一种多相直流-直流转换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及直流?直流电源变换领域，尤其涉及一种多相直流?直流转换电路。包括多个单相直流?直流转换电路，每个单相直流?直流转换电路均包括：一输入端和一输出端；第一采样电路，用以对输入端的电流和/或电压进行采样，得到第一采样信号；第二采样电路，与输出端连接，用以对输出端的电流和/或电压进行采样，得到第二采样信号；控制电路，分别与第一采样电路、第二采样电路连接，用以根据第一采样信号和/或第二采样信号产生第一控制信号和第二控制信号；切换电路，分别与输入端、输出端、控制电路连接，能够产生一叠加信号，以将叠加信号与输出端输出的信号叠加；以及切换电路利用第一控制信号和第二控制信号控制叠加信号的产生。
【专利说明】
一种多相直流-直流转换电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及直流-直流电源变换领域，尤其涉及一种多相直流-直流转换电路。
【背景技术】
[0002]目前现有的直流-直流(DC-DC)转换器多为单向电压转换，即工作模式通常为升压模式或者降压模式，若要实现升压与降压工作模式的切换通常需要两个转换器来实现，并且一个转换器工作时，另一个转换器处于闲置状态，浪费了较多的电子器件资源。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，现提供一种多相直流-直流转换电路，能够由一个转换电路实现升压和降压两种工作模式。
[0004]具体的技术方案如下:
[0005]—种多相直流-直流转换电路，包括多个单相直流-直流转换电路，每个所述单相直流-直流转换电路均包括:
[000?] —输入端和一输出端；
[0007]第一采样电路，与所述输入端连接，用以对所述输入端的电流和/或电压进行采样，得到第一米样信号；
[0008]第二采样电路，与所述输出端连接，用以对所述输出端的电流和/或电压进行采样，得到第二采样信号；
[0009]控制电路，分别与所述第一采样电路、第二采样电路连接，用以根据所述第一采样信号和/或第二采样信号产生第一控制信号和第二控制信号；
[0010]切换电路，分别与所述输入端、所述输出端、所述控制电路连接，能够产生一叠加信号，以将所述叠加信号与所述输出端输出的信号叠加；以及
[0011]所述切换电路利用所述第一控制信号和所述第二控制信号控制所述叠加信号的产生。
[0012]优选的，所述控制电路包括:
[0013]第一比较电路，所述第一比较电路的同相端接入第一采样信号，所述第一比较电路的反相端接入一第一标准信号，用以将所述第一采样信号和所述第一标准信号比较后得到所述第一控制信号。
[0014]优选的，所述控制电路还包括:
[0015]第二比较电路，所述第二比较电路的同相端接入第二采样信号，所述第二比较电路的反相端接入一第二标准信号，用以将所述第二采样信号和所述第二标准信号比较后得到所述第二控制信号。
[0016]优选的，所述切换电路包括:
[0017]第一晶体管，基极接入所述第一控制信号，集电极与所述输入端连接；
[0018]第二晶体管，基极接入所述第二控制信号，集电极与所述第一晶体管的发射极连接，所述第二晶体管的发射极接地。
[0019]优选的，所述切换电路还包括:
[0020]储能电感，分别所述第一晶体管的发射极、所述第二晶体管的集电极、所述输出端连接。
[0021]优选的，所述切换电路还包括:
[0022]第一电容，分别与所述第一晶体管的集电极、所述输入端连接。
[0023]优选的，所述切换电路还包括:
[0024]第二电容，分别与所述储能电感、所述输出端连接。
[0025]优选的，还包括:
[0026]第一反馈电路，能够藕接于所述输入端和所述输出端之间。
[0027]优选的，还包括:
[0028]第二反馈电路，能够藕接于所述输入端和所述输出端之间；其中，
[0029]当所述叠加信号与所述输出端输出的信号叠加时，所述控制电路控制所述第一反馈电路与所述输入端、所述输出端藕接，并且断开所述第二反馈电路与所述输入端、所述输出端的藕接；
[0030]当所述叠加信号不与所述输出端输出的信号叠加时，所述控制电路控制所述第二反馈电路与所述输入端、所述输出端藕接，并且断开所述第一反馈电路与所述输入端、所述输出端的藕接。
[0031 ]上述技术方案的有益效果是:
[0032]上述技术方案通过一个直流-直流转换电路能够实现一个电路切换的工作于升压工作模式和降压工作模式之间，无需额外的电源和电气器件，极大的避免了资源的浪费。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型一种多相直流-直流转换电路的实施例的电路连接图；
[0034]图2为本实用新型一种单相直流-直流转换电路的实施例的电路连接图。
【具体实施方式】
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
[0036]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的说明:
[0037]如图1所示，本实施例提供了一种多相直流-直流转换电路，包括多个单相直流-直流转换电路，如图2所示，每个单相直流-直流转换电路均包括:
