[實(shí)用新型]一種高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320393488.X
• 申請(qǐng)日: 2013-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203445790U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任博濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京合康億盛變頻科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京國(guó)帆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源，尤其涉及在中高壓變頻器功率單元、中壓逆變器中為主控電路提供電源的DC/DC開(kāi)關(guān)電源。?

背景技術(shù)

在中高壓變頻器功率單元、中壓逆變器中通常使用DC/DC開(kāi)關(guān)電源為主控電路等周邊電路供電。隨著中高壓變頻器功率單元、中壓逆變器功率的增大和直流母線電壓的增高，對(duì)DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓也提出更高的要求。但作為DC/DC開(kāi)關(guān)電源中主要器件的晶體管（通俗稱開(kāi)關(guān)管），由于目前高耐壓晶體管成本過(guò)高、種類單一，限制了高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展，目前DC/DC開(kāi)關(guān)電源輸入電壓一般低于1000V，而中壓等級(jí)功率單元、中壓逆變器的直流母線電壓一般超過(guò)1600V，因此無(wú)法直接由母線電壓為DC/DC開(kāi)關(guān)電源供電。現(xiàn)有技術(shù)中解決此問(wèn)題的方法為，一般采用以下兩種方式。?

第一：由工頻變壓器將輸入電壓降壓，然后再經(jīng)過(guò)二極管整流、電容濾波得到一個(gè)較低值的直流電壓，將其作為DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓，為DC/DC開(kāi)關(guān)電源供電；?

第二：由串聯(lián)濾波電容，獲取直流母線電壓的一半等部分電壓作為DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓，為DC/DC開(kāi)關(guān)電源供電。?

兩種方式雖然解決了DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓低于母線電壓的問(wèn)題，但存在諸多不足。第一種方式增加了一級(jí)工頻變壓器，工頻變壓器不僅自身笨重，體積大，造價(jià)高、損耗高，與由直流母線供電的相比，容易受到電網(wǎng)的影響，在電網(wǎng)波動(dòng)和瞬時(shí)掉電時(shí)，會(huì)造成主控電路掉電而引起停機(jī)等隱患。第二種方式由于DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓取自取直流母線電壓的一半等部分電壓，開(kāi)關(guān)電源的工作將?會(huì)影響串聯(lián)濾波電容的充放電，造成串聯(lián)濾波電容間的阻抗不匹配，引起濾波電容的電壓不均衡，造成電容因過(guò)壓而損壞。因此，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，此兩種方式都存在著不足的地方，即降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中DC/DC開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓低，不能直接應(yīng)用于中高壓變頻器功率單元、中壓逆變器中為主控電路供電，而目前的解決方案又存在效率低、造價(jià)高、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等諸多缺點(diǎn)的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于中高壓變頻器功率單元、中壓逆變器的高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源，不僅能夠采用低耐壓等級(jí)的晶體管，還能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

第一技術(shù)方案為一種高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，其主電路部分由若干個(gè)基本變換模塊構(gòu)成，基本變換模塊包括兩只串聯(lián)的晶體管（Q1、Q2），兩只串聯(lián)的分壓電容（C1、C2），兩只分別并聯(lián)在所述分壓電容（C1、C2）兩端的均壓電阻（R1、R2），所述分壓電容（C1、C2）和所述晶體管（Q1、Q2）接成半橋變換結(jié)構(gòu)，所述分壓電容（C1、C2）的連接點(diǎn)與兩只晶體管（Q1、Q2）的連接點(diǎn)作為半橋變換結(jié)構(gòu)的輸出通過(guò)隔直電容（C3）與高頻變壓器（T1）的原邊線圈連接，所述高頻變壓器（T1）的副邊線圈與整流電路（D1-D4）的輸入端連接，所述串聯(lián)的分壓電容（C1、C2）的兩端為基本變換模塊的輸入端，所述整流電路（D1-D4）的輸出端為基本變換模塊的輸出端，各個(gè)基本變換模塊的輸入端串聯(lián)連接，輸出端并聯(lián)連接。?

第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上構(gòu)成，其特征在于，還包括輸出濾波電感（L1），輸出濾波電容（C10），所述濾波電感（L1）串接在所述基本變換模塊的輸出端；所述濾波電容（C10）并聯(lián)在所述基本變換模塊的輸出兩端。?

第三技術(shù)方案是在第二技術(shù)方案的基礎(chǔ)上構(gòu)成，其特征在于，對(duì)所述基本變換模塊中的晶體管（Q1、Q2）進(jìn)行控制的兩路控制信號(hào)為脈寬調(diào)制PWM波，各個(gè)基本變換模塊中的晶體管控制信號(hào)采用并聯(lián)方式。?

第四技術(shù)方案是在第一至三中任一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上構(gòu)成，其特征在于，還包括輸出電壓采樣電路（5）、驅(qū)動(dòng)隔離電路（3）、過(guò)流檢測(cè)保護(hù)電路（6）、啟振電路（8）、輔助電源電路（9）。?

第五技術(shù)方案是在第一至三中任一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上構(gòu)成，其特征在于，所述高壓DC/DC開(kāi)關(guān)電源的供電對(duì)象為中高壓變頻器功率單元或中壓逆變器的主控電路，所述串聯(lián)的分壓電容（C1、C2）的電容量根據(jù)母線電壓掉電時(shí)需要維持對(duì)主控電路的供電時(shí)間選取。?