[發(fā)明專利]一種模塊化輸入相數(shù)可調(diào)的高升壓隔離型DC-DC變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810575184.2
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108696139B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邾玢鑫;丁峰;佘小莉;劉崧;余志林
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種模塊化輸入相數(shù)可調(diào)的高升壓隔離型DC/DC變換器，其特征在于：該變換器包含一個直流輸入源，m個模塊，二極管D₀，輸出濾波電容C₀，負載R_L;

其中m個模塊如下：模塊一包括電感L₁，功率開關(guān)S₁，功率開關(guān)S₁漏源極電容C_VT1，輔助開關(guān)S_TC1，箝位電容C_C1，漏感L_K1，隔離變壓器T₁，二極管D_{1 2}、D_{1 3···}D_{1 n}，電容C_{1 2}、C_{1 3···}C_{1 n}；電感 L1的一端接輸入電源的正極，另一端連接漏感L_K1的一端，同時與功率開關(guān)S₁的漏極及箝位輔助開關(guān)S_TC1的源極相連，功率開關(guān)S₁的源極與箝位電容C_C1另一端相連然后接地，輔助開關(guān)S_TC1的漏極與箝位電容C_C1一端相連，漏感L_K1的另一端與變壓器T₁一次側(cè)的一端相連，變壓器T₁二次側(cè)一端與二極管D_{2 1}的陽極及電容C_{1 2}、C_{1 3···}C_{1 n}的另一端相連，同時與濾波電容C_o以及負載R_L的另一端相連；二極管D_{1 2}的陰極與電容C_{1 2}的一端相連，二極管D_{1 3}的陰極與電容C_{1 3}的一端相連，. . . ，以此類推二極管D_{1 n}的陰極與電容C_{1 n}的一端相連;

模塊二包括電感L₂，功率開關(guān)S₂，功率開關(guān)S₂漏源極電容C_VT2，輔助開關(guān)S_TC2，箝位電容C_C2，漏感L_K2，隔離變壓器T₂，二極管D _{2 1}、D_{2 2···}D_{2 n}，電容C_{2 1}、C_{2 2···}C_{2 n}；電感 L2的一端接輸入電源的正極，另一端連接漏感L_K2的一端，同時與功率開關(guān)S₂的漏極及箝位輔助開關(guān)S_TC2的源極相連，功率開關(guān)S₂的源極與箝位電容C_C2另一端相連然后接地，輔助開關(guān)S_TC2的漏極與箝位電容C_C2一端相連，漏感L_K2的另一端與變壓器T₂一次側(cè)的一端相連，變壓器T₂二次側(cè)一端與電容C_{2 1}、C_{2 2···}C_{2 n}的另一端相連，二極管D_{2 1}的陰極與電容C_{2 1}的一端相連，二極管D_{2 2}的陰極與電容C_{2 2}的一端相連，. . . ，以此類推二極管D_{2 n}的陰極與電容C_{2 n}的一端相連;

模塊三包括電感L₃，功率開關(guān)S₃，功率開關(guān)S₃漏源極電容C_VT3，輔助開關(guān)S_TC3，箝位電容C_C3，漏感L_K3，隔離變壓器T₃，二極管D _{3 1}、D_{3 2···}D_{3 n}，電容C_{3 1}、C_{3 2···}C_{3 n}；電感 L3的一端接輸入電源的正極，另一端連接漏感L_K3的一端，同時與功率開關(guān)S₃的漏極及箝位輔助開關(guān)S_TC3的源極相連，功率開關(guān)S₃的源極與箝位電容C_C3另一端相連然后接地，輔助開關(guān)S_TC3的漏極與箝位電容C_C3一端相連，漏感L_K3的另一端與變壓器T₃一次側(cè)的一端相連，變壓器T₃二次側(cè)一端與電容C_{3 1}、C_{3 2···}C_{3 n}的另一端相連，二極管D_{3 1}的陰極與電容C_{3 1}的一端相連，二極管D_{3 2}的陰極與電容C_{3 2}的一端相連，. . . ，以此類推二極管D_{3 n}的陰極與電容C_{3 n}的一端相連；

