功率变换器的制作方法

本技术涉及电源，尤其涉及一种功率变换器。

背景技术：

1、在多个功率单元串并联组成的功率变换器中，控制器可以向各个功率单元的开关管输出控制信号，从而控制各个功率单元实现电压变换。为了节省控制成本，功率变换器中的控制器通常会减少输出的控制信号的数量，使多个功率单元中位置相同的开关管共用一路控制信号，即对多个功率单元采用不交错的控制方式。

2、常见的含有多个功率单元的功率变换器结构如图1a所示，图1a中的功率变换器包括dc/dc变换电路1、dc/dc变换电路2和控制器3，两个dc/dc变换电路均采用全桥式开关变换电路，两个dc/dc变换电路的原边(即输入端)串联在功率变换器的输入端之间，两个dc/dc变换电路的副边(即输出端)串联在功率变换器的输出端之间。dc/dc变换电路1包括六个开关管(开关管q1、开关管q2、……、开关管q6)，dc/dc变换电路2包括六个开关管(开关管q7、开关管q8、……、开关管q12)。控制器3输出的控制信号的生成过程如图1b所示，控制器3输出的六路控制信号(控制信号pwm_dsp1、控制信号pwm_dsp2、……、控制信号pwm_dsp6)中每一路控制信号用于控制两个dc/dc变换电路中处于相同位置的两个开关管的导通或者关断。例如，控制信号pwm_dsp1用于控制dc/dc变换电路1中的开关管q1和dc/dc变换电路2中的开关管q7导通或者关断。

3、然而，实际应用中各dc/dc变换电路间硬件参数的差异性会使多个dc/dc变换电路间输出功率不均衡，并且在功率变换器接入轻载的情况下，多个dc/dc变换电路间输出功率不均衡的程度会更严重，易导致多个dc/dc变换电路间器件损耗程度和工作寿命不均衡，进而影响功率变换器工作时的稳定性。

技术实现思路

1、本技术提供了一种功率变换器，可以使功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器工作时的稳定性。

2、第一方面，本技术提供了一种功率变换器，功率变换器包括第一输入端、第二输入端、至少两个dc/dc变换电路、控制器、至少两个逻辑单元、第一输出端和第二输出端，至少两个dc/dc变换电路包括第一dc/dc变换电路，至少两个逻辑单元包括第一逻辑单元。其中，至少两个dc/dc变换电路的输入端连接后连接在第一输入端与第二输入端之间，至少两个dc/dc变换电路的输出端连接后连接在第一输出端与第二输出端之间。控制器用于在第一dc/dc变换电路的输出功率为至少两个dc/dc变换电路的输出功率中的最大值的情况下，输出第一dc/dc变换电路的第一控制信号和第一调节信号，第一控制信号为基于第一dc/dc变换电路的参考输出功率参数生成的控制信号，第一调节信号用于拉低第一控制信号。第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出功率下降。

3、在本技术实施例中，功率变换器可以通过第一调节信号拉低至少两个dc/dc变换电路中输出功率最大的dc/dc变换电路(即第一dc/dc变换电路)的第一控制信号的方式，使第一dc/dc变换电路的输出功率下降，以减小至少两个dc/dc变换电路中第一dc/dc变换电路的输出功率与其他dc/dc变换电路的输出功率之间的偏差，从而使功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，进而提高功率变换器工作时的稳定性。

4、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出功率下降至第一输出功率，其中，第一输出功率小于或等于至少两个dc/dc变换电路的输出功率在第一排序下的第二个输出功率，第一排序为从大到小的顺序。

5、在本技术实施方式中，功率变换器可以使第一dc/dc变换电路的输出功率下降至第一排序下的第二个输出功率，从而进一步减小至少两个dc/dc变换电路中第一dc/dc变换电路与其他dc/dc变换电路的输出功率之间的偏差，进而使功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡的效果更好。

