器件断开，调整模块20包括：第一控制单元(图中未示出)，用于控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；第二控制单元(图中未示出)，用于控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；调整单元(图中未示出)，用于利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

s1，获取第一电压和第二电压；

s2，调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；

s3，对总输出电压进行稳压处理；

s4，输出经过稳压处理的总输出电压。

可选地，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

s1，控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；

s2，控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；

s3，利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

s1，获取第一电压和第二电压；

s2，调整由第一电压和第二电压确定的总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率；

s3，对总输出电压进行稳压处理；

s4，输出经过稳压处理的总输出电压。

可选地，在本实施例中，上述处理器还可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

s1，控制第一复合开关与第四复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压并联输出，得到总输出电压的第一部分电压范围；

s2，控制第二复合开关与第三复合开关中的第一开关器件同时导通，以使第一电压和第二电压串联输出，得到总输出电压的第二部分电压范围；

s3，利用第一部分电压范围和第二部分电压范围调整总输出电压的电压范围以及确定在电压范围内输出恒定功率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。