一種直流-直流變換電路、裝置和工作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流-直流變換電路，裝置和工作方法，涉及電路領(lǐng)域，用于降低電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低電路的成本。所述電路，包括：方波產(chǎn)生電路，用于輸出方波波形的電壓；LLC諧振電路，包括：串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感；所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，用于接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓，以及在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓；整流電路，耦接于所述第二諧振電感，用于通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓，以及將所述整流電壓進(jìn)行輸出。本發(fā)明適用于直流電壓轉(zhuǎn)換的場景。
【專利說明】一種直流-直流變換電路、裝置和工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及一種直流-直流變換電路、裝置和工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，LLC諧振電路廣泛的應(yīng)用在直流-直流變換器中，具體的如圖1所示:串聯(lián)的LLC諧振電路耦接于方波產(chǎn)生電路，并且該LLC諧振電路由諧振電容，諧振電感和變壓器的初級繞組串聯(lián)，變壓器的次級繞組輸出LLC諧振電路發(fā)生諧振產(chǎn)生的交流諧振電壓至整流電路，以使得整流電路將交流諧振電壓進(jìn)行整流后輸出至負(fù)載?？梢岳斫獾模?dāng)開關(guān)頻率處于諧振頻率附近時，直流-直流變換器可以處于軟開關(guān)狀態(tài)，因此，與傳統(tǒng)的硬開關(guān)相t匕，減少了開關(guān)的損耗，同時還能夠減少由于硬開關(guān)產(chǎn)生的電壓電流的突變和電磁干擾。
[0003]但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題:當(dāng)直流-直流變換器不需要使用帶有變壓器器件的隔離拓?fù)鋾r，在實(shí)際電路中，若采用變壓器器件來實(shí)現(xiàn)直流-直流變換電路，則會造成電路體積的增加，電路的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，且增加了電路的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種直流-直流變換電路、裝置和工作方法，能夠降低電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低電路的成本。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流-直流變換電路，包括:方波產(chǎn)生電路，用于輸出方波波形的電壓；LLC諧振電路，包括:串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感；所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，用于接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓，以及在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓；整流電路，耦接于所述第二諧振電感，用于通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓，以及將所述整流電壓進(jìn)行輸出。
[0007]在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方波產(chǎn)生電路包括所述方波產(chǎn)生電路包括直流電壓源和橋式電路，其中，所述橋式電路耦接于所述直流電壓源，所述橋式電路包括串聯(lián)的第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元，通過所述第一開關(guān)單元及所述第二開關(guān)單元進(jìn)行交替的連通和斷開分別在所述第一開關(guān)單元及所述第二開關(guān)單元的兩端產(chǎn)生所述方波波形電壓。
[0008]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一開關(guān)單元包括并聯(lián)的第一二極管和第一開關(guān)器件；所述第二開關(guān)單元包括并聯(lián)的第二二極管和第二開關(guān)器件；所述橋式電路耦接于所述直流電壓源包括:所述第一二極管的負(fù)極與所述直流電壓源的正極連接；所述第一二極管的正極與所述第二二極管的負(fù)極連接；所述第二二極管的正極與所述直流電壓源的負(fù)極連接。
[0009]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一開關(guān)器件包括金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管(M0SFET);和/或所述第二開關(guān)器件包括金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管。
