[發明專利]功率變換裝置及其設置方法

有效

• 申請號: 201710522927.5
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN107231097B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 范杰;周建平;林國仙
• 申請（專利權）人: 南京中興軟件有限責任公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M3/155;H02M3/335
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 江舟;董文倩

本發明公開了一種功率變換裝置及其設置方法，包括升壓單元，至少兩個功率變換單元；功率變換單元的輸入端具有兩個；升壓單元的輸入端與交流電源的一端連接，輸出端與多個功率變換單元中的第一個功率變換單元的其中一個輸入端連接；多個功率變換單元中的最后一個功率變換單元的其中一個輸入端與所述交流電源的另一端連接；多個功率變換單元之間的輸入端串聯，輸出端并聯。這樣可以使得開關器件上的電壓應力和電流應力為現有功率變換裝置的1/n倍，從而可降低開關和導通損耗，而且在相同波紋條件下PFC單元輸入電感量大幅下降，進而降低了電感的體積，提升了功率密度。

技術領域

本發明涉及功率變換領域，具體涉及一種功率變換裝置及其設置方法。

背景技術

隨著功率變換器對功率密度和效率的要求不斷提升，而變換器拓撲技術并未出現大的突破，現有的技術已經滿足不了需求。

單個功率變換器采用兩級結構，功率因數校正(PFC：Power Factor Correction)單元實現AC-DC預穩壓，DC-DC變換單元將預穩電壓轉換為所需要的輸出電壓。這種方式開關器件應力相對較高，磁件體積也相應較大，在中大功率應用中效率和體積都沒有優勢。為此，通常做法是通過在PFC單元或者DC-DC單元實現多相并聯，可以降低器件應力，磁性器件的體積也有所降低，改善了效率和散熱，同時利用交錯控制降低了輸入和輸出電流紋波。或采用交錯PFC采用耦合電感，DC-DC隔離變壓器采用矩陣變壓器，以上這些現有技術都在一定程度上有助于效率和功率密度的提升，但并不能有效減小磁性器件的體積和開關器件的應力，而且不能實現自動均流，需要增加額外的均流控制，增加了系統的控制復雜度。

發明內容

本發明要解決的主要技術問題是，提供一種功率變換裝置及其設置方法，解決現有功率變換器體積和應力大，控制復雜的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種功率變換裝置，包括升壓單元，至少兩個功率變換單元；所述功率變換單元的輸入端為雙輸入端，輸出端為雙輸出端；所述升壓單元的輸入端與交流電源的一端連接，輸出端與所述多個功率變換單元中的第一個功率變換單元的其中一個輸入端連接；所述多個功率變換單元中的最后一個功率變換單元的其中一個輸入端與所述交流電源的另一端連接；所述與多個功率變換單元之間的輸入端串聯，輸出端并聯。

在本發明的一種實施例中，所述功率變換單元包括具有雙輸入端和雙輸出端的第一變換子單元以及第二變換子單元；

所述各功率變換單元的第一變換子單元的雙輸出端分別與第二變換子單元的雙輸入端連接；

所述各功率變換單元的第二變換子單元之間的兩輸出端分別并聯；

所述各功率變換單元的第一變換子單元之間的輸入端依次串聯；且第一個功率變換單元的第一變換子單元的其中一個輸入端與所述升壓單元的輸出端連接；最后一個功率變換單元的第一變換子單元的其中一個輸入端與所述交流電源的另一端連接。

在本發明的一種實施例中，所述第一變換子單元為非隔離AC-DC變換子單元或非隔離DC-DC變換子單元，所述第二變換子單元為隔離DC-DC變換子單元。

在本發明的一種實施例中，所述第一變換子單元為非隔離AC-DC變換子單元時，所述非隔離AC-DC變換子單元為H橋電路變換子單元或雙向開關H橋電路變換子單元；

所述第一變換子單元為非隔離DC-DC變換子單元時，所述非隔離DC-DC變換子單元為半橋電路變換子單元；

所述隔離DC-DC變換子單元為LLC半橋電路變換子單元或LLC全橋電路變換子單元。