6、结合第一方面或者第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，至少两个逻辑单元还包括第二逻辑单元，至少两个dc/dc变换电路还包括第二dc/dc变换电路。控制器还用于在第一dc/dc变换电路的输出功率为至少两个dc/dc变换电路的输出功率中的最大值的情况下，输出第二dc/dc变换电路的第二控制信号和第二调节信号，第二控制信号为基于第二dc/dc变换电路的参考输出功率参数生成的控制信号，第二调节信号用于维持第二控制信号不变。第二逻辑单元用于基于第二控制信号和第二调节信号，向第二dc/dc变换电路输出第二均衡信号，以使第二dc/dc变换电路的输出功率与第二dc/dc变换电路的参考输出功率之间的功率偏差值小于或等于预设功率偏差值。

7、在本技术实施方式中，功率变换器可以根据至少两个dc/dc变换电路的输出功率的大小关系生成各个dc/dc变换电路的调节信号，并且可以基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路的控制信号进行独立调节，实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，以便功率变换器可以在使第一dc/dc变换电路的输出功率下降的同时，基于至少两个dc/dc变换电路中其他dc/dc变换电路(即第二dc/dc变换电路)的调节信号，维持第二dc/dc电路的第二控制信号不变，从而不改变第二dc/dc变换电路的输出功率，进而可以在实现至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡的同时提高功率变换器的效率。

8、结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，第一逻辑单元包括n个第一子逻辑单元，第二逻辑单元包括n个第二子逻辑单元，第一dc/dc变换电路包括n个第一开关管，第二dc/dc变换电路包括n个第二开关管，第一控制信号包括n个第一子控制信号，第二控制信号包括n个第二子控制信号，n个第一子控制信号中的第i个第一子控制信号与n个第二子控制信号中的第i个第二子控制信号相同，且第i个第一子控制信号的上升沿与第i个第二子控制信号的上升沿重合，第一均衡信号包括n个第一子均衡信号，第二均衡信号包括n个第二子均衡信号，n个第一子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第一子控制信号与n个第二开关管一一对应，n个第一子均衡信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子均衡信号与n个第二开关管一一对应，n和i均为正整数，并且1≤i≤n。其中，n个第一子逻辑单元中每个第一子逻辑单元用于基于n个第一开关管中的一个第一开关管对应的第一子控制信号和第一调节信号，向一个第一开关管输出对应的第一子均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出功率下降。n个第二子逻辑单元中每个第二子逻辑单元用于基于n个第二开关管中的一个第二开关管对应的第一子控制信号和第二调节信号，向一个第二开关管输出对应的第二子均衡信号，以使功率偏差值小于或等于预设功率偏差值。

9、在本技术实施方式中，功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行不交错控制时，基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路中的各个开关管的子控制信号进行独立调节，从而实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，进而使得功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行不交错控制时依然可以使至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡。

10、结合第一方面第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，第一逻辑单元包括n个第一子逻辑单元，第二逻辑单元包括n个第二子逻辑单元，第一dc/dc变换电路包括n个第一开关管，第二dc/dc变换电路包括n个第二开关管，第一控制信号包括n个第一子控制信号，第二控制信号包括n个第二子控制信号，n个第一子控制信号中的第i个第一子控制信号的上升沿与n个第二子控制信号中的第i个第二子控制信号的上升无重合，第一均衡信号包括n个第一子均衡信号，第二均衡信号包括n个第二子均衡信号，n个第一子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第一子控制信号与n个第二开关管一一对应，n个第一子均衡信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子均衡信号与n个第二开关管一一对应，n和i均为正整数，并且1≤i≤n。其中，n个第一子逻辑单元中每个第一子逻辑单元用于基于n个第一开关管中的一个第一开关管对应的第一子控制信号和第一调节信号，向一个第一开关管输出对应的第一子均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出功率下降。n个第二子逻辑单元中每个第二子逻辑单元用于基于n个第二开关管中的一个第二开关管对应的第二子控制信号和第二调节信号，向一个第二开关管输出对应的第二子均衡信号，以使功率偏差值小于或等于预设功率偏差值。

11、在本技术实施方式中，功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行交错控制时，基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路中的各个开关管的子控制信号进行独立调节，从而实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，进而使得功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行交错控制时依然使至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡。