[0010]結(jié)合第一方面，或第一方面的第一至第三種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三二極管和第四二極管，其中，所述第三二極管的正極與所述第四二極管的負(fù)極相連接，所述第三二級管的負(fù)極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的正極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的負(fù)極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第四二級管的正極連接所述第二諧振電感的另一端，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
[0011]結(jié)合第一方面，或第一方面的第一至第三種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三二極管和第四二極管，其中，所述第三二極管的負(fù)極與所述第四二極管的正極相連接，所述第三二級管的正極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的負(fù)極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的正極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第四二級管的負(fù)極連接所述第二諧振電感的另一端，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
[0012]結(jié)合第一方面，或第一方面的第一至第三種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三電容、第三二極管和第四二極管，其中，所述第三二極管的正極與所述第四二極管的負(fù)極相連接，所述第三二級管的負(fù)極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的正極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的負(fù)極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第三電容的一端連接所述第二諧振電感的另一端，所述第三電容的另一端連接所述第四二極管的正極，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
[0013]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路的工作方法，所述方法應(yīng)用于包括方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路和整流電路的直流-直流變換電路，其中，所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，并且包括:串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感；所述整流電路耦接于所述第二諧振電感，所述方法包括:所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓；所述LLC諧振電路接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓；所述LLC諧振電路在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓；所述整流電路通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓；所述整流電路將所述整流電壓進(jìn)行輸出。
[0014]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子裝置，包括如第一方面所述的直流-直流變換電路，供電電源及負(fù)載；所述供電電源用于給所述直流-直流變換電路供電；所述直流-直流變換電路用于給所述負(fù)載供電。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流-直流變換電路、裝置和工作方法，直流-直流變換電路包括:方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路以及整流電路，其中，LLC諧振電路包括串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感，即將現(xiàn)有技術(shù)中LLC諧振電路中的變壓器替換為第二諧振電感，這樣，在耦接于方波產(chǎn)生電路的LLC諧振電路接收到方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓時，可以在第二諧振電感上輸出交流諧振電壓，并將交流諧振電壓通過整流電路進(jìn)行整流，進(jìn)而得到整流電壓，并將整流電壓輸出至負(fù)載，而無需在直流-直流變換電路上添加變壓器器件，從而在實(shí)現(xiàn)直流-直流變換時，降低了直流-直流變換電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低了電路的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的直流-直流變換電路示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流-直流變換電路的示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種方波產(chǎn)生電路的示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)開關(guān)單元的示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種整流電路的不意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種整流電路的不意圖；
