[發(fā)明專利]適合于高壓輸入大功率輸出的DC/DC變換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010299611.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN102013806A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭衛(wèi)農(nóng);鄧玉玖;易國(guó)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州中恒電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28;H02M1/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種DC/DC變換器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能變換裝置的要求越來(lái)越高，特別是對(duì)輸入功率因數(shù)的要求越來(lái)越高。經(jīng)三相功率因數(shù)校正后，電路的輸出一般可以達(dá)到760~800V，這就要求提高后級(jí)的DC/DC變換器的開關(guān)管的電壓等級(jí)，使功率開關(guān)管的選擇變得困難，增加了制造成本。而且，為了減小變換器的體積和重量，必須提高開關(guān)頻率，就要求實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān)（即零電壓或零電流），以減少開關(guān)損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的DC/DC變換器的功率管選擇困難、成本高、開關(guān)損耗較大的不足,本發(fā)明提供一種能夠有效降低開關(guān)管的電壓等級(jí)、降低成本、減少開關(guān)損耗的適合于高壓輸入大功率輸出的DC/DC變換器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：?

一種適合于高壓輸入大功率輸出的DC/DC變換器，包括兩個(gè)輸入分壓電容串聯(lián)組成輸入分壓電路、第一諧振變換器、第二諧振變換器以及兩個(gè)諧振變換器共用的輸出濾波電容，其中，所述第一諧振變換器和第二諧振變換器采用LLC串聯(lián)諧振電路；第一輸入分壓電容的兩端連接第一諧振變換器的輸入端，所述第一諧振變換器的輸出端連接輸出濾波電容；第二輸入分壓電容的兩端連接第二諧振變換器的輸入端，所述第二諧振變換器的輸出端連接輸出濾波電容。

其中，第一諧振變換器和第二諧振變換器工作使用交錯(cuò)并聯(lián)（interleave）技術(shù)。第一諧振變換器中S1、S6同時(shí)開通和關(guān)斷；S2和S5同時(shí)開通和關(guān)斷，且S1、S2互補(bǔ)導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間相同；同樣第二諧振變換器中S3、S8同時(shí)開通和關(guān)斷；S4和S7同時(shí)開通和關(guān)斷，且S3、S4互補(bǔ)導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間相同；電路工作時(shí)通過(guò)控制電路使S3在S1導(dǎo)通（或關(guān)斷）一半時(shí)間時(shí)開通，就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)諧振變換器的交錯(cuò)并聯(lián)。使用交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)，可以大大降低輸出電容上的電流紋波，如圖5，其中Il3與Il4分別是兩個(gè)變換器的輸出電流，I是Il3與Il4的和，其波動(dòng)就是電容的紋波電流。

進(jìn)一步，所述輸出濾波電容有兩個(gè)，所述第一諧振變換器的輸出端連接第一輸出濾波電容，所述第二諧振變換器的輸出端連接第二輸出濾波電容，兩個(gè)輸出濾波電容并聯(lián)。

再進(jìn)一步，所述第一諧振變換器和第二諧振變換器采用全橋LLC串聯(lián)諧振電路。

或者是：所述第一諧振變換器和第二諧振變換器采用半橋LLC串聯(lián)諧振電路。

更進(jìn)一步，所述第一諧振變換器的電路結(jié)構(gòu)：將第一開關(guān)管（S1）、第二開關(guān)管（S2）串聯(lián)后，并聯(lián)在第一輸入分壓電容的兩端，第五開關(guān)管（S5）和第六開關(guān)管（S6）串聯(lián)后，也并聯(lián)在第一輸入分壓電容的兩端，各個(gè)開關(guān)管均與對(duì)應(yīng)的二極管并聯(lián)；第一諧振電感（L1）和第一諧振電容（C5）分別與第一變壓器（T1）的原邊兩端連接，所述第一開關(guān)管（S1）、第二開關(guān)管（S2）之間的中間節(jié)點(diǎn)與第一諧振電容（C5）連接，第五開關(guān)管（S5）和第六開關(guān)管（S6）之間的中間節(jié)點(diǎn)與第一諧振電感（L1）連接，第一變壓器（T1）的副邊連接第一整流電路，所述第一整流電路的輸出連接第一輸出濾波電容（C3）；

所述第二諧振變換器的電路結(jié)構(gòu)：將第三開關(guān)管（S3）、第四開關(guān)管（S4）串聯(lián)后，并聯(lián)在第二輸入分壓電容的兩端，第七開關(guān)管（S7）和第八開關(guān)管（S8）串聯(lián)后，也并聯(lián)在第二輸入分壓電容的兩端，各個(gè)開關(guān)管均與對(duì)應(yīng)的二極管并聯(lián)；第二諧振電感（L2）和第二諧振電容（C6）分別與第二變壓器（T2）的原邊兩端連接，所述第三開關(guān)管（S3）、第四開關(guān)管（S4）之間的中間節(jié)點(diǎn)與第二諧振電容（C6）連接，第五開關(guān)管（S5）和第六開關(guān)管（S6）之間的中間節(jié)點(diǎn)與第二諧振電感（L2）連接，第二變壓器（T2）的副邊連接第二整流電路，所述第二整流電路的輸出端連接第二輸出濾波電容（C4）。

所述第一整流電路為由四個(gè)二極管（D9、D10、D11、D12）組成的全橋整流電路；所述第二整流電路為由四個(gè)二極管（D13、D14、D15、D16）組成的全橋整流電路。

所述第一整流電路和第二整流電路均為同步整流電路。

與各個(gè)開關(guān)管對(duì)應(yīng)的二極管是開關(guān)管的寄生二極管或復(fù)合二極管。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：通過(guò)兩個(gè)LLC電路原邊的串聯(lián)，使開關(guān)管的應(yīng)力減少了一半；通過(guò)輸出側(cè)的交錯(cuò)并聯(lián)使輸出的電流紋波大大降低；保留了LLC串聯(lián)諧振變換器主開關(guān)管在零電壓狀態(tài)下開通和關(guān)斷，輸出整流管在零電流狀態(tài)下關(guān)斷的特點(diǎn)，而且兩個(gè)變換器具有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的自主均分輸出功率的能力。