[0038]一输入端Vin和一输出端Vout;
[0039]第一采样电路，与输入端Vin连接，用以对输入端Vin的电流和/或电压进行采样，得到第一米样?目号；
[0040]第二采样电路，与输出端Vout连接，用以对输出端Vout的电流和/或电压进行采样，得到第二采样信号；
[0041]控制电路，分别与第一采样电路、第二采样电路连接，用以根据第一采样信号和/或第二采样信号产生第一控制信号和第二控制信号；
[0042]切换电路，分别与输入端Vin、输出端Vout、控制电路连接，能够产生一叠加信号，以将叠加信号与输出端输出的信号叠加；以及
[0043]切换电路利用第一控制信号和第二控制信号控制叠加信号的产生。
[0044]本实用新型一个较佳的实施例中，控制电路包括:
[0045]第一比较电路，第一比较电路的一输入端(同相端或反相端)接入第一采样信号，第一比较电路的另一输入端(同相端或反相端)接入一第一标准信号，用以将第一采样信号和第一标准信号比较后得到第一控制信号；
[0046]第二比较电路，第二比较电路的一输入端(同相端或反相端)接入第二采样信号，第二比较电路的另一输入端(同相端或反相端)接入一第二标准信号，用以将第二采样信号和第二标准信号比较后得到第二控制信号。
[0047]本实用新型一个较佳的实施例中，切换电路包括:
[0048]第一晶体管Ql，基极接入第一控制信号，集电极与输入端Vin连接；
[0049]第二晶体管Q2，基极接入第二控制信号，集电极与第一晶体管Ql的发射极连接，第二晶体管Q2的发射极接地；
[0050]储能电感L，分别第一晶体管Ql的发射极、第二晶体管Q2的集电极、输出端Vout连接；
[0051 ]第一电容Cl，分别与第一晶体管Ql的集电极、输入端Vin连接；
[0052 ]第二电容C2，分别与储能电感L、输出端Vout连接。
[0053]本实用新型一个较佳的实施例中，还包括:
[0054]第一反馈电路，能够藕接于输入端Vin和输出端Vout之间；
[0055]第二反馈电路，能够藕接于输入端Vin和输出端Vout之间；其中，
[0056]当叠加信号与输出端Vout输出的信号叠加时，控制电路控制第一反馈电路与输入端Vin、输出端Vout藕接，并且断开第二反馈电路与输入端Vin、输出端Vout的藕接；
[0057]当叠加信号不与输出端Vout输出的信号叠加时，控制电路控制第二反馈电路与输入端Vin、输出端Vout藕接，并且断开第一反馈电路与输入端Vin、输出端Vout的藕接。
[0058]如图2所示，本实施例中的直流-直流转换电路可以工作于升压工作模式和降压工作模式两种工作模式下，首先，本实施例首先对升压工作模式进行说明，第二采样电路对输入端Vin的电流或者电压进行采样，得到第一采样信号，由第一比较电路将第一采样信号与一第一标准信号进行对比，得到第一控制信号，若第一采样信号的值低于第一标准信号说明输入端Vin的电压或电流因为为输出端Vout的负载供电导致电压过低，需要进行将本实施例的直流-直流转换电路工作于升压工作模式，即电能由输出端Vout向输入端Vin流动。
[0059]进一步的，本实施例中如果采样的第一采样信号为电压的话，第一采样电路可以为电阻分压采样电路，电阻分压采样电路为现有技术，本实施例在此不进行赘述;若采样的第一采样信号为电流的话，本实施例的第一采样电路可以包括电流互感器。
[0060]进一步的，本实施例中的比较电路可以为比较器，比较器的工作原理为现有技术，本实施例不进行赘述。需要说明的是，若比较电路为比较器，第一控制信号为比较器输出的数字信号，即高电平或低电平，第一晶体管Ql和第二晶体管Q2根据该数字信号的控制导通与截止。
[0061]如上所述，当工作于升压工作模式时，控制电路会利用第二控制信号控制第一晶体管Ql导通，第二晶体管Q2截止，输入端Vin依次通过第一晶体管Ql、储能电感L至输出端Vout形成一闭合回路，储能电感L释放能量至输出端Vout，即储能电感L释放的能量为叠加信号，将输出端Vout输出的电压抬高，与此同时电容Cl放电。
[0062]相反的，当直流-直流转换电路工作于降压状态时，第二采样电路对输出端Vout的电流或者电压进行采样，得到第二采样信号，由第二比较电路将第二采样信号与一第二标准信号进行对比，得到第二控制信号，若第二采样信号的值低于第二标准信号说明输出端Vout的电压或电流过低，需要进行将本实施例的直流-直流转换电路工作于降压工作模式，使得电能从输入端Vin向输出端Vout流动。
[0063]进一步的，本实施例中如果采样的第二采样信号为电压的话，第二采样电路可以为电阻分压采样电路，电阻分压采样电路为现有技术，本实施例在此不进行赘述;若采样的第二采样信号为电流的话，本实施例的第二采样电路可以包括电流互感器。
[0064]进一步的，本实施例中的比较电路可以为比较器，比较器的工作原理为现有技术，本实施例不进行赘述。需要说明的是，若比较电路为比较器，第二控制信号为比较器输出的数字信号，即高电平或低电平，第一晶体管Ql和第二晶体管Q2根据该数字信号的控制导通与截止。
[0065]如上所述，当工作于降压工作模式时，控制电路会利用第二控制信号控制第一晶体管Q2导通，第二晶体管Ql截止，储能电感L储能，第二电容C2、储能电感LI和第二晶体管Q2形成一闭合回路。
