本發(fā)明涉及一種使用隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器實施的電壓轉(zhuǎn)換方法以及一種被配置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

隔離直流/直流(directcurrent/directcurrent，簡稱：dc/dc)轉(zhuǎn)換器可具有零電壓開關(guān)(zerovoltageswitching，簡稱：zvs)或零電流開關(guān)(zerocurrentswitching，簡稱：zcs)，此使得可在電壓轉(zhuǎn)換期間減少開關(guān)損耗。因此，這些轉(zhuǎn)換器在其中能量資源受到限制的汽車應(yīng)用中特別有利。在交通工具中，可使用電壓轉(zhuǎn)換器在交通工具的若干電氣網(wǎng)絡(luò)之間改變電壓電平或者在能量來源與交通工具所搭載的耗電項目之間進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器從美國專利us5754413得知，且在圖1中進(jìn)行說明。所述轉(zhuǎn)換器包括兩個開關(guān)q1、q2，這兩個開關(guān)q1、q2在其中點處連接至包括串聯(lián)的兩個變壓器t、t′的分支(branch)。所述轉(zhuǎn)換器被配置成半橋(halfbridge)形式。開關(guān)q1、q2對去往變壓器t、t′的能量傳輸進(jìn)行控制，以使得將轉(zhuǎn)換器的輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓。連接至變壓器的二次的二極管d1、d2使得可對輸出信號進(jìn)行整流。通過對開關(guān)的占空因數(shù)(dutyfactor)進(jìn)行控制來獲得輸出電壓。在周期的第一部分中，第一開關(guān)q1閉合而第二開關(guān)q2斷開。在所述周期的第二部分中，第一開關(guān)q1斷開而第二開關(guān)q2閉合。增益對應(yīng)于隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入電壓之間的比率。

為了實現(xiàn)目標(biāo)輸出電壓值，已知對隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的負(fù)載比(dutyratio)進(jìn)行修改以調(diào)整轉(zhuǎn)換器的增益。具體來說，當(dāng)隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入電壓變化時，已知改變隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的占空比以調(diào)節(jié)其輸出電壓，即，使其輸出電壓保持為期望值。然而，整流二極管的電壓應(yīng)力(voltagestress)相依于轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的占空因數(shù)。此應(yīng)力在占空因數(shù)接近于0％或100％時可能變得顯著。此外，當(dāng)占空因數(shù)不同于50％時，一次處的電流的極值在第一部分與第二部分上是不同的。因此，對于一個部分，電流所達(dá)到的電平無法足以確保在下一開關(guān)操作期間進(jìn)行軟開關(guān)(softswitching)。這些缺點限制了隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器在機動車中的使用。

因此尋求一種改善隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的性能以使隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器能夠用于機動車中的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決這個問題，本發(fā)明涉及一種使用隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的方法，所述轉(zhuǎn)換器包括：

-磁性組件，具有被電絕緣隔板分隔開的一次電路與二次電路；

-開關(guān)，被稱為一次側(cè)開關(guān)，連接至所述磁性組件的所述一次電路；

-整流電路，包括開關(guān)，所述開關(guān)被稱為二次側(cè)開關(guān)，其中第一二次側(cè)開關(guān)連接至所述二次電路的第一端子且第二二次側(cè)開關(guān)連接至所述二次電路的第二端子，所述兩個開關(guān)共享端子；

所述方法包括以下步驟：

-在某一時間周期中以占空因數(shù)來開關(guān)所述一次側(cè)開關(guān)，以通過所述磁性組件將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓；

-使用所述整流電路對由所述二次電路遞送的電流進(jìn)行整流，所述二次側(cè)開關(guān)中的每一個是與相應(yīng)的所述一次側(cè)開關(guān)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行開關(guān)，且所述二次側(cè)開關(guān)中的一個相對于其對應(yīng)的所述一次側(cè)開關(guān)以相位超前(phaselead)閉合，使得所述二次側(cè)開關(guān)在某一持續(xù)時間內(nèi)同時閉合。

