直流?直流變換器、升壓?jiǎn)卧㈦妱?dòng)汽車和電池備份系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種直流?直流變換器、升壓?jiǎn)卧?、電?dòng)汽車和電池備份系統(tǒng)。升壓?jiǎn)卧ǎ旱谝浑姼衅鳌⑸龎弘娙萜?、第一單向?qū)ㄆ骷⒌诙蜗驅(qū)ㄆ骷⒌谌龁蜗驅(qū)ㄆ骷?、第四單向?qū)ㄆ骷?、第二電感器。所述直?直流變換器包括：開(kāi)關(guān)，連接到輸入電壓；主二極管，連接到開(kāi)關(guān)；穩(wěn)壓電容器，第一端與主二極管串聯(lián)連接且第二端連接到輸入電壓，并且穩(wěn)壓電容器的第一端和第二端是該直流?直流變換器的輸出端；根據(jù)本實(shí)用新型專利技術(shù)，通過(guò)利用升壓?jiǎn)卧獊?lái)替換普通直流?直流變換器中的電感，可以提高電壓增益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
直流-直流變換器、升壓?jiǎn)卧㈦妱?dòng)汽車和電池備份系統(tǒng)
本公開(kāi)實(shí)施例涉及一種升壓?jiǎn)卧ㄔ撋龎簡(jiǎn)卧闹绷?DC)-直流變換器、電動(dòng)汽車和電池備份系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
為提升電路的電壓轉(zhuǎn)換比，通常DC-DC變換器選取極值的占空比或者引入變壓器結(jié)構(gòu)。另外，也嘗試通過(guò)改變電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)提高電路的電壓轉(zhuǎn)換比。但是，上述方法所實(shí)現(xiàn)的電壓增益仍嚴(yán)格的受到電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和占空比取值的限制。因此，需要一種能夠提高電壓增益的新的電路結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例，提供一種升壓?jiǎn)卧ǎ旱谝浑姼衅?，第一端是該升壓?jiǎn)卧妮斎攵?；升壓電容器，第一端連接到第一電感器的第二端；第一單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第二端，第二端連接到該升壓?jiǎn)卧妮敵龆?；第二單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第一端，第二端連接到升壓電容器的第二端；第三單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到升壓電容器的第二端，第二端連接到第二電感器的第一端；第四單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第一端，第二端連接到第二電感器的第一端；以及第二電感器，第二端是該升壓?jiǎn)卧妮敵龆恕Ｔ谝粋€(gè)例子中，在充電階段中，所述第一單向?qū)ㄆ骷⒌诙蜗驅(qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷?dǎo)通，而所述第三單向?qū)ㄆ骷刂?，并且在放電階段中，所述第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷刂梗龅谌龁蜗驅(qū)ㄆ骷?dǎo)通。在一個(gè)例子中，第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷⒌谌龁蜗驅(qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷嵌O管，并且每個(gè)單向?qū)ㄆ骷牡谝欢耸窍鄳?yīng)二極管的陽(yáng)極，且每個(gè)單向?qū)ㄆ骷牡诙耸窃摱O管的陰極。根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種直流DC-DC變換器，包括：開(kāi)關(guān)，連接到輸入電壓；主二極管，連接到開(kāi)關(guān)；穩(wěn)壓電容器，第一端與主二極管串聯(lián)連接且第二端連接到輸入電壓，并且穩(wěn)壓電容器的第一端和第二端是該DC-DC變換器的輸出端；和如上所述的任一個(gè)升壓?jiǎn)卧?。在一個(gè)例子中，該DC-DC變換器包括的升壓?jiǎn)卧臄?shù)目為兩個(gè)或更多個(gè)，所述兩個(gè)或更多個(gè)升壓?jiǎn)卧?jí)聯(lián)，并且DC-DC變換器還包括：連接控制單元，連接在每?jī)杉?jí)升壓?jiǎn)卧g，被配置為在充電期間將本級(jí)升壓?jiǎn)卧c前一級(jí)升壓?jiǎn)卧⒙?lián)，且在放電期間將本級(jí)升壓?jiǎn)卧c前一級(jí)升壓?jiǎn)卧?lián)。在一個(gè)例子中，所述連接控制單元包括：第一連接控制器件，第一端連接到前一級(jí)升壓?jiǎn)卧妮斎攵?，第二端連接到下一級(jí)升壓?jiǎn)卧妮斎攵耍坏诙B接控制器件，第一端連接到前一級(jí)升壓?jiǎn)卧妮敵龆耍诙诉B接到第一連接控制器件的第二端；以及第三連接控制部件，第一端連接到前一級(jí)升壓?jiǎn)卧妮敵龆?