[0066]上述的实施例中，该直流-直流转换电路还可以包括第一反馈电路和第二反馈电路，当直流-直流转换电路工作于升压工作模式时，第一反馈电路工作，第二反馈电路停止工作，相反的，当直流-直流转换电路工作于降压工作模式时，第二反馈电路工作、第一反馈电路停止工作，即两个反馈电路分别在不同的工作模式下进行输出端Vout向输出端Vin的反馈。
[0067]本实施中，当输出端Vout的负载变化时，控制电路会采灵活的控制策略对各个DC-DC转换器状态进行控制，例如，当多相直流-直流转换电路工作在重载时，各相间负载均分，根据负载调整各相间相位角；当多相直流-直流转换电路工作在较轻载时，其中几相交替间歇工作，根据负载调整相间相位角，另外几相处于待机状态；当多相直流-直流转换电路工作在极轻载时，其中某相间歇工作，其余各相模块处于待机状态。
[0068]综上，上述技术方案通过灵活的控制策略来分配各相单元的工作状态。每一相的拓扑结构都是采用双向半桥结构，各相反馈采用电压电流双闭环数字PID控制，并采用灵活的多相协调工作策略，不仅可以保证多相直流-直流转换电路工作在高效稳定的状态，多相的设计还可以减小元器件的应力，减小输出纹波，也可减小输出滤波器件体积，使功率器件分散，有利于散热设计，进而提高电路的可靠性。
[0069]通过说明和附图，给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
[0070]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范o fr J (ττ?
【主权项】
1.一种多相直流-直流转换电路，其特征在于，包括多个单相直流-直流转换电路，每个所述单相直流-直流转换电路均包括: 一输入端和一输出端； 第一采样电路，与所述输入端连接，用以对所述输入端的电流和/或电压进行采样，得到第一米样信号； 第二采样电路，与所述输出端连接，用以对所述输出端的电流和/或电压进行采样，得到第二采样信号； 控制电路，分别与所述第一采样电路、第二采样电路连接，用以根据所述第一采样信号和/或第二采样信号产生第一控制信号和第二控制信号； 切换电路，分别与所述输入端、所述输出端、所述控制电路连接，能够产生一叠加信号，以将所述叠加信号与所述输出端输出的信号叠加；以及 所述切换电路利用所述第一控制信号和所述第二控制信号控制所述叠加信号的产生。2.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述控制电路包括: 第一比较电路，所述第一比较电路的同相端接入第一采样信号，所述第一比较电路的反相端接入一第一标准信号，用以将所述第一采样信号和所述第一标准信号比较后得到所述第一控制信号。3.根据权利要求2所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述控制电路还包括: 第二比较电路，所述第二比较电路的同相端接入第二采样信号，所述第二比较电路的反相端接入一第二标准信号，用以将所述第二采样信号和所述第二标准信号比较后得到所述第二控制信号。4.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述切换电路包括: 第一晶体管，基极接入所述第一控制信号，集电极与所述输入端连接； 第二晶体管，基极接入所述第二控制信号，集电极与所述第一晶体管的发射极连接，所述第二晶体管的发射极接地。5.根据权利要求4所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述切换电路还包括: 储能电感，分别所述第一晶体管的发射极、所述第二晶体管的集电极、所述输出端连接。6.根据权利要求5所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述切换电路还包括: 第一电容，分别与所述第一晶体管的集电极、所述输入端连接。7.根据权利要求6所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，所述切换电路还包括: 第二电容，分别与所述储能电感、所述输出端连接。8.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，还包括: 第一反馈电路，能够藕接于所述输入端和所述输出端之间。9.根据权利要求8所述的多相直流-直流转换电路，其特征在于，还包括: 第二反馈电路，能够藕接于所述输入端和所述输出端之间；其中，当所述叠加信号与所述输出端输出的信号叠加时，所述控制电路控制所述第一反馈电路与所述输入端、所述输出端藕接，并且断开所述第二反馈电路与所述输入端、所述输出端的藕接； 当所述叠加信号不与所述输出端输出的信号叠加时，所述控制电路控制所述第二反馈电路与所述输入端、所述输出端藕接，并且断开所述第一反馈电路与所述输入端、所述输出端的耦接。
【文档编号】H02M3/155GK205430054SQ201620207317
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】刘秀友
【申请人】上海信耀电子有限公司