电压变换装置、控制方法及供电设备制造方法及图纸

本申请提供一种电压变换装置、控制方法及供电设备，电压变换装置包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元。三相半桥电路包括三个开关桥臂。三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过三相谐振电路接收三相半桥电路输出的电压，三相变压器中三个原边绕组的另一端相连接形成抽头。切换单元的一端连接抽头，切换单元的另一端连接地，或者连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点。响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制切换单元的第一端和切换单元的第二端导通。的第一端和切换单元的第二端导通。的第一端和切换单元的第二端导通。

【技术实现步骤摘要】
电压变换装置、控制方法及供电设备


[0001]本申请涉及电力电子领域，尤其涉及一种电压变换装置、控制方法及供电设备。

技术介绍

[0002]现有的三相交错并联LLC谐振拓扑结构中，多采用相屏蔽(Phase Shielding)的方式使得该拓扑结构基于负载的变化处于三相模式、两相模式或单相模式。
[0003]该拓扑结构工作于单相模式时，虽然开关管数量为单相，但是谐振电容、谐振电感，变压器，以及副边整流管还是两相工作模式的数量。如此，在单相模式下该拓扑结构的电源转换效率没有达到最优，进而该拓扑结构没有达到在全负载范围的高效率。因此，如何降低三相交错并联LLC谐振拓扑结构在单相模式下的损耗，以实现全负载范围的效率提升成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种电压变换装置、控制方法及供电设备，能够降低三相交错并联LLC谐振拓扑结构在单相模式下的损耗，以实现全负载范围的高效率。
[0005]第一方面，本申请提供一种电压变换装置，包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元；三相半桥电路包括三个开关桥臂；三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过三相谐振电路接收三相半桥电路输出的电压，三相变压器中三个原边绕组的另一端相连接形成抽头；切换单元的一端连接抽头，切换单元的另一端连接地或者连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制切换单元的一端和切换单元的另一端导通。
[0006]可以理解，通过设置切换单元连接三个原边绕组所形成的抽头和地，或者连接三个原边绕组所形成的抽头和三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点，使得电压变换装置能够以半桥LLC结构或者全桥LLC结构工作于单相模式。如此，电压变换装置能够减少谐振电容、谐振电感及变压器的使用，进而降低单相模式下的能量损耗，提升电源转换效率。如此，能够有利于实现电压变换装置在全负载范围的效率提升。
[0007]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置能够工作在单相模式、两相模式及三相模式；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第一预设范围，电压变换装置工作于三相模式，控制电路控制三个开关桥臂正常工作；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第二预设范围，电压变换装置工作于两相模式，控制电路控制三个开关桥臂中任意两个开关桥臂正常工作；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第三预设范围，电压变换装置工作于单相模式，控制电路控制三个开关桥臂中任意一个开关桥臂正常工作，或者，控制电路控制三个开关桥臂中任意两个开关桥臂正常工作；其中，第二预设范围的最大值小于第一预设范围的最小值；第三预设范围的最大值小于第二预设范围的最小值，第二预设范围的最小值为预设功率值。
[0008]可以理解，电压变换装置的输出功率或者输入功率是根据电压变换装置的负载功
率对应变化的。当负载功率处于不同范围时，电压变换装置能够相应的切换至不同的工作模式，以实现电压变换装置在全负载范围的效率提升。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，切换单元为开关管，切换单元的第一端连接抽头，切换单元的第二端连接地，切换单元的第三端连接控制电路；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制三个开关桥臂中一个开关桥臂正常工作，控制三个开关桥臂中另外两个开关桥臂中开关管关断，以及控制切换单元的第一端与切换单元的第二端导通。
[0010]可以理解，通过切换单元连接三个原边绕组的一端形成的抽头和地，并通过控制切换单元导通能够使得三相半桥电路中的一个正常工作的开关桥臂导通。如此，使得电压变换装置构成半桥LLC结构，减少谐振电容、谐振电感及变压器的使用，进而降低单相模式下的能量损耗，提升电源转换效率。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，切换单元为开关管，切换单元的第一端连接抽头，切换单元的第二端连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点，切换单元的第三端连接控制电路；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制三个开关桥臂中两个开关桥臂正常工作，控制三个开关桥臂中另一个桥臂中开关管关断，以及控制切换单元的第一端与切换单元的第二端导通，其中切换单元的第二端所连接的开关桥臂为正常工作的两个开关桥臂中的一个。
[0012]可以理解，通过切换单元连接三个原边绕组的一端形成的抽头和三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点，并通过控制切换单元导通能够使得三相半桥电路中的两个正常工作的开关桥臂导通。如此，使得电压变换装置构成全桥LLC结构，减少谐振电容、谐振电感及变压器的使用，进而降低单相模式下的能量损耗，提升电源转换效率。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，响应于电压变换装置的输出功率低于第一预设功率值，控制电路控制切换单元的一端和切换单元的另一端导通。
[0014]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置包括检测电路，检测电路包括采样电阻和信号放大单元，采样电阻设置于电压变化装置的输出端与电压变化装置的整流电路之间，信号放大单元用于获取和放大采样电阻两端的电压并得到采样电压；控制电路用于根据采样电压及采样电阻的阻值得到输出电流，并根据输出电流及采样电压得到输出功率。