在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換方法中，相對于現(xiàn)有技術(shù)，連接至二次電路的二極管被替換為開關(guān)，例如(舉例來說)金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor，簡稱：mosfet)開關(guān)。因此，會避免因整流二極管的電壓應(yīng)力而引起損耗。此外，通過在持續(xù)時間期間同時地閉合二次側(cè)開關(guān)，會使二次電路短路。因此，磁性組件的端子兩端的電壓為零。磁性組件的漏電感(leakageinductance)僅被從一次電路的其余部分接收到的電壓極化。此種漏電感具有低的值且使得可獲得一次電路中的電流的更大變化。因此，電流可達(dá)到更高的絕對值，從而使得可存儲足夠的能量以在下一開關(guān)操作期間對開關(guān)進(jìn)行軟開關(guān)。

根據(jù)一個實施例，以相位超前閉合的所述二次側(cè)開關(guān)是所對于一次側(cè)開關(guān)的閉合持續(xù)時間小于所述時間周期的一半。因此，選擇與所存儲能量最有可能不足以進(jìn)行軟開關(guān)的部分對應(yīng)的開關(guān)。

根據(jù)一個實施例，所述相位超前在所述占空因數(shù)小于50％時形成于所述第一二次側(cè)開關(guān)上，且所述相位超前在所述占空因數(shù)大于50％時形成于所述第二二次側(cè)開關(guān)上。

根據(jù)一個實施例，所述方法包括提供其中所述第一一次側(cè)開關(guān)連接至所述輸入電壓的高電位且所述第二一次側(cè)開關(guān)連接至所述輸入電壓的低電位的所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)一個實施例，所述相位超前隨著所述占空因數(shù)偏離50％而增大。因此，所述時間周期的所述部分之間的持續(xù)時間之差越大，相位超前越顯著，從而使得越多能量能夠存儲在漏電感中且因此能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)。

根據(jù)一個實施例，所述相位超前是在所述占空因數(shù)異于50％時實施。在為50％時，在所述時間周期的各所述部分中存儲的能量可為相等的，因此在一個部分中造成軟開關(guān)劣化的不平衡風(fēng)險會降低。所述相位超前可被取消。

根據(jù)一個實施例，所述方法包括使所述磁性組件從所述一次電路朝所述二次電路作為變壓器運行且在所述一次電路處作為存儲能量的阻抗運行以將所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓轉(zhuǎn)換成所述輸出電壓。

根據(jù)一個實施例，所述方法使得：

-在所述時間周期的第一部分中，所述一次電路的第一部分將能量傳遞至所述二次電路的第一部分且所述一次電路的第二部分形成存儲能量的電感；

-在所述時間周期的第二部分中，所述一次電路的所述第二部分將能量傳遞至所述二次電路的第二部分，且所述一次電路的所述第一部分形成存儲能量的電感。

具體來說，所述一次側(cè)開關(guān)是利用脈沖寬度調(diào)制(pulse-widthmodulation)進(jìn)行控制；所述操作周期的第一部分對應(yīng)于調(diào)制周期的第一部分，且所述操作周期的第二部分對應(yīng)于調(diào)制周期的第二部分。這些第一部分及第二部分具體來說取決于一次側(cè)開關(guān)的占空因數(shù)。

具體來說，所述電壓轉(zhuǎn)換方法是在所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的運行范圍內(nèi)實施。舉例來說，所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的最小值與最大值之差包含在150v與500v之間；舉例來說，輸入電壓的最小值包含在150v與200v之間；且輸入電壓的最大值包含在400v與500v之間，或甚至包含在400v與650v之間。

本發(fā)明還涉及一種隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器，所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器包括：

-磁性組件，具有被電絕緣隔板分隔開的一次電路與二次電路；

-開關(guān)，被稱為一次側(cè)開關(guān)，連接至所述磁性組件的所述一次電路，從而所述一次側(cè)開關(guān)以占空因數(shù)進(jìn)行的開關(guān)操作使得可通過所述磁性組件將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓；