[0023]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種整流電路的不意圖；
[0024]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流-直流變換電路的實(shí)例示意圖；
[0025]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流-直流變換電路的實(shí)例示意圖；
[0026]圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流-直流變換電路的實(shí)例示意圖；
[0027]圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電路的方法的工作流程示意圖；
[0028]圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的方波波形的實(shí)例圖；
[0029]圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流-直流變換電路，如圖2所示，包括:方波產(chǎn)生電路201，LLC諧振電路202以及整流電路203。
[0033]其中，方波產(chǎn)生電路201，用于輸出方波波形的電壓。
[0034]LLC諧振電路202，包括:串聯(lián)的諧振電容2021、第一諧振電感2022和第二諧振電感 2023。
[0035]具體的，第一諧振電感2022的一端連接在諧振電容2021的一端，第二諧振電感2023的一端連接在諧振電容2021的另一端，第二諧振電感2023的另一端與方波產(chǎn)生電路201中直流電壓源2011的負(fù)極直接連接?；蛘撸?br> [0036]第一諧振電感2022的一端連接在諧振電容2021的一端,第二諧振電感2023的一端連接在諧振電容2021的另一端，第二諧振電感2023的另一端與方波產(chǎn)生電路201中直流電壓源2011的正極直接連接。[0037]需要說明的是，只要能保證整流電路203耦接于第二諧振電感2023，LLC諧振電路中串聯(lián)的諧振電容2021、第一諧振電感2022和第二諧振電感2023的連接方式，還可以是其他的連接方式，本發(fā)明對此不做限制。
[0038]LLC諧振電路202耦接于方波產(chǎn)生電路201，用于接收方波產(chǎn)生電路201輸出方波波形的電壓，以及在第二諧振電感2023上輸出交流諧振電壓。
[0039]整流電路203，耦接于第二諧振電感2023，用于通過將第二諧振電感2023輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓，以及將整流電壓進(jìn)行輸出。
[0040]具體的，整流電路203將第二諧振電感2023輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流，即將第二諧振電感2023輸出的交流諧振電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓，即為整流電壓，并將轉(zhuǎn)化后的整流電壓輸出至負(fù)載。
[0041]這樣，方波產(chǎn)生電路201將產(chǎn)生的方波波形電壓輸入LLC諧振電路202，進(jìn)而在LLC諧振電路202中的第二諧振電感2023兩端產(chǎn)生交流諧振電壓，并將此交流諧振電壓輸入至整流電路203，經(jīng)整流電路203整流之后，將交流諧振電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓，進(jìn)一步將此直流電壓輸入至負(fù)載。
[0042]進(jìn)一步的，所述方波產(chǎn)生電路201，如圖3所示，包括直流電壓源2011和橋式電路2012。
[0043]其中，橋式電路2012耦接于所述直流電壓源2011，所述橋式電路2012包括串聯(lián)的第一開關(guān)單元20121及第二開關(guān)單元20122，通過所述第一開關(guān)單元20121及所述第二開關(guān)單元20122進(jìn)行交替的連通和斷開分別在所述第一開關(guān)單元20121及所述第二開關(guān)單元20122的兩端產(chǎn)生所述方波波形電壓。
[0044]需要說明的是，為每個開關(guān)單元預(yù)先設(shè)置了各自的占空比。
[0045]具體的，每個開關(guān)單元可以根據(jù)其各自的占空比進(jìn)行連通和斷開，進(jìn)而產(chǎn)生方波波形。
[0046]需要說明的是，第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122是交替的進(jìn)行連通和斷開，即當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元20121連通時，第二開關(guān)單元20122處于斷開狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元20121斷開時，第二開關(guān)單元20122連通。
[0047]進(jìn)一步的，如圖4所示，所述第一開關(guān)單元20121包括并聯(lián)的第一二極管201211和第一開關(guān)器件201212 ;所述第二開關(guān)單元20122包括并聯(lián)的第二二極管201221和第二開關(guān)器件201222。
[0048]其中，第一二極管201211與第一開關(guān)器件201212并聯(lián)連接，第二二極管201221與第二開關(guān)器件201222并聯(lián)連接，第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122串聯(lián)連接，第一二極管201211的負(fù)極與直流電壓源2011的正極連接；第一二極管201211的正極與第二二極管201221的負(fù)極連接；第二二極管201221的正極與直流電壓源2011的負(fù)極連接。