以此類推，模塊m包括電感L_m，功率開關(guān)S_m，功率開關(guān)S_m漏源極電容C_VTm，輔助開關(guān)S_TCm，箝位電容C_Cm，漏感L_Km，隔離變壓器T_m，二極管D_{m 1}、D_{m 2···}D_nm，電容C_{m 1}、C_{m 2···}C_nm；電感 L_m的一端接輸入電源的正極，另一端連接漏感L_Km的一端，同時與功率開關(guān)S_m的漏極及箝位輔助開關(guān)S_TCm的源極相連，功率開關(guān)S_m的源極與箝位電容C_Cm另一端相連然后接地，輔助開關(guān)S_TCm的漏極與箝位電容C_Cm一端相連，漏感L_Km的另一端與變壓器T_m一次側(cè)的一端相連，變壓器T_m二次側(cè)一端依次連接在電容C_{m 1}、C_{m 2···}C_nm的另一端，二極管D_{m 1}的陰極與電容C_{m 1}的一端相連，二極管D_{m 2}的陰極與電容C_{m 2}的一端相連，. . . ，以此類推二極管D_mn的陰極與電容C_mn的一端相連；二極管D_mn的陰極與電容C_mn的一端之間的節(jié)點與二極管D₀的陽極相連；

模塊與模塊之間的連接關(guān)系為：第一個模塊中變壓器T₁二次側(cè)一端與電容C_{1 2}另一端之間的節(jié)點接模塊二中二極管D_{2 1}的陽極，第一個模塊中二極管D_{1 2}陰極與C_{1 2}一端之間的節(jié)點接模塊二中二極管D_{2 2}的陽極，第一個模塊中二極管D_{1 3}陰極與C_{1 3}一端之間的節(jié)點接模塊二中二極管D_{2 3}的陽極，...，以此類推，第一個模塊中二極管D_{1 n}的陰極與電容C_{1 n}一端之間的節(jié)點接模塊二中二極管D_{2 n}的陽極；

第二個模塊中二極管D_{2 1}陰極與C_{2 1}一端之間的節(jié)點接模塊三中二極管D_{3 1}的陽極，第二個模塊中二極管D_{2 2}陰極與C_{2 2}一端之間的節(jié)點接模塊三中二極管D_{3 2}陽極，...，以此類推，第二個模塊中二極管D_{2 n}陰極與C_{2 n}一端之間的節(jié)點接模塊三中二極管D_{3 n}陽極；

以此類推，第m-1個模塊中二極管D_{m-1 1}陰極與電容C_{m-1 1}一端之間的節(jié)點接模塊m中二極管D_{m 1}的陽極，第m-1個模塊中二極管D_{m-1 2}陰極與電容C_{m-1 2}一端之間的節(jié)點接模塊m中二極管D_{m 2}的陽極，...，以此類推，第m-1個模塊中二極管D_{m-1 n}的陰極與電容C_{m-1 n}一端之間的節(jié)點接模塊m中二極管D_mn的陽極；

第m個模塊中二極管D_{m 1}陰極與電容C_{m 1}一端之間的節(jié)點接模塊一中二極管D_{1 2}的陽極，第m個模塊中二極管D_{m 2}陰極與電容C_{m 2}一端之間的節(jié)點接模塊一中二極管D_{1 3}的陽極，...，以此類推，第m個模塊中二極管D_mn-1陰極與電容C_mn-1一端之間的節(jié)點接模塊一中二極管D_{1 n}的陽極；

負載R_L與C₀并聯(lián)，負載R_L一端接二極管D₀的陰極，另一端接到模塊一中壓器T₁二次側(cè)一端與電容C_{1 2}另一端之間的節(jié)點；二極管D₀的陽極與二極管D_mn的陰極與電容C_mn的一端之間的節(jié)點相連；模塊與模塊之間的變壓器一次側(cè)的另一端接到一起，二次側(cè)的另一端也接在一起。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種模塊化輸入相數(shù)可調(diào)的高升壓隔離型DC/DC變換器，其特征在于：該變換器m個功率開關(guān) S1、S2...S_m的柵極分別接各自的控制器，m個輔助開關(guān) STC1、STC2...S_TCm的柵極也分別接各自的控制器，下標為奇數(shù)的功率開關(guān)S1、S3、...控制信號一致，下標為偶數(shù)的功率開關(guān)S2、S4、...控制信號一致，且兩者相位相差180°輔助箝位開關(guān)與所對應支路的功率開關(guān)互補導通。