功率变换器及电源的制作方法

本技术涉及电源领域，尤其涉及一种功率变换器及电源。

背景技术：

1、在直流转直流(dc-dc，direct current-direct current)变换器中，通常使用变压器实现输入输出隔离功能。dc-dc变换器的能量传输包括将输入的dc电压转成ac电压，ac电压通过变压器耦合转成dc电压输出。当dc-dc变换器具有两种不同的输入电压时，可以在变压器上串联一个纠偏电容来避免变压器在两种不同的输入电压的励磁下出现偏励磁的问题。然而，对于带纠偏电容的dc-dc变换器，假设具有两个不相等的输入电压v1和v2、且v1大于v2，则基于对称励磁原理可知，此时dc-dc变换器的等效输入电压等于(v1+v2)/2，dc-dc变换器的调压灵活性低。

技术实现思路

1、本技术提供一种功率变换器及电源，可以提升功率变换器的调压灵活性。

2、第一方面，提供一种功率变换器。该功率变换器包括直流dc-交流ac变换电路、变压器和第一ac-dc变换电路。其中，dc-ac变换电路通过变压器和第一ac-dc变换电路耦合。而变压器的原边绕组包括至少两个子原边绕组，该至少两个子原边绕组包括至少三个原边绕组连接端，其中至少两个子原边绕组共用一个原边绕组连接端，至少三个原边绕组连接端一一对应连接dc-ac变换电路的至少三个输出连接端。子原边绕组的匝数根据对应接入的励磁电压的变化而相应调整。

3、另外，dc-ac变换电路用于分时产生至少两种不同的励磁电压，其中，一种励磁电压对应输出至一个子原边绕组，子原边绕组的匝数根据输入的励磁电压的变化而相应调整。

4、本案中，在变压器的原边绕组这一侧，根据dc-ac变换电路产生的不同的励磁电压对应匹配对原边绕组中不同的匝数绕组进行励磁，即一种励磁电压对应输入一个子原边绕组，子原边绕组的匝数根据对应接入的励磁电压的变化进行调整，可以实现调整不同的励磁电压输入变压器的电流及能量大小，可以提升功率变换器的调压灵活性。

5、在第一方面的一些可能的实施例中，功率变换器还包括电容，电容与变压器串联。

6、本案中，设置与变压器串联的电容可以解决由于至少两种不同励磁电压输入变压器导致的偏励磁问题。

7、在第一方面的一些可能的实施例中，dc-ac变换电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。第一开关和第三开关串联后连接第二直流源。第二开关的一端连接第一直流源，第二开关的另一端作为dc-ac变换电路的输出连接端连接至少两个子原边绕组中第一子原边绕组的一端。第四开关的一端连接至少两个子原边绕组中第二子原边绕组的一端，第四开关的另一端接地。第一子原边绕组和第二子原边绕组的公共连接端通过电容连接第一开关和第三开关的串联连接端。

8、本方案中，设置第一开关至第四开关以实现第一直流源和第二直流源分时作为不同的供电源，不同的供电源经过分压后提供两种不同的励磁电压。

9、在第一方面的一些可能的实施例中，dc-ac变换电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。第一开关和第三开关串联后连接第一直流源。第二开关的一端连接第一直流源，第二开关的另一端作为dc-ac变换电路的输出连接端连接至少两个子原边绕组中第一子原边绕组的一端。第四开关的一端连接至少两个子原边绕组中第二子原边绕组的一端，第四开关的另一端接地。第一子原边绕组和第二子原边绕组的公共连接端通过电容连接第一开关和第三开关的串联连接端。第一开关、第四开关的占空比与第二开关、第三开关的占空比不同。

