[實用新型]一種DC-DC變換器

有效

• 申請號: 201620080087.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN205356149U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 金浩;牛斌;王令輝;李德鵬;劉文洲
• 申請（專利權）人: 武漢合康動力技術有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本實用新型涉及一種DC-DC變換器。

背景技術

燃料電池車動力系統中常需要一個大功率DC-DC變換器將燃料電池與動力驅動系統及能量存儲系統連接以實現功率調節。所述DC-DC變換器是指在直流電路中將一個電壓值的電能變為另一個電壓值的電能的裝置。綜合分析現有DC-DC變換器結構，非隔離升壓變換器(Boost變換器，后文統一稱為Boost變換器)結構簡潔、效率較高、輸入電流連續，非常適用于燃料電池車功率調節。

BOOST變換器的占空比越小，效率越高。所以為了獲得更高的效率和減小因為損耗而帶來的溫升過大，BOOST變換器的占空比不宜過大，傳統的BOOST變換器工程應用中極限占空比要小于0.9，而當占空比達到0.8以上時損耗會特別大，一般也很少會達到這個值。因此，BOOST變換器的升壓比是十分有限的，而一般車載燃料電池的升壓電路一般要求有大變比，例如要求輸入電壓50V-120V之間，輸出額定電壓為550V，額定功率30kW，電壓變比最高可達11，如果采用BOOST變換器，其占空比理論需要達到0.91，而實際中可能還略高于0.91，這對于BOOST變換器而言，已經超過了工程應用極限。

實用新型內容

本申請提供一種DC-DC變換器，包括依次連接的一級升壓部、中間電容和二級升壓部；

所述一級升壓部包括：

第一輸入電感，與輸入電源連接；

第一二極管，與所述第一輸入電感連接；

第一功率開關管，其集電極連接于所述第一輸入電感的負極，發射極連接輸入電源的負極，基極連接于外部控制器；

二級升壓部包括：

第二輸入電感，與所述第一二極管的負極連接；

第二二極管，與所述第二輸入電感連接；

第二功率開關管，其集電極連接于第二輸入電感的負極，發射極連接輸入電源的負極，基極連接于外部控制器；

中間電容，其正極與所述第一輸入電感的負極連接，其負極與所述第二二極管的負極連接。

由上，過二級放大可達到高達十倍到十五倍的電壓變比，由于中間電容的加入，使得二級放大的占空比減小，電容和兩級升壓部同時給輸出提供電流，這樣就增大了電壓變比，減小了損耗。

可選的，所述一級升壓部還包括濾波電容，一端與所述第一二極管的負極連接，另一端連接電端的負極。

可選的，其特征在于，還包括濾波部，對中間電容和二級升壓部的輸出進行濾波處理。

可選的，所述濾波部包括：

第三二極管，與所述第二二極管的負極連接；

第一電容，其正極與所述第三二極管的負極連接，負極連接輸入電源的負極；

第三電感，與所述第三二極管的負極連接；

第二電容，其正極與所述第三電感的負極連接，負極連接輸入電源的負極。

由上，第一電容采用大的穩壓電容，第三電感電感和電容采用小電感值和小電容值，只要保證截止頻率足夠小，可以濾除高頻紋波。

附圖說明

圖1為DC-DC變換器的電路原理圖；

圖2中(A)～(D)為DC-DC變換器在一個工作周期內的工作原理示意圖；

圖3為外部控制器對于DC-DC變換器的控制流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型提供的DC-DC變換器，包括一級升壓部、二級升壓部，以及連接在兩級升壓部之間的中間電容組成。通過二級放大可達到高達十倍到十五倍的電壓變比，由于電容的加入，使得二級放大的占空比減小，電容和兩級升壓部同時給輸出提供電流，這樣就增大了電壓變比，減小了損耗。另外，采用較少功率器件實現DC-DC的變換，隨著功率器件損耗的減少，散熱和溫升的壓力也會減小，這就意味著散熱片和體積可以進一步減小。

如圖1所示，一級升壓部包括：

第一輸入電感Lf1，與輸入電源Uin連接；

第一二極管D1，與所述第一輸入電感Lf1連接；

第一輸出濾波電容C1，一端與所述第一二極管D1的負極連接，另一端連接電端Uin的負極；

第一功率開關管IGBT1，其集電極連接于所述第一輸入電感的負極，發射極連接輸入電源Uin的負極，基極連接于外部控制器(未圖示)。所述第一功率開關管IGBT1的上橋臂連接續流二極管。所述第一功率開關管IGBT1用于依據外部控制器的控制指令調節占空比，從而控制一級升壓部的輸出電壓。

二級升壓部包括：

第二輸入電感Lf2，與所述第一二極管D1的負極連接；