-整流電路，包括開關(guān)，所述開關(guān)被稱為二次側(cè)開關(guān)，其中第一二次側(cè)開關(guān)連接至所述二次電路的第一端子且第二二次側(cè)開關(guān)連接至所述二次電路的第二端子，所述兩個開關(guān)共享端子；

所述轉(zhuǎn)換器被配置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一種方法。

根據(jù)本發(fā)明的所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器可包括前面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的所述電壓轉(zhuǎn)換方法所述的特征中的一個。

附圖說明

參考附圖將更佳地理解本發(fā)明，在附圖中：

-圖1說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器。

-圖2說明根據(jù)本發(fā)明的示例性隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器。

-圖3說明一種圖2中所說明的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的示例性控制方法。

-圖4示出在圖2所示隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的磁性組件的一次電路中循環(huán)的電流。

-圖5說明一種圖2中所說明的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的示例性控制方法。

-圖6示出圖2所示隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的等效圖。

-圖7示出在圖2所示一次電路中循環(huán)的電流、一次側(cè)開關(guān)的端子兩端的電壓、以及隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電流。

-圖8說明圖2所示隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的磁性組件的替代組件。

-圖9a至圖9e說明在圖8中所說明的磁性組件的示例性實施例。

具體實施方式

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1包括第一串聯(lián)開關(guān)臂a。臂a包括開關(guān)ma1、ma2，開關(guān)ma1、ma2的一系列斷開及閉合使得可對隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的輸出電壓進(jìn)行控制。第一開關(guān)ma1連接至電壓源的上部端子。第二開關(guān)ma2連接至電壓源的下部端子。此下部端子具體來說對應(yīng)于隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的第一接地端gnd1。

這些開關(guān)ma1、ma2可為晶體管，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管、絕緣柵極雙極晶體管(insulatedgatebipolartransistor，簡稱：igbt)或其他晶體管。隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的一部分(具體來說第一臂a的開關(guān))或整個隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1可由半導(dǎo)體材料制成，例如由硅(si)、氮化鎵(gan)、碳化硅(sic)或任何其他半導(dǎo)體材料等制成。每一開關(guān)ma1、ma2可包括與續(xù)流二極管(free-wheelingdiode)和/或電容ca1、ca2并聯(lián)的晶體管。這些電容ca1、ca2用于在開關(guān)ma1、ma2斷開期間提供零電壓開關(guān)(zvs)。在開關(guān)ma1、ma2斷開期間，使用電感(具體來說磁性組件t1、t2的漏電感)來對所述開關(guān)的端子兩端的電容ca1、ca2進(jìn)行放電。一旦電壓接近于0v，則對所述開關(guān)發(fā)出命令，且因此一個開關(guān)進(jìn)行零電壓開關(guān)，此會極大地減少開關(guān)損耗。這些電容ca1、ca2可作為雜散元件而固有地存在于構(gòu)成開關(guān)ma1、ma2的半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)中。因此開關(guān)ma1、ma2的雜散電容可足以在不添加另外的電容的條件下進(jìn)行零電壓開關(guān)。電容ca1、ca2可被替換為使得可對開關(guān)ma1、ma2的端子兩端的電壓進(jìn)行控制以實現(xiàn)軟開關(guān)的任何其他構(gòu)件。