[0049]可選的，所述第一開關(guān)器件201212包括:金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorFieId-EffectTransistor,簡稱 M0SFET),和 / 或第二開關(guān)器件201222包括:金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管。
[0050]需要說明的是，每個開關(guān)單元還可以包括與二極管和開關(guān)器件并聯(lián)的電容，或者有助于開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)狀態(tài)作用的其他器件，本發(fā)明對此不做限制。
[0051]需要說明的是，還可以采用其他的通過開關(guān)交替斷開和連通使得直流電壓產(chǎn)生方波電壓的開關(guān)單元，本發(fā)明對此不作限制。
[0052]需要說明的是，第一開關(guān)器件201212與第二開關(guān)器件201222還可以是除金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管之外的其他的半導(dǎo)體開關(guān)器件，如三極管，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管),本發(fā)明對此不做限制。
[0053]進(jìn)一步的，整流電路203，包括:第一電容501、第二電容502、第三二極管503和第四二極管504。
[0054]需要說明的是，在整流電路203包括:第一電容501、第二電容502、第三二極管503和第四二極管504時，整流電路203中包括的各個器件的連接可以有兩種方式，實(shí)現(xiàn)將第二諧振電感2023輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓，以及將所述整流電壓進(jìn)行輸出。具體如下:
[0055]在第一種連接方式中，第三二極管503的正極與第四二極管504的負(fù)極相連接，第三二級管503的負(fù)極與第二電容502的一端相連接，第四二極管504的正極與第二電容502的另一端相連接，第一電容501的一端與第四二極管504的負(fù)極連接，第一電容501的另一端連接第二諧振電感2023的一端，第四二級管504的正極連接第二諧振電感2023的另一端，第二電容502兩端輸出整流電壓，如圖5所示。
[0056]進(jìn)一步的，將第二電容502兩端輸出的整流電壓輸出至與其相連的負(fù)載，為負(fù)載提供電壓。
[0057]需要說明的是，按照上述第三二極管503與第四二極管504的連接方式實(shí)現(xiàn)的整流電路，在第二電容502兩端輸出的整流電壓為正電壓，即為正電壓輸出。
[0058]在第二種連接方式中，第三二極管503的負(fù)極與第四二極管504的正極相連接，第三二級管503的正極與第二電容502的一端相連接，第四二極管504的負(fù)極與第二電容502的另一端相連接，第一電容501的一端與第四二極管504的正極連接，第一電容501的另一端連接第二諧振電感2023的一端，第四二級管504的負(fù)極連接第二諧振電感2023的另一端，第二電容502兩端輸出整流電壓，如圖6所示。
[0059]進(jìn)一步的，將第二電容502兩端輸出的整流電壓輸出至與其相連的負(fù)載，為負(fù)載提供電壓。
[0060]需要說明的是，按照上述第三二極管503與第四二極管504的連接方式實(shí)現(xiàn)的整流電路，在第二電容502兩端輸出的整流電壓為負(fù)電壓，即為負(fù)電壓輸出。
[0061]或者，整流電路203，如圖7所示，包括:第一電容501、第二電容502、第三電容505、第三二極管503和第四二極管504。
[0062]具體的，第三二極管503的正極與第四二極管504的負(fù)極相連接，第三二級管503的負(fù)極與第二電容502的一端相連接，第四二極管504的正極與第二電容502的另一端相連接，第一電容501的一端與第四二極管504的負(fù)極連接，第一電容501的另一端連接第二諧振電感2023的一端，第三電容505的一端連接第二諧振電感2023的另一端，第三電容505的另一端連接第四二極管504的正極，第二電容502兩端輸出整流電壓。
[0063]進(jìn)一步的，將第二電容502兩端輸出的整流電壓輸出至與其相連的負(fù)載，為負(fù)載提供電壓。
[0064]需要說明的是，參考圖7，第一電容501與第三電容505具有隔離作用，則直流-直流變換電路實(shí)現(xiàn)了輸入電壓與輸出電壓的隔離。[0065]需要說明的是，還可以采用其他整流電路來實(shí)現(xiàn)將交流諧振電壓進(jìn)行整流，進(jìn)而輸出直流電壓，本發(fā)明對此不做限制。
[0066]如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直流-直流變換電路的實(shí)例示意圖。直流-直流變換電路包括方波產(chǎn)生電路201、LLC諧振電路202以及整流電路203。
[0067]具體的，在方波產(chǎn)生電路201中，第一二極管201211與第一開關(guān)器件201212并聯(lián)連接，第二二極管201221與第二開關(guān)器件201222并聯(lián)連接，第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122串聯(lián)連接，第一二極管201211的負(fù)極與直流電壓源2011的正極連接；第一二極管201211的正極與第二二極管201221的負(fù)極連接；第二二極管201221的正極與直流電壓源2011的負(fù)極連接。
