并且之后可利用PWM諧振轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓Vo充電高壓電池300。此外，在低壓充電模式，第二開(kāi)關(guān)Ra可被關(guān)閉，并且之后第一開(kāi)關(guān)Ma和二極管Da可作為降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作，以將PWM諧振轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓或高壓電池的輸出電壓維持在固定電壓Vo處。由于降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作可由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，因此在下文中，省略其詳細(xì)描述。
[0050]同時(shí)，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，固定電壓發(fā)生器200可利用降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，但本發(fā)明不限于此，并且可使用除降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器之外的其他DC/DC轉(zhuǎn)換器。而且，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，可利用是繼電器開(kāi)關(guān)的第二開(kāi)關(guān)Ra選擇PWM諧振轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓是充電高壓電池300 (高壓充電模式)或充電低壓電池400 (低壓充電模式)，但充電模式可通過(guò)移除第二開(kāi)關(guān)并使用用作降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。換句話(huà)說(shuō)，在高壓電池充電模式下，第一開(kāi)關(guān)可維持在接通狀態(tài)，并且在低壓電池充電模式下，第一開(kāi)關(guān)可被切換到作為降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作。因此，當(dāng)通過(guò)移除第二開(kāi)關(guān)并整體使用是MOSFET的第一開(kāi)關(guān)選擇充電模式時(shí)，可減少組件的總體數(shù)量。
[0051 ] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，低壓DC/DC轉(zhuǎn)換器240可通過(guò)固定電壓發(fā)生器220更穩(wěn)定地接收電壓，而不管高壓電池的輸出電壓如何變化。在下文中，將參照?qǐng)D3A和3B至10描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的PWM諧振轉(zhuǎn)換器100的操作。
[0052]樽式1
[0053]如圖3A和3B及圖4所示，在模式1下，開(kāi)關(guān)Ml可從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M3可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)M2和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M3打開(kāi)時(shí)，變壓器的初級(jí)電流Ip可在其中充電AC/DC轉(zhuǎn)換器500的輸出電壓的電容器Clink、開(kāi)關(guān)M1、變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈Lm和開(kāi)關(guān)M2的路徑上流動(dòng)，以及變壓器的次級(jí)電流Is可在二極管D1、其中充電PWM諧振轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的電容器Co、二極管D3、諧振電容器Cr、諧振電感器Lr和變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈Lr的路徑上流動(dòng)。具體而言，由于諧振電感器Lr和諧振電容器Cr，在變壓器的次級(jí)側(cè)流動(dòng)的電流Is可以以諧振形式流動(dòng)。
[0054]在模式1下，電壓可能沒(méi)有充電開(kāi)關(guān)Ml的電容器Cl，并且在電容器Cl ink中充電的電壓Vlink可在開(kāi)關(guān)M2的電容器C2中充電。
[0055]樽式2
[0056]如圖3A和3B及圖4所示，在模式2下，開(kāi)關(guān)Ml可從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M3可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)M2和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。
[0057]當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，初級(jí)電流Ip可將開(kāi)關(guān)Ml的電容器C1充電達(dá)到電壓VI ink，并且開(kāi)關(guān)M2的電容器C2可被放電至大約0。在該狀態(tài)下，其后，當(dāng)開(kāi)關(guān)M2打開(kāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)M2的零電壓切換。如圖4所示，模式2的操作周期可維持比模式1的操作周期更少量的時(shí)間。
[0058]樽式3
[0059]如圖5A和5B及圖6所示，在模式3下，開(kāi)關(guān)M2可從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M3可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。在模式2下，由于開(kāi)關(guān)M2的電容器C2的兩端之間的電壓差可大約為0，因此當(dāng)開(kāi)關(guān)M2從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零電壓切換，從而最小化開(kāi)關(guān)損耗。
[0060]對(duì)于模式3周期，由于開(kāi)關(guān)M2和開(kāi)關(guān)M3可被打開(kāi)，因此變壓器的兩端的電壓可以大約為0，并且次級(jí)電流Is可在諧振電容器Cr、諧振電感器Lr、次級(jí)線(xiàn)圈、二極管D1和二極管D3的路徑上流動(dòng)，并且電流的幅度可逐漸減小。在該周期中，當(dāng)次級(jí)電流Is大約為0時(shí)，在變壓器的初級(jí)側(cè)可出現(xiàn)磁化電流lm。
[0061]樽式4
[0062]如圖5A和5B及圖6所示，在模式4下，開(kāi)關(guān)M3可從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M2可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。