10、本方案中，将第一直流源作为供电源，并控制第一开关至第四开关的占空比不同以提供两种不同的励磁电压。

11、在第一方面的一些可能的实施例中，dc-ac变换电路包括第一开关和第二开关。第一开关的一端与第一直流源连接，第一开关的另一端作为dc-ac变换电路的输出连接端连接至少两个子原边绕组中第一子原边绕组的一端。第二开关的一端连接至少两个子原边绕组中第二子原边绕组的一端，第二开关的另一端接地。第一子原边绕组和第二子原边绕组的公共连接端通过电容接地。

12、本方案中，将第一直流源和电容作为不同的供电源，经过分压后提供两种不同的励磁电压。

13、在第一方面的一些可能的实施例中，第一ac-dc变换电路包括第一整流器件、第二整流器件、第三整流器件和第四整流器件。第一整流器件和第三整流器件串联后并联到第一ac-dc变换电路的输出端。第二整流器件和第四整流器件串联后并联到第一ac-dc变换电路的输出端。变压器的副边绕组并联在第一整流器件和第三整流器件的串联连接端、和第二整流器件和第四整流器件的串联连接端之间。

14、本方案中，设置第一整流器件至第四整流器件，以实现对变压器输出的不同电流流向的电流进行整流处理。

15、在第一方面的一些可能的实施例中，功率变压器的副边绕组包括至少两个子副边绕组，至少两个子副边绕组包括至少三个副边绕组连接端，其中至少两个子副边绕组共用一个副边绕组连接端。至少两个子副边绕组与至少两个子原边绕组一一对应，且任一子副边绕组的匝数根据对应的任一子原边绕组接入的励磁电压的变化而相应调整。第一ac-dc变换电路包括至少三个输入连接端，至少三个输入连接端一一对应连接至少三个副边绕组连接端。

16、本方案中，还可以根据dc-ac变换电路输入的不同的励磁电压，同时调整起变压作用的原边绕组的匝数和副边绕组的匝数，以调整不同的励磁电压输入变压器的电流及能量大小，可以提升功率变换器的调压灵活性。

17、在第一方面的一些可能的实施例中，第一ac-dc变换电路包括第一整流器件、第二整流器件、第三整流器件和第四整流器件。第一整流器件和第三整流器件串联后并联到第一ac-dc变换电路的输出端。第二整流器件的一端与至少两个子副边绕组中的第一子副边绕组的一端连接，第二整流器件的另一端连接第一ac-dc变换电路的输出端。第四整流器件的一端与至少两个子副边绕组中的第二子副边绕组的一端连接，第四整流器件的另一端连接第一ac-dc变换电路的输出端。第一子副边绕组和第二子副边绕组的公共连接端连接第一整流器件和第三整流器件的串联连接端。

18、本方案中，除了匹配输入变压器的励磁电压调节起变压作用的原边绕组的匝数之外，还可以调节变压器的副边绕组的匝数以匹配输入变压器的励磁电压，当励磁电压为两种时，第一ac-dc变换电路可以设置第一整流器件至第四整流器件，以实现对变压器输出的不同电流流向的电流进行整流处理。

19、在第一方面的一些可能的实施例中，功率变换器还包括与变压器串联的电感。

20、本方案中，设置与变压器串联的电感，以实现电压稳定。

21、第二方面，本技术还提供一种功率变换器。该功率变换器包括直流dc-交流ac变换电路、变压器和第一ac-dc变换电路，dc-ac变换电路通过变压器和第一ac-dc变换电路耦合。dc-ac变换电路用于分时产生至少两种不同的励磁电压。变压器的副边绕组包括至少两个子副边绕组，该至少两个子副边绕组包括至少三个副边绕组连接端，其中至少两个子副边绕组共用一个副边绕组连接端，一个子副边绕组的匝数根据变压器的原边绕组接入的一种励磁电压的变化而相应调整。第一ac-dc变换电路包括至少三个输入连接端，至少三个输入连接端一一对应连接至少三个副边绕组连接端。

22、本方案中，在变压器的副边绕组这一侧，根据原边绕组接入的不同的励磁电压来调整起变压作用的副边绕组的匝数，以实现调整不同的励磁电压输入变压器的电流及能量大小，可以提升功率变换器的调压灵活性。