第一臂a的所述兩個開關(guān)ma1、ma2之間的中點連接至包括磁性組件的第二臂b，所述磁性組件包括串聯(lián)的兩個隔離變壓器t1、t2。每一變壓器t1、t2包括一次l11、l21以及二次l12、l22。一次l11、l21與二次l12、l22分別串聯(lián)。一次l11、l21形成磁性組件的一次電路，且二次l12、l22形成磁性組件的二次電路。開關(guān)ma1、ma2連接至磁性組件的一次電路l11、l21，且被稱為一次側(cè)開關(guān)。變壓器t1、t2具有相同的變壓比(transformationratio)。然而，變壓器t1、t2可具有不同的變壓比。電容c33與變壓器t1、t2串聯(lián)。然而，隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1也可不具有此電容c33。電容c33使得可消除由變壓器t1、t2傳送的信號的直流分量(directcomponent)，尤其是在半橋結(jié)構(gòu)的情形中。電容c33可在全橋結(jié)構(gòu)中被消除。二次l12、l22串聯(lián)，其中二次l12、l22的中點連接至隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的輸出uout，且二次l12、l22的其他端子連接至隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的第二接地端gnd2。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器包括整流電路c，整流電路c包括開關(guān)sr1、sr2。開關(guān)sr1、sr2例如為晶體管(例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管、絕緣柵極雙極晶體管或其他晶體管)，以在變壓器t1、t2的輸出處實現(xiàn)同步整流。開關(guān)sr1、sr2連接至二次l12、l22以對來自變壓器t1、t2的信號進(jìn)行整流。開關(guān)ma1、ma2被稱為二次側(cè)開關(guān)。上部輸出是在二次l12、l22的中點處得到。因此，二次l12、l22的中點不連接至第二接地端gnd2。由所述兩個開關(guān)sr1、sr2共享的端子連接至第二接地端gnd2。在一種替代方式中，二次l12、l22的中點連接至第二接地端gnd2。隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的輸出是在開關(guān)sr1、sr2的不連接至二次l12、l22且由所述兩個開關(guān)sr1、sr2共享的端子與第二接地端gnd2之間得到。因此，上部出口是在開關(guān)sr1、sr2所共享的端子處得到。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1可包括電容(圖中未示出)以對輸出信號進(jìn)行過濾。

參考圖3將更好地理解由圖2所示隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器執(zhí)行的電壓轉(zhuǎn)換方法。第一臂a的開關(guān)ma1、ma2在周期t中具有占空因數(shù)α，以通過變壓器t1、t2來傳遞能量。開關(guān)ma1、ma2在調(diào)制周期t中是通過脈沖寬度調(diào)制來支配。第一操作部分及第二操作部分的持續(xù)時間是由開關(guān)ma1、ma2的占空因數(shù)α來界定。在圖3中，占空因數(shù)α等于50％。

在現(xiàn)有技術(shù)中，二極管連接至二次以用于對來自變壓器的二次的信號進(jìn)行整流。在隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1中，二極管被替換為二次側(cè)開關(guān)sr1、sr2以避免因這些二極管而引起損耗。為了保持整流功能，開關(guān)sr1、sr2維持與二極管的操作相似的操作。換句話說，二次側(cè)開關(guān)sr1、sr2在其中二極管將分別具有斷開狀態(tài)、閉合狀態(tài)的時刻中分別斷開、閉合。為此，在示例性方法中，第一二次側(cè)開關(guān)sr1與第一一次側(cè)開關(guān)ma1呈現(xiàn)相同的狀態(tài)，即閉合或者斷開，且第二二次側(cè)開關(guān)sr2與第二一次側(cè)開關(guān)ma2呈現(xiàn)相同的狀態(tài)，即閉合或者斷開。

在具有持續(xù)時間αt的第一操作部分110中，即在調(diào)制周期t的第一部分110中，第一一次側(cè)開關(guān)ma1閉合而將第二一次側(cè)開關(guān)ma2斷開。在所述操作周期的第一部分110中，連接至第一變壓器t1的二次l12的二次側(cè)開關(guān)sr2斷開，而連接至第二變壓器t2的二次l22的二次側(cè)開關(guān)sr1閉合。因此僅第二變壓器t2可將能量傳遞至二次電路。因此，第一變壓器t1的一次l11形成存儲能量的電感，且第二變壓器t2的一次l21將能量傳遞至第二變壓器t2的二次l22。第一變壓器t1的一次l11具體來說由于連接至第一變壓器t1的一次l11的磁化電感而像電感一樣起作用，且對輸出電流iout的減少進(jìn)行控制。為了確保第一二次側(cè)開關(guān)sr1相對于對應(yīng)的第一一次側(cè)開關(guān)ma1不會過早地導(dǎo)通或?qū)〞r間過長，提供階段110′、110″，在階段110′、110″期間二次側(cè)開關(guān)sr1以相位滯后(phaselag)或相位超前呈現(xiàn)其對應(yīng)的一次側(cè)開關(guān)ma1、ma2的狀態(tài)。在階段110′中，在第一一次側(cè)開關(guān)ma1閉合期間，以相位滯后來閉合第一二次側(cè)開關(guān)sr1。在階段110″中，在持續(xù)時間αt結(jié)束時將第一開關(guān)ma1斷開，且以相位超前來閉合第一二次側(cè)開關(guān)sr1。在此相位滯后或相位超前期間，二次側(cè)開關(guān)sr1的續(xù)流二極管導(dǎo)通，由此確保從第一部分110逐漸過渡到第二部分112，或反之亦然。此相位超前可為約100納秒。

