[發(fā)明專利]一種高頻隔離型DC-DC雙級功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510895604.1
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105356758A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉闖;蔡國偉
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高頻隔離型DC-DC雙級功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括結(jié)合為一體的三電平降壓變換器(1)和串聯(lián)諧振變換器(2)，所述三電平降壓變換器(1)包括三電平功率變換模塊(3)和LC低通濾波器(4)，三電平功率變換模塊(3)直接與LC低通濾波器(4)串聯(lián)；所述串聯(lián)諧振變換器(2)包括全橋逆變器(5)及高頻變壓器(6)和整流橋(7)，LC低通濾波器右端直接與全橋逆變器(5)連接，全橋逆變器(5)的中點(diǎn)分別與高頻變壓器(6)中的漏感L_r和諧振電容C_r連接，高頻變壓器(6)二次側(cè)與整流橋(7)的兩個橋臂中點(diǎn)相連，整流橋(7)右端并聯(lián)輸出穩(wěn)壓電容。

2.如權(quán)利要求1所述的高頻隔離型DC-DC雙級功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的三電平功率變換模塊(3)由兩個輸入穩(wěn)壓電容C_s1、C_s2，兩個開關(guān)管Q1、Q2和兩個續(xù)流二極管或開關(guān)管D_s1、D_s2構(gòu)成，上橋臂開關(guān)管Q1與續(xù)流二極管或開關(guān)管D_s1串聯(lián)然后與輸入穩(wěn)壓電容C_s1并聯(lián)，下橋臂開關(guān)管Q2與續(xù)流二極管或開關(guān)管D_s1串聯(lián)同時與輸入穩(wěn)壓電容C_s2并聯(lián)，輸入穩(wěn)壓電容C_s1、C_s2串聯(lián)，輸入穩(wěn)壓電容C_s1的上端為輸入電源正極T，輸入穩(wěn)壓電容C_s2的下端為輸入電源負(fù)極B，上下兩個橋臂串聯(lián)，上端與輸入電源正極T相連，下端與輸入電源負(fù)極B相連，兩個橋臂的中點(diǎn)與直流側(cè)穩(wěn)壓電容C_s1、C_s2引出中點(diǎn)電位M連接，三電平功率變換模塊(3)的輸入側(cè)設(shè)有輸入端口T、M、B，三電平功率變換模塊(3)輸出側(cè)直接與LC低通濾波器(4)串聯(lián)。

3.如權(quán)利要求1所述的高頻隔離型DC-DC雙級功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的LC低通濾波器(4)由2個對稱的濾波電感L_f1、L_f2及一個濾波電容C_f組成，濾波電感L_f1、L_f2與濾波電容C_f串聯(lián)，濾波電容C_f在濾波電感L_f1、L_f2的中間，從濾波電容C_f兩端引出LC低通濾波器的輸出端口1與端口2；LC低通濾波器(4)左端與三電平功率變換模塊相連構(gòu)成三電平降壓變換器(1)，LC低通濾波器右端引出端1和端2直接與全橋逆變器(5)兩個并聯(lián)橋臂兩端相連。

4.如權(quán)利要求1所述的高頻隔離型雙級DC-DC功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述全橋逆變器(5)包含兩個橋臂，兩個橋臂并聯(lián)，其中一個橋臂由開關(guān)管S1、S3，二極管D1、D3，并聯(lián)電容C1、C3構(gòu)成；另一個橋臂由開關(guān)管S2、S4，二極管D2、D4，并聯(lián)電容C2、C4構(gòu)成，開關(guān)管S1與S3串聯(lián)，開關(guān)管S2和S4串聯(lián)，兩個橋臂的中點(diǎn)分別與高頻變壓器(6)中的一次側(cè)漏感L_r和諧振電容C_r連接。

5.如權(quán)利要求1所述的高頻隔離型雙級DC-DC功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高頻變壓器(6)為實(shí)際設(shè)備的等效結(jié)構(gòu)，包括一次側(cè)漏電感L_r，勵磁電感L_m以及一個理想變壓器，勵磁電感L_m與其后理想變壓器并聯(lián)然后再與一次側(cè)漏電感L_r與諧振電容C_r串聯(lián)，所述高頻變壓器二次側(cè)的兩個引出線分別與整流橋(7)的兩個并聯(lián)橋臂中點(diǎn)連接。

6.如權(quán)利要求1所述的高頻隔離型雙級DC-DC功率變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的整流橋(7)由前橋臂和后橋臂并聯(lián)組成，前橋臂由二極管或開關(guān)管D_r1、D_r2串聯(lián)構(gòu)成，后橋臂由二極管或開關(guān)管D_r3、D_r4串聯(lián)構(gòu)成，前橋臂和后橋臂的中點(diǎn)引出線與高頻變壓器二次側(cè)輸出相連，整流橋(7)右端并聯(lián)輸出穩(wěn)壓電容。