[0068]在LLC諧振電路202中，第一諧振電感2022的一端與方波產(chǎn)生電路201中第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122的串聯(lián)連接點(diǎn)連接，第一諧振電感2022的另一端與諧振電容2021的一端連接，諧振電容2021的另一端與第二諧振電感2023的一端連接，第二諧振電感2023的另一端與與方波產(chǎn)生電路201中直流電壓源2011的負(fù)極連接。
[0069]在整流電路203中，第三二極管503的正極與第四二極管504的負(fù)極連接，第三二級管503的負(fù)極與第二電容502的一端連接，第四二極管504的正極與第二電容502的另一端連接，第一電容501的一端與第四二極管504的負(fù)極連接，第一電容501的另一端連接LLC諧振電路202中第二諧振電感2023的一端，第四二級管504的正極連接LLC諧振電路202中第二諧振電感2023的另一端，第二電容502兩端輸出整流電壓。
[0070]具體工作原理為，采用方波產(chǎn)生電路201中的第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122進(jìn)行交替的連通和斷開分別在第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122兩端產(chǎn)生方波波形電壓，當(dāng)方波波形電壓應(yīng)用于LLC諧振電路202時，由于LLC諧振電路具有濾波的作用，只能將正弦電流流經(jīng)LLC諧振電路202中，從而在LLC諧振電路中的第二諧振電感2023兩端產(chǎn)生交流的諧振電壓，進(jìn)一步將產(chǎn)生的交流諧振電壓輸出至整流電路203中，根據(jù)整流電路203中第三二極管503與第四二極管504的連接方式，可以判斷當(dāng)?shù)诙C振電感2023兩端的交流電壓為負(fù)時，第四二極管504導(dǎo)通，第三二極管503截止，電流經(jīng)第三二極管503對第一電容501進(jìn)行充電，當(dāng)?shù)诙C振電感2023兩端的交流電壓為正時，第三二極管503導(dǎo)通，第四二極管504截止，此時，第一電容501上的電壓與交流諧振電壓串聯(lián)相加對第二電容502進(jìn)行充電，如此反復(fù)進(jìn)行充電，從而完成整流過程。此外，由于第二電容502兩端的電壓與交流諧振電壓的正電壓方向相同，所以第二電容502兩端輸出的電壓為正電壓。
[0071]如圖9所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種直流-直流變換器的實(shí)例示意圖。直流-直流變換電路包括方波產(chǎn)生電路201、LLC諧振電路202以及整流電路203。
[0072]具體的，在方波產(chǎn)生電路201中，第一二極管201211與第一開關(guān)器件201212并聯(lián)連接，第二二極管201221與第二開關(guān)器件201222并聯(lián)連接，第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122串聯(lián)連接，第一二極管201211的負(fù)極與直流電壓源2011的正極連接；第一二極管201211的正極與第二二極管201221的負(fù)極連接；第二二極管201221的正極與直流電壓源2011的負(fù)極連接。
[0073]在LLC諧振電路202中，第一諧振電感2022的一端與方波產(chǎn)生電路201中第一開關(guān)單元20121與第二開關(guān)單元20122的串聯(lián)連接點(diǎn)連接，第一諧振電感2022的另一端與諧振電容2021的一端連接，諧振電容2021的另一端與第二諧振電感2023的一端連接，第二諧振電感2023的另一端與與方波產(chǎn)生電路201中直流電壓源2011的負(fù)極連接。
[0074]在整流電路203中，第三二極管503的負(fù)極與第四二極管504的正極連接，第三二級管503的正極與第二電容502的一端連接，第四二極管504的負(fù)極與第二電容502的另一端連接，第一電容501的一端與第四二極管504的正極連接，第一電容501的另一端與LLC諧振電路202中第二諧振電感2023的一端連接，第四二級管504的負(fù)極連接LLC諧振電路202中第二諧振電感2023的另一端，第二電容502兩端輸出整流電壓。
[0075]需要說明的是，圖9所示的直流-直流變換電路的工作原理，對于產(chǎn)生方波波形電壓與交流諧振電壓可參考圖8，本發(fā)明在此不再贅述。
[0076]對于整流電路203，根據(jù)整流電路203中第三二極管503與第四二極管504的連接方式，可以判斷當(dāng)?shù)诙C振電感2023兩端的交流電壓為正時，第四二極管504導(dǎo)通，第三二極管503截止，電流經(jīng)第四二極管504對第一電容501進(jìn)行充電，當(dāng)?shù)诙C振電感2023兩端的交流電壓為負(fù)時，第三二極管503導(dǎo)通，第四二極管504截止，此時，第一電容501上的電壓與交流諧振電壓串聯(lián)相加對第二電容502進(jìn)行充電，如此反復(fù)進(jìn)行充電，從而完成整流過程。此外，由于第二電容502兩端的電壓與交流諧振電壓的負(fù)電壓方向相同，所以第二電容502兩端輸出的電壓為負(fù)電壓。
[0077]本發(fā)明中，還可以在圖8所示的直流變換電路中的第二諧振電感2023與第四二極管504之間串聯(lián)一個第三電容505，如圖10所示，若將第三電容505兩端短路，則圖10可以轉(zhuǎn)化為圖8所示的電路圖，即轉(zhuǎn)化為正電壓輸出電路。若將第三電容505的一端與第二諧振電容2023的一端連接的連接點(diǎn)，與第三二極管503的負(fù)極與第二電容502的一端連接的連接點(diǎn)兩端短路，則圖10可以轉(zhuǎn)化為圖9，即轉(zhuǎn)化為負(fù)電壓輸出電路。