在具有持續(xù)時間(1-α)t的第二操作部分112中，即在調(diào)制周期t的第二部分112中，第一一次側(cè)開關(guān)ma1斷開而第二一次側(cè)開關(guān)ma2閉合。在第二操作部分112中，連接至第一變壓器t1的二次l12的二次側(cè)開關(guān)sr2閉合而連接至第二變壓器t2的二次l22的二次側(cè)開關(guān)sr1斷開。因此，僅第一變壓器t1可向二次電路傳遞能量。因此，第二變壓器t2的一次l21產(chǎn)生存儲能量的電感，且第一變壓器t1的一次l11向第一變壓器t1的二次l12傳遞能量。第二變壓器t2的一次l21具體而言由于連接至第二變壓器t2的一次l21的磁化電感而像電感一樣起作用，且對輸出電流iout的增加進(jìn)行控制。正如在第一部分110中一樣，為了確保第二二次側(cè)開關(guān)sr2相對于對應(yīng)的第二一次側(cè)開關(guān)ma2不會過早地導(dǎo)通或?qū)〞r間過長，提供階段112′、112″，在階段112′、112″期間第二二次側(cè)開關(guān)sr2以相位滯后或相位超前呈現(xiàn)其對應(yīng)的一次側(cè)開關(guān)ma2的狀態(tài)。在第一相位滯后階段112′中，在第二開關(guān)ma2閉合期間，以相位滯后來閉合二次側(cè)開關(guān)sr2。在第二相位超前階段112″中，在持續(xù)時間(1-α)t結(jié)束時將第二開關(guān)ma2斷開，且以相位超前來閉合二次側(cè)開關(guān)sr2。在此相位滯后或相位超前期間，二次側(cè)開關(guān)sr2的續(xù)流二極管導(dǎo)通，由此確保從第一部分110逐漸過渡到第二部分112或反之亦然。

第一部分110與第二部分112被具有其中開關(guān)ma1、ma2斷開的持續(xù)時間dt的中間階段111分隔開。此階段111使得從第一操作部分110過渡到第二操作部分112或反之亦然。中間階段111使得可確保隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的狀態(tài)不會重疊。隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的狀態(tài)對應(yīng)于隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的開關(guān)的特定形態(tài)，即斷開或者閉合。

圖3說明其中占空因數(shù)等于50％的實例。然而，前面所述的操作在占空因數(shù)異于50％時適用于下文將闡述的階段113。在隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1中，在第一操作部分110與第二操作部分112期間，可存在可供用于進(jìn)行軟開關(guān)的能量的不平衡。此具體來說是當(dāng)占空因數(shù)α異于50％時的情形。第一一次側(cè)開關(guān)ma1在比時間周期t的一半小的持續(xù)時間αt期間閉合。圖4示出當(dāng)占空因數(shù)α小于50％時在磁性組件的一次電路中循環(huán)的電流ip的表觀。在第一部分110中電流的極值ip+的絕對值大于在第二部分112中的極值ip-。這意味著在第二部分112中由磁性組件的漏電感存儲的能量可能不足以在第二一次側(cè)開關(guān)ma2斷開時進(jìn)行軟開關(guān)。換句話說，在第一部分112中，電流ip的絕對值沒有大到足以對與第二一次側(cè)開關(guān)ma2并聯(lián)的電容ca2進(jìn)行放電。