，第二端連接到下一級(jí)升壓?jiǎn)卧妮敵龆?。在一個(gè)例子中，在充電期間，第一連接控制器件和第三連接控制器件導(dǎo)通，而第二連接控制器件截止，并且在放電期間，第一連接控制器件和第三連接控制器件截止，而第二連接控制器件導(dǎo)通。在一個(gè)例子中，第一連接控制器件、第二連接控制器件和第三連接控制器件是二極管，并且每個(gè)連接控制器件的第一端是相應(yīng)二極管的陽(yáng)極，且每個(gè)連接控制器件的第二端是該二極管的陰極。根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種電池備份系統(tǒng)，包括如上所述的任一個(gè)DC-DC變換器。根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種電動(dòng)汽車，包括如上所述的任一個(gè)DC-DC變換器。根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例，通過(guò)利用升壓?jiǎn)卧獊?lái)替換普通DC-DC變換器中的電感，可以提高電壓增益。附圖說(shuō)明通過(guò)以下借助附圖的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地理解本公開(kāi)，其中相同的標(biāo)號(hào)指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中：圖1是示出一種DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)的示范性電路圖；圖2a至圖2b是示出圖1中所示的DC-DC變換器的工作模式的示意圖；圖3是示出圖1中所示的DC-DC變換器中的輸入電流、二極管D處的電壓和電流以及電感L兩端的電壓和電流的波形的示意圖；圖4a至圖4c是示出圖1所示的DC-DC變換器的二極管兩端電壓波形、電感兩端電流波形及輸出電壓波形的仿真示意圖；圖5示出根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的升壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)的示意圖；圖6示出根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的包括如圖5中所示的升壓?jiǎn)卧腄C-DC變換器的結(jié)構(gòu)的示意性電路圖；圖7a至圖7b是示出圖6中所示的DC-DC變換器的工作模式的示意圖；圖8是示出在圖6中示出的DC-DC變換器中的各元件的電壓和/或電流的波形的示意圖；圖9a至圖9d是示出圖6中的DC-DC變換器的主二極管VD5兩端電壓、第一電感器L1兩端電流、升壓電容器C1兩端電壓及輸出電壓Uo的波形的仿真示意圖；圖10是示出根據(jù)本公開(kāi)另一實(shí)施例的DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)的示意性電路圖；圖11a至圖11b是示出圖10中所示的DC-DC變換器的工作模式的示意圖；圖12a至圖12d是示出圖10中的DC-DC變換器的主二極管VD5兩端電壓、第一電感器L11或L21兩端電流、升壓電容器C1或C2兩端電壓及輸出電壓Uo的波形的仿真示意圖；圖13是示出根據(jù)本公開(kāi)再一實(shí)施例的DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)的示意性電路圖；以及圖14是示出電壓增益隨占空比D和級(jí)聯(lián)的升壓?jiǎn)卧臄?shù)目n而變化的曲線。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本公開(kāi)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本公開(kāi)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本公開(kāi)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本公開(kāi)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本公開(kāi)保護(hù)的范圍。圖1是示出一種直流-直流(DC-DC)變換器的結(jié)構(gòu)的示范性電路圖，且圖2a和圖2b是示出圖1中所示的DC-DC變換器的工作模式的示意圖，其中，該DC-DC變換器為升降壓型(buck-boost)DC-DC變換器。如圖2a所示，當(dāng)該DC-DC變換器的開(kāi)關(guān)S被接通時(shí)，電源為電感L充電，電感L兩端的電壓為電源電壓Ui。此時(shí)電路中的電流方向如箭頭所示。如圖2b所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S被關(guān)斷時(shí)，電感L兩端的電流不能夠突變，二極管D導(dǎo)通且與電感L形成放電回路。