12、结合第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第五种可能的实施方式中，第一dc/dc变换电路的输出端与第二dc/dc变换电路的输出端串联在功率变换器的第一输出端和第二输出端之间，参考输出功率参数包括参考输出电压。控制器用于在第一dc/dc变换电路的输出电压为至少两个dc/dc变换电路的输出电压中的最大值的情况下，输出第一控制信号和第一调节信号。第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出电压下降至第一输出电压，第一输出电压小于等于至少两个dc/dc变换电路的输出电压在第一排序下的第二个输出电压。

13、在本技术实施方式中，功率变换器可以通过调节至少两个dc/dc变换电路的输出电压均衡的方式，使得至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器工作时的稳定性。此外，本实施方式中，该功率变换器中至少两个dc/dc变换电路输入端的连接方式可以是串联或者并联，因此，该功率变换器的结构多样，灵活性高。再者，功率变换器对至少两个dc/dc变换电路的输出功率的均衡调节方式既可以适用于交错控制模式也可以适用于不交错控制模式，适用性强。

14、结合第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第六种可能的实施方式中，第一dc/dc变换电路的输出端与第二dc/dc变换电路的输出端并联在功率变换器的第一输出端和第二输出端之间，参考输出功率参数包括参考输出电流。控制器用于在第一dc/dc变换电路的输出电流为至少两个dc/dc变换电路的输出电流中的最大值的情况下，输出第一控制信号和第一调节信号。第一逻辑单元基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出电流下降至第一输出电流，第一输出电流小于等于至少两个dc/dc变换电路的输出电流在第一排序下的第二个输出电流。

15、在本技术实施方式中，功率变换器可以通过调节至少两个dc/dc变换电路的输出电流均衡的方式，使得至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器工作时的稳定性。此外，本实施方式中，该功率变换器中至少两个dc/dc变换电路输入端的连接方式可以是串联或者并联，因此，该功率变换器的结构多样，灵活性高。再者，功率变换器对至少两个dc/dc变换电路的输出功率的均衡调节方式既可以适用于交错控制模式也可以适用于不交错控制模式，适用性强。

16、结合第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第七种可能的实施方式中，功率变换器还包括第一开关、第二开关和第三开关，第一dc/dc变换电路的输出端包括第一输出端和第二输出端，第二dc/dc变换电路的输出端包括第一输出端和第二输出端，其中，第一dc/dc变换电路的第一输出端通过第一开关连接第二dc/dc变换电路的第一输出端，第一dc/dc变换电路的第二输出端通过第二开关连接第二dc/dc变换电路的第二输出端，以及通过第三开关连接第二dc/dc变换电路的第一输出端。

17、本技术实施方式中，当第一开关与第二开关均关断且第三开关导通时，该功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出端串联。当第一开关与第二开关均导通且第三开关关断时，该功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出端并联。也即是说，该功率变换器的至少两个dc/dc变换电路输出端的连接方式可以在串联和并联间灵活切换，因此，该功率变换器的结构多样，灵活性高。

18、结合第一方面第七种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，参考输出功率参数包括参考输出电压。控制器用于第一开关与第二开关均关断、第三开关导通且第一dc/dc变换电路的输出电压为至少两个dc/dc变换电路的输出电压中的最大值的情况下，输出第一控制信号和第一调节信号。第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出电压下降至第一输出电压，第一输出电压小于等于至少两个dc/dc变换电路的输出电压在第一排序下的第二个输出电压。

19、在本技术实施方式中，功率变换器可以在至少两个dc/dc变换电路输出端串联的情况下通过调节至少两个dc/dc变换电路的输出电压均衡的方式，使得至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器工作时的稳定性。此外，该功率变换器的至少两个dc/dc变换电路输入端可以串联也可以并联，因此，该功率变换器的结构多样，灵活性高。

20、结合第一方面第七种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，参考输出功率参数包括参考输出电流。控制器用于在第一开关与第二开关均导通、第三开关关断且第一dc/dc变换电路的输出电压为至少两个dc/dc变换电路的输出电压中的最大值的情况下，输出第一控制信号和第一调节信号。第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输出电流下降至第一输出电流，第一输出电流小于等于至少两个dc/dc变换电路的输出电流在第一排序下的第二个输出电流。