[0078]具體的，圖10所示的直流-直流變換的工作原理可參考圖8或圖9的工作原理，本發(fā)明在此不再贅述。該直流-直流變換電路可以實(shí)現(xiàn)將輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行隔離。
[0079]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直流-直流變換電路，包括:方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路以及整流電路，其中，LLC諧振電路包括串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感，即將現(xiàn)有技術(shù)中LLC諧振電路中的變壓器替換為第二諧振電感，這樣，在耦接于方波產(chǎn)生電路的LLC諧振電路接收到方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓時，可以在第二諧振電感上輸出交流諧振電壓；并將交流諧振電壓通過整流電路進(jìn)行整流，進(jìn)而得到整流電壓，并將整流電壓輸出至負(fù)載，而無需在直流-直流變換電路上添加變壓器器件，從而在實(shí)現(xiàn)直流-直流變換時，降低了直流-直流變換電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低了電路的成本。
[0080]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路的方法，所述方法應(yīng)用于包括方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路和整流電路的直流-直流變換電路，其中，所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，并且包括:串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感；所述整流電路耦接于所述第二諧振電感。如圖11所示，所述方法包括:
[0081 ] 1101、所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓。
[0082]具體的，方波產(chǎn)生電路包括:直流電壓源與串聯(lián)的第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元，且串聯(lián)的第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元耦接于直流電壓源，第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元根據(jù)直流電壓源的電壓值及一定的占空比來進(jìn)行連通和斷開，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元連通時，第二開關(guān)單元斷開，則第一開關(guān)單元產(chǎn)生高電平信號，即產(chǎn)生與直流電壓源的電壓值相等的電壓信號，第二開關(guān)單元為低電平信號；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元斷開時，第二開關(guān)單元連通，此時，第一開關(guān)單元由高電平信號變?yōu)榈碗娖叫盘?，第二開關(guān)單元由低電平信號變?yōu)楦唠娖叫盘?，即產(chǎn)生與直流電壓源的電壓值相等的電壓信號，從而第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元都可以在一定的時間內(nèi)產(chǎn)生電壓值為直流電壓源的電壓值的高電平信號，電壓值為零的低電平信號的方波波形電壓。
[0083]需要說明的是，在實(shí)際電路中，為了實(shí)現(xiàn)直流-直流電路工作于軟開關(guān)狀態(tài)，在第一開關(guān)單元斷開時，第二開關(guān)單元需要經(jīng)過一個死區(qū)時間才會連通，在第二個開關(guān)單元斷開時，第一個開關(guān)單元需要經(jīng)過一個死區(qū)時間才會連通，從而導(dǎo)致第一開關(guān)單元產(chǎn)生的電壓的方波波形，與第二開關(guān)單元產(chǎn)生的電壓的方波波形存在時延，如圖12所示。
[0084]需要說明的是，在第一開關(guān)單元斷開時，第二開關(guān)單元經(jīng)過一個死區(qū)時間連通，在第二個開關(guān)單元斷開時，第一個開關(guān)單元經(jīng)過一個死區(qū)時間連通，還可以避免第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元同時連通而造成的輸入直流電壓源短路。
[0085]1102、所述LLC諧振電路接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓。
[0086]具體的，由于LLC諧振電路耦接與方波產(chǎn)生電路，則當(dāng)方波產(chǎn)生電路輸出方波波形電壓時，LLC諧振電路接收方波產(chǎn)生電路輸出的方波波形電壓。
[0087]1103、所述LLC諧振電路在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓。
[0088]具體的，LLC諧振電路包括第一諧振電感、諧振電容以及第二諧振電感。由于LLC諧振電路具有濾波作用，則方波波形電壓應(yīng)用于LLC諧振電路時，只有正弦電流可以流經(jīng)LLC諧振電路，進(jìn)而在第二諧振電感的兩端會產(chǎn)生交流諧振電壓。