此時(shí)電路中的電流方向如箭頭所示。根據(jù)電感的伏秒平衡作用原理，可得該DC-DC變換器的電壓增益為Uo/Ui＝D/(1-D)，其中，D是控制開(kāi)關(guān)S的信號(hào)的占空比。圖3是示出圖1中所示的DC-DC變換器中的輸入電流、二極管D處的電壓和電流以及電感L兩端的電壓和電流的波形的示意圖，并且圖4a至圖4c是示出圖1所示的DC-DC變換器的二極管兩端電壓波形、電感兩端電流波形及輸出電壓波形的仿真示意圖。圖5示出根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的升壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)的示意圖。如圖5中所示，該升壓?jiǎn)卧ǖ谝浑姼衅鱈1、升壓電容器C1、第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷⒌谌龁蜗驅(qū)ㄆ骷?、第四單向?qū)ㄆ骷偷诙姼衅鱈2。第一電感器L1的第一端是該升壓?jiǎn)卧妮斎攵薎nput。升壓電容器C1的第一端連接到第一電感器L1的第二端。第一單向?qū)ㄆ骷牡谝欢诉B接到第一電感器L1的第二端，第二端連接到該升壓?jiǎn)卧妮敵龆薕utp。第二單向?qū)ㄆ骷牡谝欢诉B接到第一電感器L1的第一端，第二端連接到升壓電容器C1的第二端。第三單向?qū)ㄆ骷牡谝欢诉B接到升壓電容器C1的第二端，第二端連接到第二電感器L2的第一端。第四單向?qū)ㄆ骷牡谝欢诉B接到第一電感器L1的第一端，第二端連接到第二電感器L2的第一端。第二電感器L2的第二端是該升壓?jiǎn)卧妮敵龆薕utput。該升壓?jiǎn)卧梢员粦?yīng)用于DC-DC變換器中本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種升壓?jiǎn)卧涮卣髟谟?，包括：第一電感器，第一端是該升壓?jiǎn)卧妮斎攵?；升壓電容器，第一端連接到第一電感器的第二端；第一單向?qū)ㄆ骷谝欢诉B接到第一電感器的第二端，第二端連接到該升壓?jiǎn)卧妮敵龆?；第二單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第一端，第二端連接到升壓電容器的第二端；第三單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到升壓電容器的第二端，第二端連接到第二電感器的第一端；第四單向?qū)ㄆ骷谝欢诉B接到第一電感器的第一端，第二端連接到第二電感器的第一端；以及第二電感器，第二端是該升壓?jiǎn)卧妮敵龆恕?

【技術(shù)特征摘要】
1.一種升壓?jiǎn)卧?，其特征在于，包括：第一電感器，第一端是該升壓?jiǎn)卧妮斎攵?；升壓電容器，第一端連接到第一電感器的第二端；第一單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第二端，第二端連接到該升壓?jiǎn)卧妮敵龆耍坏诙蜗驅(qū)ㄆ骷?，第一端連接到第一電感器的第一端，第二端連接到升壓電容器的第二端；第三單向?qū)ㄆ骷?，第一端連接到升壓電容器的第二端，第二端連接到第二電感器的第一端；第四單向?qū)ㄆ骷谝欢诉B接到第一電感器的第一端，第二端連接到第二電感器的第一端；以及第二電感器，第二端是該升壓?jiǎn)卧妮敵龆恕?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓?jiǎn)卧涮卣髟谟冢诔潆婋A段中，所述第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷?dǎo)通，而所述第三單向?qū)ㄆ骷刂?，并且在放電階段中，所述第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷刂?，而所述第三單向?qū)ㄆ骷?dǎo)通。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的升壓?jiǎn)卧?，其特征在于，第一單向?qū)ㄆ骷?、第二單向?qū)ㄆ骷?、第三單向?qū)ㄆ骷偷谒膯蜗驅(qū)ㄆ骷嵌O管，并且每個(gè)單向?qū)ㄆ骷牡谝欢耸窍鄳?yīng)二極管的陽(yáng)極，且每個(gè)單向?qū)ㄆ骷牡诙耸窃摱O管的陰極。4.一種直流DC-DC變換器，其特征在于，包括：開(kāi)關(guān)，連接到輸入電壓；主二極管，連接到開(kāi)關(guān)；穩(wěn)壓電容器，第一端與主二極管串聯(lián)連接且第二端連接到輸入電壓，并且穩(wěn)壓電容器的第一端和第二端是該DC-DC變換器的輸出端；和如權(quán)利要求1至3中的任一個(gè)所述的升壓?jiǎn)卧?.根據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：管恩慧，岡村政和，陳碩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：京東方科技集團(tuán)股份有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京,11