[发明专利]DC-DC转换器系统

说明书

提供一种DC‑DC转换器系统。该DC‑DC转换器系统包括布置在输入端和输出端之间的变压器，以及将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器的初级侧线圈的初级侧开关电路单元。次级侧开关电路单元包括多个开关，该多个开关将在变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为DC电压，并将转换后的DC电压提供给输出端。控制器被配置为基于多个开关中的每一个的两端的电压来调整多个开关的短路/开路状态。

技术领域

本公开涉及直流到直流(DC-DC)转换器系统，更具体地说，涉及能通过使用转换器的次级侧开关电路单元阻断能量的反向供电现象(energyreverse-powering phenomenon，能量逆功率现象)，来阻止不必要的能量流的DC-DC转换器系统。因此，辅助电池的耐久性得到保护，并且防止损坏转换器的内部元件。

背景技术

典型地，包括混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆的环保车辆中安装有低压DC-DC转换器(LDC)，而不是安装向内燃机车辆的电场负载供电的交流发电机。因此，低压DC-DC转换器(LDC)起到交流发电机的作用。LDC向电场负载供电，以阻止辅助电池放电并且当辅助电池电压下降时为辅助电池充电。

通常，已知有各种LDC拓扑结构，在它们之中，为了输入端和输出端的绝缘而应用变压器的LDC常用在车辆中。当变压器被应用于LDC时，通过对变压器的次级侧(即，输出端侧)执行的整流操作而产生直流电压。具体地说，提出了用于改善低负载效率的技术，该技术包括在次级侧上设置开关，而不是设置二极管。然而，在次级侧具有开关而不是具有二极管的传统LDC中，当开关处于短路状态时，可能引起其中能量基于周围的电环境而从输出端侧传输到输入端侧的反向供电现象发生。

例如，当LDC的输出电压小于辅助电池的电压时，发生将储存在辅助电池中的能量转移到LDC(例如，主电池)的反向供电现象(例如，反充电现象)。因此，由于辅助电池的放电或LDC的各功率组件的内部元件的损坏，整个系统可能因此出现问题。更进一步，由于不必要的能量传递，车辆燃料经济性迅速降低。

本章节中公开的上述信息仅旨在增加对本公开的背景技术的理解，其不应解释为是对本领域技术人员已知的现有技术的说明的承认。

发明内容

本公开提供了DC-DC转换器系统，其可通过阻断能量反向供电现象来阻止不必要的能量流。因此，可保护辅助电池的耐久性并且可防止对转换器的内部元件的损坏。

根据示例性的实施方式，本公开提供一种DC-DC转换器系统，该DC-DC转换器系统可包括：变压器，布置在输入端和输出端之间；初级侧开关电路单元，被配置为将输入端的电压转换为AC电压并将转换后的AC电压提供给变压器初级侧线圈；次级侧开关电路单元，具有多个开关，该多个开关被配置为将变压器的次级侧线圈中感应的电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压传输到输出端；以及控制器，被配置为基于多个开关中的每一个的多个端(例如，两端)的电压来操作多个开关的短路/开路状态。

在本公开的示例性实施方式中，变压器可包括第一次级侧线圈和第二次级侧线圈。次级侧开关电路单元可包括在第一次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第一次级侧开关，以及在第二次级侧线圈与输出端之间形成电流回路的第二次级侧开关。控制器可被配置为控制第一次级侧开关和第二次级侧开关，以使得在第一次级侧线圈和第二次级侧线圈中感应的电压以彼此相反的相位传输到输出端侧。

在本公开的一些示例性实施方式中，控制器可被配置为当反方向的电流在由第一次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第一次级侧开关，并且当反方向的电流在由第二次级侧开关形成的电流回路中传输到输出端时持续断开第二次级侧开关。在本公开的示例性实施方式中，控制器可包括比较单元，该比较单元被配置为将预定参考值与第一次级侧开关的两端之间的电压差和第二次级侧开关的两端之间的电压差中的每一个进行比较，并且控制器可被配置为当基于比较单元的计算结果，两端之间的电压差大于预定参考值时，持续断开第一次级侧开关和第二次级侧开关。