[發(fā)明專利]并聯(lián)的功率變換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810086112.8
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101527501A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張強;朱春輝;柳樹渡;呂華軍;潘詩峰
• 申請（專利權(quán)）人: 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M5/06;H02M5/293
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 高占元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率變換裝置，更具體地說，涉及一種并聯(lián)的功率變換裝置。

背景技術(shù)

對于交錯并聯(lián)的功率變換電路來說，特別地對于通過諧振方案，來達到高 效率的功率變換的目的的情況時，如何保證各個支路的功率變換電路輸出電流 均衡，是一個很重要的問題。各個支路的電流不均衡，將造成支路電流應力不 一樣，電流大的一路發(fā)熱嚴重，可靠性降低，使用壽命減少。因此，保證各個 支路的功率變換電路的均流特性，是交錯并聯(lián)的功率變換電路的一個非常重要 的設(shè)計環(huán)節(jié)。

當功率變換電路采用諧振電路時，Vout＝F(fs，C₁，C₂...，L₁，L₂，...)，其中，Vout 是輸出電壓，fs是開關(guān)頻率，C1、C2…是參與諧振過程的電容，L1、L2…是 參與諧振過程的電感。這個關(guān)系式中默認的條件是，輸入電壓Vin保持不變。

因為諧振電路的輸入電流和輸出電流都是正弦波，因此輸入/輸出的紋波 電流比較大：交錯并聯(lián)的方案，可以是以上2路交錯，也可以是3路、4路甚 至更多路的交錯并聯(lián)，以進一步降低紋波電流。為方便起見，下面的論述都只 論述2路交錯并聯(lián)的情況，但是以下的結(jié)論同樣適用于3路、4路甚至更多路 的交錯并聯(lián)。因為諧振電路在輸入電壓一定的情況下，其輸出電壓僅與電路的 工作頻率有關(guān)，即：Vout＝F(fs，C₁，C₂...，L₁，L₂，...)，因此如果電路交錯并聯(lián)，要想 保證2個支路相位差固定，則2個支路的開關(guān)頻率fs必定相同，則2個支路 的C1、C2…和L1、L2…參數(shù)也必定要相同。而實際上，電路的諧振電感、諧 振電容的參數(shù)都存在一定的離散性和制造偏差，電感的電感量偏差一般在10 ％內(nèi)，電容的容量偏差一般在20％，這樣的參數(shù)偏差，足以造成2路輸出電 流存在極大的偏差。

現(xiàn)有的并聯(lián)均流技術(shù)有：1、輸出特性下垂法：利用增加輸出電阻，來形 成輸出阻抗，使得輸出特性下垂，負載大的支路輸出電壓降低，輸出電流自然 減小。這種方案的缺點是，輸出阻抗增加，導致整機的效率降低很多。2、減 小Q值法：諧振電路的Q值，與電感、電容的阻尼有關(guān)，調(diào)整諧振電路的Q 值，也會達到類似輸出特性下垂的效果。缺點是，Q值降低，導致整機效率降 低很多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高效 并聯(lián)的功率變換裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種并聯(lián)的功率變換裝 置，包括并聯(lián)連接在電源和負載之間的N個功率變換電路、N或N-1個電壓調(diào) 整電路、以及控制電路，其中，N≥2，每一個所述的電壓調(diào)整電路分別設(shè)置在一 個所述的功率變換電路的前端，所述控制電路用于檢測每一個所述的功率變換 電路的輸出電壓，并向所述的電壓調(diào)整電路發(fā)送控制信號，以調(diào)節(jié)所述電壓調(diào) 整電路的輸出電壓使每一個所述功率變換電路輸出電壓相同，從而使得每一個 所述的功率變換電路具有相同的輸出電流；所述功率變換電路是諧振電路。

在本發(fā)明所述的并聯(lián)的功率變換裝置中，所述電壓調(diào)整電路是Buck電路、 Boost電路或Buck-Boost電路。

在一優(yōu)選的實施例中，所述N個功率變換電路包括第一諧振電路和第二諧 振電路，在第一諧振電路的前端設(shè)置有第一電壓調(diào)整電路，在第二諧振電路的 前端設(shè)置有第二電壓調(diào)整電路。

優(yōu)選的，所述第一電壓調(diào)整電路包括：開關(guān)管S1、電感元件L1、二極管 D1和電容C1；

其中，所述開關(guān)管S1的第一端耦合到電源的正極、第二端與所述二極管 D1的陰極連接并連接到所述電感元件L1的一端、控制端連接到所述控制電路；

所述二極管D1的陽極耦合到電源的負極；

所述電感元件L1的另一端與所述電容C1的一端連接；

所述電容C1的另一端耦合到電源的負極；

所述第二電壓調(diào)整電路包括：開關(guān)管S2、電感元件L2、二極管D2和電容 C2；

其中，所述開關(guān)管S2的第一端耦合到電源的正極、第二端與所述二極管 D2的陰極連接并連接到所述電感元件L2的一端、控制端連接到所述控制電路；

所述二極管D2的陽極耦合到電源的負極；

所述電感元件L2的另一端與所述電容C2的一端連接；