移相全桥变换器和功率占比调控方法与流程

本技术涉及电子，特别是涉及一种移相全桥变换器和功率占比调控方法。

背景技术：

1、移相全桥软开关拓扑电路因其结构简单、易于控制、功率传输能力高的特效，在各种中大功率控制场景中被广泛应用。

2、然而，常见的移相全桥变换器能够提供的电能转换功能有限，针对特定输入电压，若要扩展可提供的输出功率的范围，则必然需要投入极大的硬件成本，并且，常见的移相全桥变换器存在轻载状态下难以软开、效率过低的缺陷。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高转换效率的移相全桥变换器和功率占比调控方法。

2、第一方面，本技术提供了一种移相全桥变换器，其特征在于，包括至少一个移相全桥模块和滤波模块；

3、当存在两个及以上的移相全桥模块时，各所述移相全桥模块相互并联且各所述移相全桥模块共同连接至所述滤波模块；

4、各所述移相全桥模块包括原边逆变电路、变压器和副边整流电路；

5、所述原边逆变电路连接在外部电源与所述变压器的原边绕组之间；

6、所述副边整流电路连接在所述变压器的副边绕组与所述滤波模块之间；

7、所述变压器的副边绕组通过所述副边整流电路和所述滤波模块连接至外部的负载电路。

8、在其中一个实施例中，所述原边逆变电路包括第一桥臂、第二桥臂、谐振单元、隔直单元和钳位单元；

9、所述第一桥臂和所述第二桥臂并联在外部电源的正负极之间；

10、所述谐振单元的第一端连接至所述第一桥臂的第一预设连接点，所述谐振单元的第二端连接至所述钳位单元的第一端；

11、所述钳位单元的第二端连接至外部电源的正极，所述钳位单元的第三端连接至外部电源的负极，所述钳位单元的第四端连接至所述隔直单元的第一端；

12、所述隔直单元的第二端连接至所述变压器的原边绕组的第一输入端；

13、所述变压器的原边绕组的第二输入端连接至所述第二桥臂的第二预设连接点。

14、在其中一个实施例中，所述第一桥臂包括第一开关管器件和第二开关管器件；所述第二桥臂包括第三开关管器件和第四开关管期间；

15、所述第一开关管器件和所述第二开关管器件串联连接在外部电源的正负极之间；

16、所述第三开关管器件和所述第四开关管器件串联连接在外部电源的正负极之间；

17、其中，所述第一预设连接点设置在所述第一开关管器件和所述第二开关管器件之间；所述第二预设连接点设置在所述第三开关管器件和所述第四开关管器件之间。

18、在其中一个实施例中，所述移相全桥变换器还包括控制模块；

19、所述控制模块的控制端分别连接至所述第一开关管器件的信号输入端、所述第二开关管器件的信号输入端、所述第三开关管器件的信号输入端和所述第四开关管器件的信号输入端；

20、所述控制模块用于分别向所述第一开关管器件、所述第二开关管器件、所述第三开关管器件和所述第四开关管器件输出控制信号，以控制所述第一开关管器件的占空比、所述第二开关管器件的占空比、所述第三开关管器件的占空比和所述第四开关管器件的占空比。

21、在其中一个实施例中，所述谐振单元包括谐振电感；

22、所述谐振电感的第一端连接至所述第一预设连接点，所述谐振电感的第二端连接至所述钳位单元的第一端。

23、在其中一个实施例中，所述钳位单元包括第一钳位二极管和第二钳位二极管；

24、所述第一钳位二极管连接在外部电源的正极与所述谐振电感的第二端之间；

25、所述第二钳位二极管连接在所述谐振电感的第二端与外部电源的负极之间。

26、在其中一个实施例中，所述隔直单元包括隔直电容；

27、所述隔直电容的第一端连接在所述第一钳位二极管和所述第二钳位二极管之间，所述隔直电容的第二端连接至所述变压器的原边绕组的第一输入端。

28、在其中一个实施例中，所述副边整流电路连接在所述负载电路的正负极之间；

29、所述副边整流电路包括第三桥臂和第四桥臂；

30、所述第三桥臂的第三预设连接点连接至所述变压器的副边绕组的第一输出端；

31、所述第四桥臂的第四预设连接点连接至所述变压器的副边绕组的第二输出端。

32、在其中一个实施例中，所述第三桥臂包括第一副边整流二极管和第二副边整流二极管；所述第四桥臂包括第三副边整流二极管和第四副边整流二极管；

33、所述变压器的副边绕组的第一端通过所述第一副边整流二极管和所述滤波模块连接至所述负载电路的正极；所述变压器的副边绕组的第一端通过所述第二副边整流二极管连接至所述负载电路的负极；

34、所述变压器的副边绕组的第二端通过所述第三副边整流二极管和所述滤波模块连接至所述负载电路的正极；所述变压器的副边绕组的第二端通过所述第四副边整流二极管连接至所述负载电路的负极；

35、其中，所述第三预设连接点设置在所述第一副边整流二极管和所述第二副边整流二极管之间；所述第四预设连接点设置在所述第三副边整流二极管和所述第四副边整流二极管之间。