[0063]當(dāng)開(kāi)關(guān)M3從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，在初級(jí)變壓器的電感器中流動(dòng)的磁化電流lm可將開(kāi)關(guān)M3的電容器C3充電達(dá)到VI ink，并且將開(kāi)關(guān)M4的電容器C4放電到大約0。在該狀態(tài)下，其后，當(dāng)開(kāi)關(guān)M4被打開(kāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)M4的零電壓切換。如圖6所示，模式4的操作周期可維持比模式3的操作周期更少量的時(shí)間。
[0064]樽式5
[0065]如圖7A和7B及圖8所示，在模式5下，開(kāi)關(guān)M4可從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M2可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。在模式4下，由于開(kāi)關(guān)M4的電容器C4的兩端之間的電壓差可大約為0，因此當(dāng)開(kāi)關(guān)M4從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零電壓切換，從而最小化開(kāi)關(guān)損耗。
[0066]對(duì)于模式5周期，由于開(kāi)關(guān)M2和開(kāi)關(guān)M4被打開(kāi)，因此初級(jí)電流Ip可在電容器Clink、開(kāi)關(guān)M4、變壓器的主線(xiàn)圈Lm和開(kāi)關(guān)M2的路徑上流動(dòng)，以及次級(jí)電流Is可在二極管D2、變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈、諧振電感器Lr、諧振電容器Cr、二極管D4和輸出電容Co的路徑上流動(dòng)。在這種情況下，在變壓器的次級(jí)側(cè)流動(dòng)的電流Is可通過(guò)諧振電感器Lr和諧振電容器Cr以諧振形式流動(dòng)。
[0067]樽式6
[0068]如圖7A和7B及圖8所示，在模式6下，開(kāi)關(guān)M4可從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M2可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M3可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。
[0069]當(dāng)開(kāi)關(guān)M4從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，在初級(jí)變壓器的電感器中流動(dòng)的磁化電流lm可將開(kāi)關(guān)M4的電容器C4充電達(dá)到VI ink，并且將開(kāi)關(guān)M3的電容器C3放電至大約0。在該狀態(tài)下，其后，當(dāng)開(kāi)關(guān)M3被打開(kāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)M3的零電壓切換。如圖8所示，模式6的操作周期可維持比模式5的操作周期更少量的時(shí)間。
[0070]樽式7
[0071]如圖9A和9B及圖10所示，在模式7下，開(kāi)關(guān)M3可從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M2可處于接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。在模式6下，由于開(kāi)關(guān)M3的電容器C3的兩端之間的電壓差可大約為0，因此當(dāng)開(kāi)關(guān)M3從斷開(kāi)狀態(tài)切換到接通狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零電壓切換，從而最小化開(kāi)關(guān)損耗。
[0072]對(duì)于模式7周期，由于開(kāi)關(guān)M2和開(kāi)關(guān)M3可被打開(kāi)，因此變壓器的兩端的電壓可以大約為0，并且次級(jí)電流lr可在諧振電感器Lr、諧振電容器Cr、二極管D4、二極管D2和變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈的路徑上流動(dòng)，并且電流的幅度可逐漸減小。在該周期中，當(dāng)次級(jí)電流Is大約為0，在變壓器的初級(jí)側(cè)可僅出現(xiàn)磁化電流lm。
[0073]樽式8
[0074]如圖9A和9B及圖10所示，在模式8下，開(kāi)關(guān)M2可從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)M3可維持在接通狀態(tài)，以及開(kāi)關(guān)Ml和開(kāi)關(guān)M4可維持在斷開(kāi)狀態(tài)下。
[0075]當(dāng)開(kāi)關(guān)M2從接通狀態(tài)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，在初級(jí)變壓器的電感器中流動(dòng)的磁化電流lm可將開(kāi)關(guān)M2的電容器C2充電達(dá)到VI ink，并且將開(kāi)關(guān)Ml的電容器Cl放電至大約0。在該狀態(tài)下，其后，當(dāng)開(kāi)關(guān)Ml被打開(kāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)Ml的零電壓切換。如圖10所示，模式8的操作周期可維持比模式7的操作周期更少量的時(shí)間。
[0076]因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的PWM諧振轉(zhuǎn)換器100的優(yōu)點(diǎn)在于，連接至變壓器的初級(jí)側(cè)的多個(gè)開(kāi)關(guān)Ml、M2、M3和M4可被配置成利用初級(jí)側(cè)的磁化電感執(zhí)行零電壓切換以最小化開(kāi)關(guān)損失，并且當(dāng)電流在次級(jí)側(cè)流動(dòng)時(shí)，諧振電流可通過(guò)諧振電感器和諧振電容器流動(dòng)以減小連接至次級(jí)側(cè)的二極管的內(nèi)部壓力。
[0077]具體而言，對(duì)于像現(xiàn)有的移相全橋(PSFB)電路的在輸出中具有電感器的電路，由于通過(guò)二極管的寄生電容的變壓器的泄漏和諧振，二極管的內(nèi)部電壓可能增加，但根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，由于可使用通過(guò)在次級(jí)側(cè)形成的諧振電感器和諧振電容器的諧振模式，在輸出中可能不需要電感器，并且因此，二極管的電壓可被鉗位為輸出電壓以維持比PSFB更低的內(nèi)部壓力。
[0078]此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，由于在初級(jí)側(cè)產(chǎn)生的磁化電流的路徑和通過(guò)在次級(jí)側(cè)形成的諧振電感器和諧振電容器的諧振電流的路徑可以是獨(dú)立的，因此在初級(jí)側(cè)的磁化電流可能不受次級(jí)側(cè)的諧振電容器電壓影響。
[0079]圖11和12為示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的模擬結(jié)果的示例圖。圖11和12所示的曲線(xiàn)圖表示當(dāng)設(shè)置在圖2所