[0015]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，控制电路用于获取三个开关桥臂中开关管的开关频率，及根据开关频率及开关频率与输出功率的对应关系得到输出功率。
[0016]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，响应于电压变换装置的输入功率低于第二预设功率值，控制电路控制切换单元的一端和切换单元的另一端导通。
[0017]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置包括检测电路，检测电路包括采样电阻和信号放大单元，采样电阻设置于电压变化装置的的输入电压源与三相半桥电路之间，信号放大单元用于获取和放大采样电阻两端的电压并得到采样电压；控制电路用于根据采样电压及采样电阻的阻值得到输出电流，并根据输入电流及采样电压得到输入功率。
[0018]第二方面，本申请提供一种电压变换装置的控制方法，电压变换装置包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元；三相半桥电路包括三个开关桥
臂；三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过三相谐振电路接收三相半桥电路输出的电压，三相变压器中三个原边绕组的另一端相连接形成抽头；切换单元的一端连接抽头，切换单元的另一端连接地或者连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点，方法包括：获取电压变换装置的输出功率或输入功率；及响应于输出功率或输入功率低于预设功率值，控制切换单元的一端和切换单元的另一端导通。
[0019]结合第二方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置的控制方法包括：响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第一预设范围，控制三个开关桥臂正常工作；响应于电压变换装置的输出功率或输入功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压变换装置，用于将直流输入电压转换为直流输出电压，其特征在于，所述电压变换装置包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元；所述三相半桥电路包括三个开关桥臂；所述三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过所述三相谐振电路接收所述三相半桥电路输出的电压，所述三相变压器中三个所述原边绕组的另一端相连接形成抽头；所述切换单元的一端连接所述抽头，所述切换单元的另一端连接地或者连接所述三个开关桥臂中任意一个所述开关桥臂的桥臂中点；响应于所述电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，所述控制电路控制所述切换单元的一端和所述切换单元的另一端导通。2.如权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置能够工作在单相模式、两相模式及三相模式；响应于所述电压变换装置的输出功率或所述输入功率处于第一预设范围，所述电压变换装置工作于所述三相模式，所述控制电路控制所述三个开关桥臂正常工作；响应于所述电压变换装置的输出功率或所述输入功率处于第二预设范围，所述电压变换装置工作于所述两相模式，所述控制电路控制所述三个开关桥臂中任意两个所述开关桥臂正常工作；响应于所述电压变换装置的输出功率或所述输入功率处于第三预设范围，所述电压变换装置工作于所述单相模式，所述控制电路控制所述三个开关桥臂中任意一个所述开关桥臂正常工作，或者，所述控制电路控制所述三个开关桥臂中任意两个所述开关桥臂正常工作；其中，所述第二预设范围的最大值小于所述第一预设范围的最小值；所述第三预设范围的最大值小于所述第二预设范围的最小值，所述第二预设范围的最小值为所述预设功率值。3.如权利要求1至2中任一项所述的电压变换装置，其特征在于，所述切换单元为开关管，所述切换单元的第一端连接所述抽头，所述切换单元的第二端连接地，所述切换单元的第三端连接所述控制电路；响应于所述电压变换装置的输出功率或所述输入功率低于所述预设功率值，所述控制电路控制所述三个开关桥臂中一个所述开关桥臂正常工作，控制所述三个开关桥臂中另外两个所述开关桥臂中开关管关断，以及控制所述切换单元的第一端与所述切换单元的第二端导通。4.如权利要求1至2中任一项所述的电压变换装置，其特征在于，所述切换单元为开关管，所述切换单元的第一端连接所述抽头，所述切换单元的第二端连接所述三个开关桥臂中任意一个所述开关桥臂的桥臂中点，所述切换单元的第三端连接所述控制电路；响应于所述电压变换装置的输出功率或所述输入功率低于所述预设功率值，所述控制电路控制所述三个开关桥臂中两个所述开关桥臂正常工作，控制所述三个开关桥臂中另一个桥臂中开关管关断，以及控制所述切换单元的第一端与所述切换单元的第二端导通，其中所述切换单元的第二端所连接的所述开关桥臂为正常工作的两个所述开关桥臂中的一个。5.如权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，响应于所述电压变换装置的所述输
出功率低于第一预设功率值，所述控制电路控制所述切换单元的一端和所述切换单元的另一端导通。6.如权利要求5所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置包括检测电路，所述检测电路包括采样电阻和信号放大单元，所述采样电阻设置于所述电压变化装置的输出端与所述电压变化装置的整流电路之间，所述信号放大单元用于获取和放大所述采样电阻两端的电压并得到采样电压；所述控制电路用于根据所述采样电压及所述采样电阻的阻值得到输出电流，并根据所述输出电流及所述采样电压得到所述输出功率。7.如权利要求7所述的电压变换装置，其特征在于，所述控制电路用于获取所述三个开关桥臂中开关管的开关频率，及根据所述开关频率及所述开关频率与所述输出功率的对应关系得到所述输出功率。8.如权利要求1所述的电压变换装置，其特征在于，响应于所述电压变换装置的所述输入功率低于第二预设功率值，所述控制电路控制所述切换单元的一端和所述切换单元的另一端导通。9.如权利要求7所述的电压变换装置，其特征在于，所述电压变换装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宏彬，张至盛，李佳杰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：