23、在第二方面的一些可能的实施例中，第一ac-dc变换电路包括第一整流器件、第二整流器件、第三整流器件和第四整流器件。第一整流器件和第三整流器件串联后并联到第一ac-dc变换电路的输出端。第二整流器件的一端与至少两个子副边绕组中的第一子副边绕组的一端连接，第二整流器件的另一端连接第一ac-dc变换电路的输出端。第四整流器件的一端与至少两个子副边绕组中的第二子副边绕组的一端连接，第四整流器件的另一端连接第一ac-dc变换电路的输出端。第一子副边绕组和第二子副边绕组的公共连接端连接第一整流器件和第三整流器件的串联连接端。

24、本方案中，调节变压器的副边绕组的匝数以匹配输入变压器的原边绕组的励磁电压，当励磁电压为两种时，第一ac-dc变换电路可以设置第一整流器件至第四整流器件，以实现对变压器输出的不同电流流向的电流进行整流处理。

25、在第二方面的一些可能的实施例中，功率变换器还包括与变压器串联的电容和/或与变压器串联的电感。

26、本案中，设置与变压器串联的电容可以解决由于至少两种不同励磁电压输入变压器导致的偏励磁问题。另外，本方案中，设置与变压器串联的电感，以实现电压稳定。

27、第三方面，本技术还提供一种电源，包括直流源和功率变换器。功率变换器包括直流dc-交流ac变换电路、变压器和第一ac-dc变换电路。直流源用于为dc-ac变换电路供电，dc-ac变换电路通过变压器和第一ac-dc变换电路耦合。

28、dc-ac变换电路包括至少三个输出连接端。变压器的原边绕组包括至少两个子原边绕组，至少两个子原边绕组包括至少三个原边绕组连接端。其中至少相邻两个子原边绕组共用一个原边绕组连接端，至少三个原边绕组连接端一一对应连接dc-ac变换电路的至少三个输出连接端。dc-ac变换电路用于分时产生至少两种不同的励磁电压，其中，一种励磁电压对应输出至一个子原边绕组，子原边绕组的匝数根据输入的励磁电压的变化而相应调整。

29、在第三方面的一些可能的实施例中，直流源包括dc-dc变换电路，dc-dc变换电路包括以下至少一项：boost电路、buck电路、正输出类型的buck-boost电路、单端初级电感式转换器sepic电路、双sepic电路。

30、在第三方面的一些可能的实施例中，直流源包括交流源和第二ac-dc变换电路；第二ac-dc变换电路用于将交流源提供的交流电变换为直流电，以为dc-ac变换电路供电。

31、第四方面，本技术还提供一种电源，包括直流源和功率变换器。功率变换器包括直流dc-交流ac变换电路、变压器和第一ac-dc变换电路。直流源用于为dc-ac变换电路供电，dc-ac变换电路通过变压器和第一ac-dc变换电路耦合。

32、dc-ac变换电路用于分时产生至少两种不同的励磁电压。变压器的副边绕组包括至少两个子副边绕组，至少两个子副边绕组包括至少三个副边绕组连接端，其中至少两个子副边绕组共用一个副边绕组连接端，一个子副边绕组的匝数根据变压器的原边绕组接入的一种励磁电压的变化而相应调整。第一ac-dc变换电路包括至少三个输入连接端，至少三个输入连接端一一对应连接至少三个副边绕组连接端。

33、在第四方面的一些可能的实施例中，直流源包括dc-dc变换电路，dc-dc变换电路包括以下至少一项：boost电路、buck电路、正输出类型的buck-boost电路、单端初级电感式转换器sepic电路、双sepic电路。

34、在第四方面的一些可能的实施例中，直流源包括交流源和第二ac-dc变换电路；第二ac-dc变换电路用于将交流源提供的交流电变换为直流电，以为dc-ac变换电路供电。