【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电路，特别涉及一种直流-直流开关电源转换器及电流转换方法。
技术介绍
1、目前，常见的直流-直流（dc-dc）开关电源转换器主要有降压（buck）控制器和升压（boost）控制器，他们广泛应用于消费、工业和汽车领域。
2、buck控制器作为传统的降压电路，具有器件少，控制简单，成本低的特点，在降压场合应用最为普遍，其电路拓扑如图1所示，脉冲宽度调制（pulse width modulation，pwm）控制信号、输入电流（iin）和输出电流（il）的波形如图2所示。boost控制器同样具有结构简单，成本低等优势，应用广泛的特点，其电路拓扑如图3所示，输入电流（il）和输出电流（iout）的波形如图4所示。
3、对于buck控制器，由于输入电流（iin）为断续的脉冲电流，不光给输入滤波增加了难度，而且快速的di/dt电流变化会增加电磁干扰（electromagnetic interference，emi）噪声，需要使用较大的emi 滤波器。对于boost控制器，由于输出电流（iout）会出现通断交替现象，需要较大的输出电容来吸收交流分量电流从而抑制了输出电压纹波，本身由于升压拓扑需要输出耐压高，因此输出电容会占据较大体积。
技术实现思路
1、本申请提供了一种直流-直流开关电源转换器及电流转换方法，用于解决开关电源转换器需要使用较大的emi滤波器或输出电容，导致开关电源转换器的体积较大的问题。所述技术方案如下：
2、根据本申请的第一方面，提
3、所述第一电感的一端作为所述转换模块的第一端口，所述第一电感的另一端分别与所述第一开关管的漏极和所述飞跨电容的一端相连，所述第一开关管的源极、所述第二开关管的漏极和所述电压转换控制器的第一输入端相连后作为所述转换模块的第二端口，所述第二开关管的源极分别与所述飞跨电容的另一端和所述第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与所述电压转换控制器的第二输入端相连后作为所述转换模块的第三端口，所述电压转换控制器的输出端与所述栅极驱动器的输入端相连，所述栅极驱动器的输出端分别与所述第一开关管和所述第二开关管的栅极相连；
4、所述第一输入输出模块和所述第二输入输出模块通过所述转换模块的三个端口与所述转换模块相连，所述第一输入输出模块为输入电源且所述第二输入输出模块为负载，或者，所述第一输入输出模块为负载且所述第二输入输出模块为输入电源；
5、其中，所述第一开关管和所述第二开关管交替导通，以使所述开关电源转换器的输入电流和输出电流与所述第一电感和/或所述第二电感的电流相关，从而实现所述输入电流和所述输出电流的连续。
6、在一种可能的实现方式中，所述转换模块的第一端口与所述第一输入输出模块的正极相连，所述转换模块的第二端口与所述第二输入输出模块的正极相连，所述转换模块的第三端口分别与所述第一输入输出模块和所述第二输入输出模块的负极相连。
7、在一种可能的实现方式中，
8、当所述第一输入输出模块为输入电源且所述第二输入输出模块为负载时，所述电压转换控制器为降压控制器；
9、当所述第一输入输出模块为负载且所述第二输入输出模块为输入电源时，所述电压转换控制器为升压控制器。
10、在一种可能的实现方式中，当所述电压转换控制器为降压控制器时，
11、所述第一开关管和所述第二开关管都是桥臂功率开关管；或者，
12、所述第一开关管是桥臂功率开关管，所述第二开关管是二极管。
13、在一种可能的实现方式中，所述开关电源转换器的输入电流是所述第一电感的电流，所述开关电源转换器的输出电流是所述第一电感和所述第二电感的电流之和。
14、在一种可能的实现方式中，当所述电压转换控制器为升压控制器时，
15、所述第一开关管和所述第二开关管都是桥臂功率开关管；或者，
16、所述第一开关管是二极管，所述第二开关管是桥臂功率开关管。
17、在一种可能的实现方式中，所述开关电源转换器的输入电流是所述第一电感和所述第二电感的电流之和，所述开关电源转换器的输出电流是所述第一电感的电流。
18、在一种可能的实现方式中，所述转换模块的第一端口与所述第二输入输出模块的正极相连，所述转换模块的第二端口分别与所述第二输入输出模块的负极和所述第一输入输出模块的正极相连，所述转换模块的第三端口与所述第一输入输出模块的负极相连。
19、在一种可能的实现方式中，当所述第一输入输出模块为输入电源且所述第二输入输出模块为负载时，所述电压转换控制器为升降压控制器。