21、在本技术实施方式中，功率变换器可以在至少两个dc/dc变换电路输出端并联的情况下通过调节至少两个dc/dc变换电路的输出电流均衡的方式，使得至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器工作时的稳定性。

22、结合第一方面至第一方面第九种可能的实施方式中的任意一种，在第一方面第十种可能的实施方式中，功率变换器还包括至少两个卡板，至少两个卡板包括第一卡板，至少两个dc/dc变换电路均位于所述第一卡板上。

23、在本技术实施例中，功率变换器可以使各个卡板上的至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器1工作时的稳定性。此外，本技术实施例中，功率变换器的各个卡板中的至少两个dc/dc变换电路的连接方式多样，因而，功率变换器的结构多样，灵活性高，更适用于复杂的多功率单元串并联的应用场景。

24、第二方面，本技术提供了一种功率变换器，功率变换器包括第一输入端、第二输入端、至少两个dc/dc变换电路、控制器、至少两个逻辑单元、第一输出端和第二输出端，至少两个dc/dc变换电路包括第一dc/dc变换电路，至少两个逻辑单元包括第一逻辑单元。其中，至少两个dc/dc变换电路的输入端串联在第一输入端与第二输入端之间，至少两个dc/dc变换电路的输出端并联在第一输出端与第二输出端之间。控制器用于在第一dc/dc变换电路的输入电压小于至少两个dc/dc变换电路的输入电压中的最大值的情况下，输出第一dc/dc变换电路的第一控制信号和第一调节信号，第一控制信号为基于第一dc/dc变换电路的参考输入电压生成的控制信号，第一调节信号用于拉低第一控制信号。第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输入电压增大。

25、在本技术实施方式中，功率变换器可以通过第一调节信号拉低至少两个dc/dc变换电路中除输入电压最大的dc/dc变换电路之外的其他电路(即第一dc/dc变换电路)的第一控制信号的方式，使第一dc/dc变换电路的输入电压上升，以减小至少两个dc/dc变换电路中第一dc/dc变换电路的输入电压与输入电压最大的dc/dc变换电路的输入电压之间的偏差，从而调节功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输入电压均衡，使得功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，进而提高功率变换器的稳定性。

26、结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，第一逻辑单元用于基于第一控制信号和第一调节信号，向第一dc/dc变换电路输出第一均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输入电压增大至第一输入电压，第一输入电压大于或等于至少两个dc/dc变换电路的输入电压中的最大值。

27、在本技术实施方式中，功率变换器可以使第一dc/dc变换电路的输入电压增大为至少两个dc/dc变换电路的输入电压中的最大值，以进一步减小至少两个dc/dc变换电路中第一dc/dc变换电路的输入电压与输入电压最大的dc/dc变换电路的输入电压之间的偏差，从而使功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输入电压均衡的效果更好，进而使功率变换器中至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡的效果更好。

28、结合第二方面或者第二方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，至少两个逻辑单元还包括第二逻辑单元，至少两个dc/dc变换电路还包括第二dc/dc变换电路，其中，控制器还用于在第二dc/dc变换电路的输入电压为至少两个dc/dc变换电路的输入电压中的最大值的情况下，输出第二dc/dc变换电路的第二控制信号和第二调节信号，第二控制信号为基于第二dc/dc变换电路的参考输入电压生成的控制信号，第二调节信号用于维持第二控制信号不变。第二逻辑单元用于基于第二控制信号和第二调节信号，向第二dc/dc变换电路输出第二均衡信号，以使第二dc/dc变换电路的输入电压与第二dc/dc变换电路的参考输入电压之间的电压偏差值小于或等于预设电压偏差值。

29、在本技术实施方式中，功率变换器可以根据至少两个dc/dc变换电路的输入电压的大小关系生成各个dc/dc变换电路的调节信号，并且可以基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路的控制信号进行独立调节，实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，以便功率变换器可以在使第一dc/dc变换电路的输入电压增大的同时，基于至少两个dc/dc变换电路中输入电压最大的dc/dc变换电路(即第二dc/dc变换电路)的调节信号，维持第二dc/dc变换电路的第二控制信号不变，从而不改变第二dc/dc变换电路的输入电压，进而可以在实现至少两个dc/dc变换电路的输入电压均衡的同时提高功率变换器的效率，也即是说，可以在实现至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡的同时提高功率变换器的效率。

