直流-直流转换器以及能量效率优化方法与流程

本技术涉及直流-直流转换器，具体而言，涉及一种直流-直流转换器以及能量效率优化方法。

背景技术：

1、直流-直流转换器是电能转换的电路或是机电设备，可以将直流(dc)电源转换为不同电压的直流(或近似直流)电源。不断追求更高的能量转化效率是直流-直流转换器改进的重要研究方向。

2、目前直流-直流转换器的能量损失主要有两方面，一部分是功率开关导通电阻产生的导通损耗，另一部分是开关的控制节点中存在的寄生电容导致的开关损耗。

3、因此，如何减小导通损耗和开关损耗，提高直流-直流转换器的能量效率成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种直流-直流转换器以及能量效率优化方法，以解决现有技术中直流-直流转换器中导通损耗和开关损耗的问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供了一种直流-直流转换器，包括：温度检测模块、控制模块、受控脉宽调制模块、驱动模块、开关模块、电压检测模块以及电流检测模块，其中：

4、所述温度检测模块与所述控制模块的第一输入端连接，所述温度检测模块用于检测环境温度以及所述开关模块的开关温度，并向所述控制模块输出温度检测信号；

5、所述电压检测模块的输入端用于接入输入电压，所述电压检测模块的输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述电压检测模块用于检测所述输入电压，并向所述控制模块输出电压检测信号；

6、所述电流检测模块的输入端与所述开关模块的另一端连接，所述电流检测模块的输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述电流检测模块用于检测开关模块的输出电流，并向所述控制模块输出电流检测信号；

7、所述控制模块的输出端与所述受控脉宽调制模块的输入端连接，所述受控脉宽调制模块的输出端与所述驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与所述开关模块的一端连接，所述开关模块中包括多个开关，所述控制模块用于根据所述温度检测模块输出的温度检测信号、所述电压检测模块输出的电压检测信号以及所述电流检测模块输出的电流检测信号，通过所述受控脉宽调制模块控制所述开关模块中各开关的通断。

8、可选的，所述温度检测模块包括：第一温度检测模块、第二温度检测模块、减法器以及第一模数转换器；

9、所述第二温度检测模块位于所述开关模块所在的区域内；

10、所述第一温度检测模块及所述第二温度检测模块分别与所述减法器的输入端连接；

11、减法器的输出端与所述第一模数转换器的输入端连接；

12、所述第一模数转换器的输出端与所述控制模块的第一输入端连接；

13、所述减法器用于将所述第一温度检测模块所检测到的环境温度信号以及所述第二温度检测模块所检测到的开关温度信号相减，并将相减后信号输出至所述第一模数转换器；

14、所述第一模数转换器用于将所述相减后信号转换为所述温度检测信号并输出至所述控制模块。

15、可选的，所述开关模块包括：高边开关组以及低边开关组，所述高边开关组和所述低边开关组中分别包括多个开关；

16、所述高边开关组中的各开关的分别与所述低边开关组中的各开关一一对应，且所述高边开关组中各开关的一端与所述低边开关组中所对应的开关的一端连接，所述高边开关组中各开关的另一端用于接入输入电压，所

17、述低边开关组中各开关的另一端接地；

18、所述高边开关组中各开关的一端以及所述低边开关组中各开关的一端还与所述电流检测模块的输入端连接。

19、可选的，所述驱动模块包括多个高边驱动器以及多个低边驱动器；

20、各所述高边驱动器分别与所述高边开关组中的各开关一一对应，且各所述高位驱动器与所述高边开关组中对应的开关的控制端连接；

21、各所述低边驱动器分别与所述低边开关组中的各开关一一对应，且各所述低边驱动器与所述低边开关组中对应的开关的控制端连接。

22、可选的，所述直流-直流转换器还包括：联动控制开关；

23、所述联动控制开关的第一端与高边开关组中各开关的一端以及所述低边开关组中各开关的一端连接，所述联动控制开关的第二端与所述电流检测模块的输入端连接。

24、可选的，所述直流-直流转换器还包括：电感以及电容；

25、所述联动控制开关的第三端与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述电容的一端连接，并作为所述直流-直流转换器的输出，所述电容的另一端接地。

26、可选的，所述电流检测模块包括：电流采样电路、第一电阻以及第二模数转换器；

27、所述电流采样电路的输入端与所述联动控制开关的第二端连接，所述电流采样电路的输入端用于接收输入电压；

28、所述电流采样电路的输出端与所述第一电阻的一端以及所述第二模数转换器的输入端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二模数转换器的输出端与所述控制模块连接。

29、可选的，所述电压检测模块包括：第二电阻、第三电阻以及第三模数转换器；

30、所述第二电阻的一端接入输入电压，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端以及所述第三模数转换器的输入端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三模数转换器的输出端与所述控制模块连接。

31、第二方面，本技术提供了一种能量效率优化方法，应用于上述第一方面所述的直流-直流转换器中的控制模块，所述方法包括：

32、根据电压检测信号以及电流检测信号在设置信息列表中查找，确定所述电压检测信号以及所述电流检测信号对应的导通开关组合，所述设置信息列表中包括：输入电压、开关电流以及所述输入电压和所述开关电流对应的导通开关组合；

33、若所述设置信息列表中存在所述电压检测信号以及所述电流检测信号对应的导通开关组合，则将所述导通开关组合作为目标导通开关组合；

34、若所述设置信息列表中不存在所述电压检测信号以及所述电流检测信号对应的导通开关组合，则根据所述温度检测信号确定所述电压检测信号以及所述电流检测信号对应的目标导通开关组合；

35、通过受控脉宽调制模块控制所述目标导通开关组合中的各开关导通。

36、可选的，所述根据所述温度检测信号确定所述电压检测信号以及所述电流检测信号对应的目标导通开关组合，包括：

37、按照各待选导通开关组合的顺序，依次按照各待选导通开关组合控制所述直流-直流转换器工作；

38、在所述直流-直流转换器按照各待选导通开关组合工作时，获取当前温度检测信号，并根据当前温度检测信号确定各待选导通开关组合对应的温度变化信息；

39、根据各待选导通开关组合对应的温度变化信息，确定所述目标导通开关组合。

40、本技术的有益效果是：通过在开关模块中设置多个开关，并由控制模块基于直流-直流转换器中的电流检测模块、电压检测模块以及温度检测模块输出的电流检测信号、电压检测信号以及温度检测信号，通过受控脉宽调制模块控制开关模块中各开关的通断，可以在负载电流的大小发生变化时，动态调整开关模块中的开关尺寸，从而减小开关损耗以及导通损耗，提高直流-直流转换器综合的能量效率。