為了彌補此缺陷，第一操作部分110的第一相位滯后階段110′被替換為階段113，在階段113中相對于第一一次側(cè)開關(guān)ma1以相位超前來閉合第一二次側(cè)開關(guān)sr1，如在圖5中所說明。如前面在相位超前階段112″中所述對另一二次側(cè)開關(guān)sr2進(jìn)行開關(guān)。二次側(cè)開關(guān)sr1的此相位超前φ允許具有以下持續(xù)時間在所述持續(xù)時間期間，二次側(cè)開關(guān)sr1、sr2兩個均閉合，從而使磁性組件的二次電路短路。圖6是當(dāng)隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1處于相位超前φ階段113中時隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的等效圖。二次側(cè)開關(guān)sr1、sr2兩個均閉合，從而使磁性組件的二次電路短路。第一變壓器t1的二次l12的端子兩端的電壓ul12等于第二變壓器t2的二次l22的電壓ul22的相反值。二次電路的端子兩端的電壓因此為零。這意味著一次電路的端子兩端的電壓為零。第一變壓器t1的一次l11的端子兩端的電壓ul11等于第二變壓器t2的一次l21的電壓ul21的相反值。僅磁性組件的漏電感l(wèi)s被第二臂b的電容c33極化。此意味著一次處的電流ip變化較大。圖7示出在一次電路中循環(huán)的電流ip、第二一次側(cè)開關(guān)ma2的端子兩端的電壓uma2以及隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的輸出處遞送的電流iout。顯而易見，在一次電路中循環(huán)的電流ip在相位超前φ階段113中變化極大。因此，可存儲更多的能量以在下一操作中進(jìn)行軟開關(guān)，即斷開第二一次側(cè)開關(guān)ma2。

因此，為了抵消所述不平衡，在相位超前φ階段113期間，將與第一一次側(cè)開關(guān)ma1對應(yīng)的二次側(cè)開關(guān)sr1閉合。

作為另外一種選擇，當(dāng)占空因數(shù)α大于50％時，將第二一次側(cè)開關(guān)ma2閉合比時間周期t的一半小的持續(xù)時間(1-α)t。在第一部分110中電流的極值ip+的絕對值小于在第二部分112中的極值ip-。這意味著在第一部分110中由磁性組件的漏電感存儲的能量可能不足以在進(jìn)行下一開關(guān)操作時進(jìn)行軟開關(guān)，即斷開第一一次側(cè)開關(guān)ma1。第二操作部分112的第一相位滯后階段112′接著被替換為階段113，在階段113中與關(guān)于圖5所述對稱地，相對于第二一次側(cè)開關(guān)ma2以相位超前來閉合第二二次側(cè)開關(guān)sr2。

因此，為了抵消所述不平衡，在相位超前φ階段113期間，將與第二一次側(cè)開關(guān)ma2對應(yīng)的二次側(cè)開關(guān)sr2閉合。

占空因數(shù)α距50％越遠(yuǎn)，則第一部分110與第二部分112之間的不平衡可能越顯著。因而可有利地成比例地增加階段113的相位超前φ。因此確保極值ip+、ip-增大至足以允許進(jìn)行軟開關(guān)。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在時間周期t的不平衡部分中在一次電路中循環(huán)的電流的極值ip+、ip-大于其中未實施階段113的相位超前φ的情形。階段113的相位超前φ的值可相依于如前所述的占空因數(shù)，或者可相依于當(dāng)未實施階段113的相位超前φ時在時間周期t的不平衡部分中在一次電路中循環(huán)的電流的極值ip+、ip-。更具體來說，當(dāng)未實施階段113的相位超前φ時在時間周期t的不平衡部分中在一次電路中循環(huán)的電流的極值ip+、ip-越小，則階段113的相位超前φ的值越大。