36、在其中一个实施例中，所述滤波模块包括输出电感和输出电容；

37、所述变压器的副边绕组的第一端通过所述第一副边整流二极管连接至所述输出电感的第一端；所述变压器的副边绕组的第二端通过所述第三副边整流二极管连接至所述输出电感的第一端；

38、所述输出电感的第二端连接至所述负载电路的正极；

39、所述输出电容连接在所述负载电路的正负极之间。

40、第二方面，本技术还提供了一种功率占比调控方法，应用上述任一实施例中的移相全桥变换器，包括：

41、响应于输出控制指令，根据所述输出控制指令携带的输出控制信息确定目标输出电流值；

42、根据所述移相全桥变换器中移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，得到至少一个功率占比数值集合；

43、根据各所述功率占比数值集合，确定各所述功率占比数值集合对应的转换效率；

44、根据所述转换效率，从所述功率占比数值集合中确定出目标功率占比数值集合。

45、在其中一个实施例中，所述各所述移相全桥模块预先设置有优先级顺序；

46、所述根据所述移相全桥变换器中移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，得到至少一个功率占比数值集合，包括：

47、获取所述移相全桥变换器中移相全桥模块的数量；

48、按照所述优先级顺序，根据所述移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值；

49、按照所述优先级顺序，根据优先级最高的移相全桥模块对应的各功率占比数值，依次确定其余移相全桥模块对应的功率占比数值，得到至少一种所述功率占比数值集合。

50、在其中一个实施例中，所述所述按照所述优先级顺序，根据所述移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值之前，包括：

51、根据所述目标输出电流值和预先设置的电流值阈值，确定第一功率占比上限值；

52、所述按照所述优先级顺序，根据所述移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值，包括：

53、按照所述优先级顺序，根据所述第一功率占比上限值、所述移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值；

54、所述按照所述优先级顺序，根据优先级最高的移相全桥模块对应的各功率占比数值，依次确定其余移相全桥模块对应的功率占比数值，得到至少一种所述功率占比数值集合，包括：

55、按照所述优先级顺序，根据所述第一功率占比上限值、优先级最高的移相全桥模块对应的各功率占比数值，依次确定其余移相全桥模块对应的功率占比数值，得到至少一种所述功率占比数值集合。

56、在其中一个实施例中，所述按照所述优先级顺序，根据所述第一功率占比上限值、所述移相全桥模块的数量和所述目标输出电流值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值，包括：

57、按照所述优先级顺序，将预设功率占比值作为优先级最高的移相全桥模块对应的第二功率占比上限值；

58、根据所述第一功率占比上限值、预设下限值和优先级最高的移相全桥模块对应的第二功率占比上限值，确定优先级最高的移相全桥模块对应的边际条件；

59、根据优先级最高的移相全桥模块对应的边际条件，获取优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值。

60、在其中一个实施例中，所述按照所述优先级顺序，根据所述第一功率占比上限值、优先级最高的移相全桥模块对应的各功率占比数值，依次确定其余移相全桥模块对应的功率占比数值，得到至少一种所述功率占比数值集合，包括：

61、针对除优先级最高的移相全桥模块之外、按所述优先级顺序排列的其余各移相全桥模块，根据所述第一功率占比上限值、所述预设下限值和优先级高于当前移相全桥模块的移相全桥模块对应的功率占比数值，确定当前移相全桥模块的边际条件；

62、根据当前移相全桥模块对应的边际条件，获取当前移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值。

63、在其中一个实施例中，各所述移相全桥模块预先设置有对应的占比更新步频；

64、所述根据优先级最高的移相全桥模块对应的边际条件，获取优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值，包括：

65、在优先级最高的移相全桥模块对应的边际条件的约束下，按照优先级最高的移相全桥模块对应的占比更新步频，获取优先级最高的移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值；

66、所述根据当前移相全桥模块对应的边际条件，获取当前移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值，包括：

67、在除优先级最高的移相全桥模块外的任意一移相全桥模块对应的边际条件的约束下，按照当前移相全桥模块对应的占比更新步频，获取当前移相全桥模块对应的至少一个功率占比数值。

68、在其中一个实施例中，所述响应于输出控制指令，根据所述输出控制指令携带的输出控制信息确定目标输出电流值，包括：

69、获取所述移相全桥变换器外接的负载电路的负载信息；

70、根据所述输出控制信息和所述负载信息，确定所述目标输出电流值。

71、上述移相全桥变换器，通过设置多个单模块移相全桥模块互相并联的方式来满足相同的电压转变需求，相比常见的移相全桥变换器，大大降低了硬件成本，并且，通过至少一个移相全桥模块的并联，能够大范围提升本实施例中的移相全桥变换器能够支持的电压转变范围，扩展了本实施例中的移相全桥变换器的应用场景，提高了通用性；并且，本实施例中的移相全桥变换器采用钳位单元抑制了副边整流电路的电压振荡，使得输出的电压更稳定。

72、上述功率占比调控方法能够在采用多个并联移相全桥模块进行目标输出电流值的响应的基础上，穷举出所有可能出现的各移相全桥模块的功率占比情况，并获取每种功率占比情况下对应的移相全桥变换器的转换效率，从而确定出目标功率占比数值集合，能够确定出各个移相全桥模块对应的最合适的功率占比数值，优化提高移相全桥变换器的转换效率。