[0089]示例性的，開關(guān)器件為MOSFETJgS f為方波產(chǎn)生電路的開關(guān)頻率，fs為串聯(lián)的第一諧振電感與諧振電容產(chǎn)生的諧振頻率，fp為第一諧振電感、諧振電容以及第二諧振電感產(chǎn)生的諧振頻率，則當(dāng)fp〈f〈fs時，在正常負(fù)載情況下，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)單元工作于零電壓導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)載越大，開關(guān)單元越容易工作于零電流導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)載越小，則開關(guān)單元越不容易工作于零電流導(dǎo)通狀態(tài)當(dāng)負(fù)載，當(dāng)f>fs時，也可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)單元工作于零電壓導(dǎo)通狀態(tài)。
[0090]當(dāng)開關(guān)單元工作于零電壓導(dǎo)通狀態(tài)時，根據(jù)方波產(chǎn)生電路的開關(guān)頻率f與串聯(lián)諧振頻率fs的關(guān)系，可以使得第二諧振電感兩端產(chǎn)生的電壓高于直流電壓源或者低于直流電壓源提供的電壓，從而可以實(shí)現(xiàn)直流-直流變換電路的降壓和升壓。
[0091]若方波產(chǎn)生電路的開關(guān)頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs，則直流-直流變換電路處于升壓模式。若方波產(chǎn)生電路的開關(guān)頻率高于串聯(lián)諧振頻率fs，則直流-直流變換電路處于降壓模式。若方波產(chǎn)生電路的開關(guān)頻率等于串聯(lián)諧振頻率fs，在忽略電路中元器件壓降的情況下，則直流-直流變換電路的輸入電壓與輸出電壓相等。
[0092]1104、所述整流電路通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓。
[0093]具體的，由于第二諧振電感輸出的是交流諧振電壓，當(dāng)交流諧振電壓為負(fù)時，第四二極管導(dǎo)通，第三二極管截止，電流經(jīng)過第四二極管對第一電容進(jìn)行充電。當(dāng)交流諧振電壓為正時，第三二極管導(dǎo)通，第四二極管截止，此時，第一電容上的電壓與交流諧振電壓串聯(lián)相加對第二電容進(jìn)行充電，如此反復(fù)進(jìn)行充電，根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，從而將第二諧振電感輸出的交流諧振電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓，即得到整流電壓。
[0094]1105、所述整流電路將所述整流電壓進(jìn)行輸出。
[0095]具體的，整流電路將整流之后得到的直流電壓輸出至與整流電路連接的負(fù)載，為負(fù)載提供電壓。
[0096]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路的方法，利用方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生方波波形的電壓，并將產(chǎn)生的方波波形電壓輸出至包括串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感的LLC諧振電路，進(jìn)一步利用LLC諧振電路的濾波作用，在LLC諧振電路的第二諧振電感兩端輸出交流諧振電壓，并將產(chǎn)生的交流諧振電壓通過整流電路進(jìn)行整流，進(jìn)而得到整流電壓，并將整流電壓輸出至負(fù)載，而無需在直流-直流變換電路上添加變壓器器件，從而在實(shí)現(xiàn)直流-直流變換時，降低了直流-直流變換電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低了電路的成本。
[0097]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子裝置，如圖13所示，包括:直流-直流變換電路1301，供電電源1302及負(fù)載1303。其中，
[0098]所述直流-直流變換電路1301為上述實(shí)施例所述的直流-直流變換電路。
[0099]所述供電電源1302用于給所述直流-直流變換電路1301供電。
[0100]所述直流-直流變換電路1301用于給所述負(fù)載1303供電。
[0101]可選的，所述電子裝置，如圖14所示，還可以包括濾波電容1304，此濾波電容1304的一端連接供電電源1302，此濾波電容1304的另一端連接直流-直流變換電路1301，用于對供電電源1302輸出的電壓進(jìn)行濾波。
[0102]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子裝置，包括直流-直流變換電路，供電電源及負(fù)載，該直流-直流變換電路包括方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路以及整流電路。其中，LLC諧振電路包括串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感，即將現(xiàn)有技術(shù)中LLC諧振電路中的變壓器替換為第二諧振電感，這樣，在耦接于方波產(chǎn)生電路的LLC諧振電路接收到方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓時，可以在第二諧振電感上輸出交流諧振電壓；并將交流諧振電壓通過整流電路進(jìn)行整流，進(jìn)而得到整流電壓，并將整流電壓輸出至負(fù)載，而無需在直流-直流變換電路上添加變壓器器件，從而在實(shí)現(xiàn)直流-直流變換時，降低了直流-直流變換電路的體積，使得電路能夠簡單實(shí)現(xiàn)，并且降低了電路的成本。