30、结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，第一逻辑单元包括n个第一子逻辑单元，第二逻辑单元包括n个第二子逻辑单元，第一dc/dc变换电路包括n个第一开关管，第二dc/dc变换电路包括n个第二开关管，第一控制信号包括n个第一子控制信号，第二控制信号包括n个第二子控制信号，n个第一子控制信号中的第i个第一子控制信号与n个第二子控制信号中的第i个第二子控制信号相同，且第i个第一子控制信号的上升沿与第i个第二子控制信号的上升沿重合，第一均衡信号包括n个第一子均衡信号，第二均衡信号包括n个第二子均衡信号，n个第一子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第一子控制信号与n个第二开关管一一对应，n个第一子均衡信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子均衡信号与n个第二开关管一一对应，n和i均为正整数，并且1≤i≤n。其中，n个第一子逻辑单元中每个第一子逻辑单元用于基于n个第一开关管中的一个第一开关管对应的第一子控制信号和第一调节信号，向一个第一开关管输出对应的第一子均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输入电压增大；n个第二子逻辑单元中每个第二子逻辑单元用于基于n个第二开关管中的一个第二开关管对应的第一子控制信号和第二调节信号，向一个第二开关管输出对应的第二子均衡信号，以使电压偏差值小于或等于预设电压偏差值。

31、在本技术实施方式中，功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行不交错控制时，基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路中的各个开关管的子控制信号进行独立调节，从而实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，进而使得功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行不交错控制时依然使至少两个dc/dc变换电路的输入电压均衡，从而使至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡。

32、结合第二方面第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，第一逻辑单元包括n个第一子逻辑单元，第二逻辑单元包括n个第二子逻辑单元，第一dc/dc变换电路包括n个第一开关管，第二dc/dc变换电路包括n个第二开关管，第一控制信号包括n个第一子控制信号，第二控制信号包括n个第二子控制信号，n个第一子控制信号中的第i个第一子控制信号的上升沿与n个第二子控制信号中的第i个第二子控制信号的上升无重合，第一均衡信号包括n个第一子均衡信号，第二均衡信号包括n个第二子均衡信号，n个第一子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子控制信号与n个第一开关管一一对应，n个第一子控制信号与n个第二开关管一一对应，n个第一子均衡信号与n个第一开关管一一对应，n个第二子均衡信号与n个第二开关管一一对应，n和i均为正整数，并且1≤i≤n。其中，n个第一子逻辑单元中每个第一子逻辑单元用于基于n个第一开关管中的一个第一开关管对应的第一子控制信号和第一调节信号，向一个第一开关管输出对应的第一子均衡信号，以使第一dc/dc变换电路的输入电压增大。n个第二子逻辑单元中每个第二子逻辑单元用于基于n个第二开关管中的一个第二开关管对应的第二子控制信号和第二调节信号，向一个第二开关管输出对应的第二子均衡信号，以使电压偏差值小于或等于预设电压偏差值。

33、在本技术实施方式中，功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行交错控制时，基于各个dc/dc变换电路的调节信号对各个dc/dc变换电路中的各个开关管的子控制信号进行独立调节，从而实现对至少两个dc/dc变换电路的独立控制，进而使得功率变换器在对至少两个dc/dc变换电路进行交错控制时依然使至少两个dc/dc变换电路的输入电压均衡，从而使至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡。

34、结合第二方面至第二方面第四种可能的实施方式中的任意一种，在第二方面第五种可能的实施方式中，功率变换器还包括至少两个卡板，至少两个卡板包括第一卡板，至少两个dc/dc变换电路均位于所述第一卡板上。

35、在本技术实施例中，功率变换器可以使各个卡板上的至少两个dc/dc变换电路的输出功率均衡，从而提高功率变换器1工作时的稳定性。此外，本技术实施例中，功率变换器的各个卡板中的至少两个dc/dc变换电路的连接方式多样，因而，功率变换器的结构多样，灵活性高，更适用于复杂的多功率单元串并联的应用场景。