20、根据本申请的第二方面，提供了一种直流-直流开关电源转换器的电流转换方法，其特征在于，用于如上所述的直流-直流开关电源转换器中，所述方法包括：
21、驱动所述第一开关管和所述第二开关管交替导通；
22、获取所述第一电感上的第一压降和所述第二电感上的第二压降；
23、根据伏秒平衡和功率平衡对所述第一压降和所述第二压降进行计算，得到所述开关电源转换器的输入电流和输出电流；
24、其中，所述输入电流和所述输出电流与所述第一电感和/或所述第二电感的电流相关，以实现所述输入电流和所述输出电流的连续。
25、本申请提供的技术方案的有益效果至少包括：
26、当电压转换控制器是降压控制器时，开关电源转换器的输入电流是第一电感的电流，输出电流是第一电感和第二电感的电流之和，由于电感上的电流是连续的，所以，可以实现输入电流连续，减少对输入电容的容量和体积的需求，降低emi干扰，缩小emi滤波器体积。
27、当电压转换控制器是升压控制器时，开关电源转换器的输入电流是第一电感和第二电感的电流之和，输出电流是第一电感的电流，由于电感上的电流是连续的，所以，可以实现输出电流连续，减少对输出电容的依赖，实现更好的恒流控制效果。
28、当电压转换控制器是升降压控制器时，可以实现升降压的情况下输入输出电流同时连续，非常适合电池之间充放电管理的应用场合。
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1.一种直流-直流开关电源转换器，其特征在于，所述开关电源转换器包括：第一输入输出模块、第二输入输出模块和转换模块，所述转换模块包括第一电感、第二电感、电压转换控制器、飞跨电容、第一开关管、第二开关管和栅极驱动器；
2.根据权利要求1所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，当所述电压转换控制器为降压控制器时，
5.根据权利要求4所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，所述开关电源转换器的输入电流是所述第一电感的电流，所述开关电源转换器的输出电流是所述第一电感和所述第二电感的电流之和。
6.根据权利要求3所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，当所述电压转换控制器为升压控制器时，
7.根据权利要求6所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，所述开关电源转换器的输入电流是所述第一电感和所述第二电感的电流之和，所述开关电源转换器的输出电流是所述第一电感的电流。
8
9.根据权利要求8所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，当所述第一输入输出模块为输入电源且所述第二输入输出模块为负载时，所述电压转换控制器为升降压控制器。
10.一种直流-直流开关电源转换器的电流转换方法，其特征在于，用于如权利要求1至9任一所述的直流-直流开关电源转换器中，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种直流-直流开关电源转换器，其特征在于，所述开关电源转换器包括：第一输入输出模块、第二输入输出模块和转换模块，所述转换模块包括第一电感、第二电感、电压转换控制器、飞跨电容、第一开关管、第二开关管和栅极驱动器；
2.根据权利要求1所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，当所述电压转换控制器为降压控制器时，
5.根据权利要求4所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，所述开关电源转换器的输入电流是所述第一电感的电流，所述开关电源转换器的输出电流是所述第一电感和所述第二电感的电流之和。
6.根据权利要求3所述的直流-直流开关电源转换器，其特征在于，当所述电压转换控制器为升压控制器时，
【专利技术属性】
技术研发人员：林剑龙，
申请(专利权)人：杭州元芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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