[0103]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種直流-直流變換電路，其特征在于，包括: 方波產(chǎn)生電路，用于輸出方波波形的電壓； LLC諧振電路，包括:串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感； 所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，用于接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓，以及在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓； 整流電路，耦接于所述第二諧振電感，用于通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓，以及將所述整流電壓進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述方波產(chǎn)生電路包括直流電壓源和橋式電路，其中，所述橋式電路耦接于所述直流電壓源，所述橋式電路包括串聯(lián)的第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元，通過所述第一開關(guān)單元及所述第二開關(guān)單元進(jìn)行交替的連通和斷開分別在所述第一開關(guān)單元及所述第二開關(guān)單元的兩端產(chǎn)生所述方波波形電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元包括并聯(lián)的第一二極管和第一開關(guān)器件；所述第二開關(guān)單元包括并聯(lián)的第二二極管和第二開關(guān)器件； 所述橋式電路耦接于所述直流電壓源包括: 所述第一二極管的負(fù)極與所述直流電壓源的正極連接； 所述第一二極管的正極與所述第二二極管的負(fù)極連接； 所述第二二極管的正極與所述直流電壓源的負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述第一開關(guān)器件包括金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管；和/或所述第二開關(guān)器件包括金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三二極管和第四二極管， 其中，所述第三二極管的正極與所述第四二極管的負(fù)極相連接，所述第三二級管的負(fù)極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的正極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的負(fù)極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第四二級管的正極連接所述第二諧振電感的另一端，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三二極管和第四二極管， 其中，所述第三二極管的負(fù)極與所述第四二極管的正極相連接，所述第三二級管的正極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的負(fù)極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的正極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第四二級管的負(fù)極連接所述第二諧振電感的另一端，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述整流電路包括第一電容、第二電容、第三電容、第三二極管和第四二極管， 其中，所述第三二極管的正極與所述第四二極管的負(fù)極相連接，所述第三二級管的負(fù)極與所述第二電容的一端相連接，所述第四二極管的正極與所述第二電容的另一端相連接，所述第一電容的一端與所述第四二極管的負(fù)極連接，所述第一電容的另一端連接所述第二諧振電感的一端，所述第三電容的一端連接所述第二諧振電感的另一端，所述第三電容的另一端連接所述第四二極管的正極，所述第二電容兩端輸出所述整流電壓。
8.—種電路的工作方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于包括方波產(chǎn)生電路、LLC諧振電路和整流電路的直流-直流變換電路，其中，所述LLC諧振電路耦接于所述方波產(chǎn)生電路，并且包括:串聯(lián)的諧振電容、第一諧振電感和第二諧振電感；所述整流電路耦接于所述第二諧振電感，所述方法包括: 所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓； 所述LLC諧振電路接收所述方波產(chǎn)生電路輸出方波波形的電壓； 所述LLC諧振電路在所述第二諧振電感上輸出交流諧振電壓； 所述整流電路通過將所述第二諧振電感輸出的交流諧振電壓進(jìn)行整流得到整流電壓； 所述整流電路將所述整流電壓進(jìn)行輸出。
9.一種電子裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的直流-直流變換電路，供電電源及負(fù)載； 所述供電電源用于給所述直流-直流變換電路供電；所述直流-直流變換電路用于給所述負(fù)載供電。`
【文檔編號】H02M3/24GK103683940SQ201310686958
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】朱品華, 王再興 申請人:華為技術(shù)有限公司