[發明專利]一種直流變換器

在審

• 申請號: 201710823165.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN109494983A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 李昊;劉海濤;劉良杰;徐紹龍;甘韋韋;鐘源;曾明高;丁磊磊;杜超;袁芳;彭學標;林超勇;嚴志勇;莫勁威;賀庚良;鐘建
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了一種直流變換器，包括：與中間直流支撐單元串聯的交錯并聯Boost升壓電路，所述交錯并聯Boost升壓電路包括第一預設數量條并聯的升壓支路，每條所述升壓支路均包括第一電抗器、第一二極管和第一開關管；與所述中間直流支撐單元和所述交錯并聯Boost升壓電路串聯的交錯并聯Buck降壓電路，所述交錯并聯Buck降壓電路包括第二預設數量條并聯的降壓支路，每條所述降壓支路均包括第二電抗器、第二開關管和第二二極管；該直流變換器能夠在較寬的電壓輸入范圍內保持穩定的輸出，擴寬了直流變換器的工作范圍。

技術領域

本申請涉及電能變換裝置領域，特別涉及一種直流變換器。

背景技術

在大容量直流電源供電的場合，負載對變換器的輸出精度、紋波有很高的要求。單個電源功率模塊容量和開關管的應力有限。此外，用電負載還要求供電設備有冗余，支路故障時仍能繼續供電。當交流電源供電時，交流電源電壓波動致整流后的直流電壓波動；蓄電池或超級電容供電時，蓄電池或超級電容電量的消耗將導致變換器的輸入電壓不是恒定的，而對變換器要求一個固定的輸出電壓。輸入電壓波動或變化范圍大，如何保證變換器在較寬的電壓輸入范圍內的穩定輸出就顯得至關重要。

現有技術中，采用Buck變換器和Boost變換器串聯的結構，通過對分別控制Buck的占空比和Boost變換器的輸入電壓，實現對直流微電網的母線電壓更大程度線性化控制，實現母線電壓穩定。但該技術在輸入電壓變化時，控制輸出電壓穩定將比較復雜。

因此，如何保證變換器在較寬的電壓輸入范圍內保持穩定的輸出，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

申請內容

本申請的目的是提供一種直流變換器，能夠保證變換器在較寬的電壓輸入范圍內保持穩定的輸出。

為解決上述技術問題，本申請提供一種直流變換器，該直流變換器包括：

與中間直流支撐單元串聯的交錯并聯Boost升壓電路，所述交錯并聯Boost升壓電路包括第一預設數量條并聯的升壓支路，每條所述升壓支路均包括第一電抗器、第一二極管和第一開關管；

與所述中間直流支撐單元和所述交錯并聯Boost升壓電路串聯的交錯并聯Buck降壓電路，所述交錯并聯Buck降壓電路包括第二預設數量條并聯的降壓支路，每條所述降壓支路均包括第二電抗器、第二開關管和第二二極管；

位于電源輸入模塊與所述交錯并聯Boost升壓電路之間，限制充電電流大小的預充電電路；

其中，所述中間直流支撐單元位于所述交錯并聯Boost升壓電路和所述交錯并聯Buck降壓電路之間；所述第一電抗器的第一端與電源輸入模塊的輸出正端相連，所述第一電抗器的第二端與所述第一二極管的陽極和所述第一開關管的第一端相連，所述第一開關管的第二端與所述中間直流支撐單元和所述電源輸入模塊的輸出負端相連；所述第二電抗器的第一端與電源輸出模塊的輸入正端相連，所述第二電抗器的第二端與所述第二二極管的陰極和所述第二開關管的第二端相連，所述第二二極管的陽極與所述中間直流支撐單元和所述電源輸出模塊的輸入負端相連。

可選的，所述預充電電路包括：

并聯的短接接觸器和充電電路；其中，所述充電電路包括充電接觸器和充電電阻，所述充電接觸器的第一端與所述電源輸入模塊的輸入正端相連，所述充電接觸器的第二端與所述充電電阻的第一端相連，所述充電電阻的第二端與所述第一電抗器的第一端相連。

可選的，所述電源輸出模塊包括：

對輸出電壓進行濾波處理的輸出濾波電容；

與所述濾波電容并聯的等效負載電阻。

可選的，還包括：

與所述等效負載電阻相連，用于在所述輸出電壓不滿足閾值時斷開電路的斷路模塊。