[發明專利]一種輸入串聯型組合式的變換器

在審

• 申請號: 201811257831.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109302073A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張東來;段金沛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 李利

本發明適用于變換器領域，提供了一種輸入串聯型組合式的變換器，所述變換器包括均衡模塊，輸入端連接所述均衡模塊的輸出端的第一分壓模塊及第二分壓模塊，輸入端連接所述第一分壓模塊的輸出端的第一輸出模塊，輸入端連接所述第二分壓模塊的輸出端的第二輸出模塊，及電性連接所述均衡模塊、所述第一分壓模塊、所述第二分壓模塊、所述第一輸出模塊及所述第二輸出模塊的電源，所述第一分壓模塊與所述第二分壓模塊連接；解決將多個變換器模塊進行輸入端串聯組合后，輸出模塊輸入端無法均壓，系統無法穩定運行的技術問題。

技術領域

本發明屬于變換器領域，尤其涉及一種輸入串聯型組合式的變換器。

背景技術

輸入端串聯型組合變換器系統包括 ISOP（輸入串聯輸出并聯型） 和 ISOS（輸入串聯輸出串聯型） 組合變換器，可應用于輸入母線高壓的情況。所有子模塊的輸入電流強制相等，各模塊的輸入電壓是互相關聯的，所以子模塊輸入端串聯連接必須采取一定的均壓措施才能穩定運行。為了使得各個子模塊的平均運行，國內外提出了很多不同的均壓方法，主要可以分為兩類，一類是模塊之間的自然平均運行，另一類是具有專門的均壓環或者均流環的控制策略。自然平均運行方式一般結構簡單，易于實現，并且可靠性高，但是均壓的穩態和動態效果不佳。而具有專門的均壓環或均流環控制策略能獲得較為理想的均壓均流效果，但是控制電路結構復雜。

通過對基礎拓撲的改進，可以使拓撲具有自然均壓的能力。通常對拓撲改進的均壓手段是基于兩個模塊構成的結構， 系統不能根據功率需求進一步增加模塊數目， 也無法實現多模塊的熱插拔和備份功能。因此基于拓撲改進的自然均壓方法應用并不廣泛。

使用同占空比控制策略的由 Buck 推導型拓撲進行ISOP 連接后的系統可以獲得輸入端的自然均壓。但是輸入端均壓的精度是依賴于模塊之間的參數一致性，參數的一致性越差，穩態均壓精度越低。利用開環拓撲和閉環拓撲配合的結構也能獲得系統的自動均壓。但是這種拓撲難以適應多個穩態工作點，工作范圍較窄。無中心控制器控制策略是利用控制環路改變模塊的輸出特性，可以獲取自然均壓機制，但是輸出特性較軟，系統的輸出電壓與均壓精度之間存在競爭關系， 輸出特性和均壓特性都不是很理想。

一些帶有特定的輸入均壓環和輸出均壓環（均流環）的控制策略可以獲得較精確的輸入均壓效果，但是該類方法設計復雜，研發周期長。在每個模塊輸入端并聯一個MOSFET，各模塊輸入均壓環的輸出只用來控制相應 MOSFET 的工作狀態，使其工作在線性區。通過控制流過 MOSFET 的電流，實現對所有模塊輸入電壓均衡的控制。但是方法仍需要進行額外的輸入均壓環控制，設計復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輸入串聯型組合式的變換器，旨在解決將多個變換器模塊進行輸入端組合后，輸出模塊的輸入端無法均壓，系統無法穩定運行的技術問題。

本發明是這樣實現的，一種輸入串聯型組合式的變換器，所述變換器包括均衡模塊，輸入端連接所述均衡模塊的輸出端的第一分壓模塊及第二分壓模塊，輸入端連接所述第一分壓模塊的輸出端的第一輸出模塊，輸入端連接所述第二分壓模塊的輸出端的第二輸出模塊，及電性連接所述均衡模塊、所述第一分壓模塊、所述第二分壓模塊、所述第一輸出模塊及所述第二輸出模塊的電源，所述第一分壓模塊與所述第二分壓模塊連接；

所述均衡模塊：用于調控所述第一分壓模塊與所述第二分壓模塊的兩端電壓；

所述第一分壓模塊及所述第二分壓模塊：用于對電源電壓進行分壓及濾波；

所述第一輸出模塊：用于采集所述第一分壓模塊的兩端電壓并輸出給負載；

所述第二輸出模塊：用于采集所述第二分壓模塊的兩端電壓并輸出給負載；

所述電源：用于為各個模塊提供所需電壓。

本發明的進一步技術方案是：所述均衡模塊包括R控制器及雙向DC/DC變換器，所述R控制器的控制輸出端連接所述雙向DC/DC變換器的控制輸入端；