在示例性方法中，當(dāng)占空因數(shù)α異于50％時，實施階段113的相位超前φ。然而，可在以占空因數(shù)50％工作的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器中實施階段113的此種相位超前φ。此是與圖1所示情形相似的一個示例性隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器的情形，但不同之處在于第一變壓器t1的磁化電感與第二變壓器t2的磁化電感是不同的，例如這是由于變壓器t1、t2的變壓比是不同的。在此實例中，在50％的占空因數(shù)處表現(xiàn)出第一部分110與第二部分112之間的不平衡。因而有利的是實施階段113的相位超前φ以使得每當(dāng)一次側(cè)開關(guān)ma1、ma2斷開時均能夠進(jìn)行軟開關(guān)。

舉例來說，階段113的相位超前φ包含在0μs與1μs之間，或甚至包含在0ns與100ns之間。磁性組件的磁化電感例如等于5μh。漏電感l(wèi)s例如等于100nh。

在圖2中所說明的實例中，隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的磁性組件包括串聯(lián)的第一變壓器t1及第二變壓器t2。磁性組件可被替換為在圖8中所說明的磁性組件。磁性組件31包括一次電路及二次電路，所述一次電路具有連接至電容c33的單個一次繞組33，所述二次電路具有兩個二次繞組35a、35b。所述兩個二次繞組35a、35b磁性耦合至一次繞組33，但不磁性耦合至彼此。此種磁性組件31使得不僅可通過減少包含鐵氧體的組件的數(shù)目來降低轉(zhuǎn)換器的成本、而且也可通過使得可獲得更緊湊的轉(zhuǎn)換器而減小轉(zhuǎn)換器的體積。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1的操作保持相同。磁性組件31以與兩個串聯(lián)的理想變壓器相似的方式工作。在調(diào)制周期的第一部分中，一次繞組33的第一部分將能量傳遞至第一二次繞組35a，且一次繞組33的第二部分產(chǎn)生電感。在調(diào)制周期的第二部分中，一次繞組33的第一部分產(chǎn)生電感且一次繞組33的第二部分向第二二次繞組35b傳遞能量。

圖9a至圖9c示出使得可獲得磁性組件31以便能夠在一次繞組33與二次繞組35a、35b之間進(jìn)行磁性耦合、但在二次繞組35a、35b之間不存在磁性耦合的不同構(gòu)型。

圖9d及圖9e說明包括并聯(lián)的至少兩個第一二次繞組35a以及并聯(lián)的至少兩個第二二次繞組35b的磁性組件31的實例。這些構(gòu)型在其中在隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1中循環(huán)的電流為高(例如大于100a或甚至大于200a)的情況下是有利的應(yīng)用。因而隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器1包括若干二次側(cè)開關(guān)sr1及若干二次側(cè)開關(guān)sr2，二次側(cè)開關(guān)sr1分別連接至相應(yīng)的第一二次繞組35a，二次側(cè)開關(guān)sr2分別連接至相應(yīng)的第二二次繞組35b。

在法國專利申請1458573中更詳細(xì)地闡述了在圖9a至圖9e中所說明的組件31，所述法國專利申請的內(nèi)容并入本申請中。

本發(fā)明并非僅限于所述實例。具體來說，在圖2所說明的實例中，第一臂a與變壓器t1、t2的一次形成半橋結(jié)構(gòu)。然而，第一臂a與變壓器t1、t2的一次可形成具有四個串聯(lián)開關(guān)臂的全橋結(jié)構(gòu)。所述四個臂的開關(guān)優(yōu)選地相同于第一臂a的開關(guān)。

隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器也可用于被配置成將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓或反之的交流-直流轉(zhuǎn)換器中或可用于交流-交流轉(zhuǎn)換器中。有利地，所述隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器因而由第一臂上游的交流-直流轉(zhuǎn)換器及/或隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器下游的直流-交流轉(zhuǎn)換器來完成。