[發明專利]一種高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器

在審

• 申請號: 201910827515.1
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110460241A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 羅安;劉陽;何志興;張浚坤;廖明園;汪亮;管仁鋒
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 43113 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬強;王娟<國際申請>=<國際公布>=<

1.一種高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，包括三相整流電路、n個輸入并聯輸出串聯的級聯式功率模塊；所述功率模塊包括依次連接的直流斬波電路、全橋LLC串聯諧振變換器電路和多繞組變壓器；所述多繞組變壓器與多個高頻整流電路連接。

2.根據權利要求1所述的高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，所述全橋LLC串聯諧振變換器電路包括由全橋逆變電路和由諧振電容、諧振電感和變壓器勵磁電感串聯而形成的LLC諧振網絡。

3.根據權利要求2所述的高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，所述LLC串聯諧振變換器電路中開關管的開關脈沖信號占空比固定為50％，頻率等于LLC諧振網絡中諧振電容與諧振電感的串聯諧振頻率

4.根據權利要求2所述的高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，所述高頻整流電路數量為k個；其中k也為多繞組變壓器副邊繞組個數，輸入的直流電壓經過全橋逆變電路形成方波，通過LLC諧振網絡在變壓器副邊形成正弦波，再通過輸入端串聯的整流電路形成高壓直流輸出；正常工作時，全橋LLC串聯諧振電路的開關管開關脈沖信號頻率固定為LLC諧振網絡中諧振電容C_r和諧振電感L_r的串聯諧振頻率占空比固定為50％。

5.根據權利要求1所述的高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，三相交流市電首先經三相整流電路形成540V的直流電壓，并通過n個功率模塊的直流斬波電路形成0～540V可調的直流電壓輸出至全橋LLC串聯諧振變換器，直流電壓經全橋LLC串聯諧振電路形成正弦變化的諧振電壓，該諧振電壓通過多繞組變壓器與整流電路升壓形成單個功率模塊的高壓直流輸出，最終n個功率模塊的輸出端串聯為負載提供寬范圍可調的高壓直流電。

6.根據權利要求1所述的高壓輸出的模塊化級聯式直流變換器，其特征在于，n個功率模塊采取(n-1)個模塊均壓環和1個公用的系統輸出電壓環進行控制，對于前(n-1)個功率模塊，系統輸出電壓調節器的輸出信號v_{o_r}與各個功率模塊輸出均壓調節器的輸出信號v_{o_ri}相加后，和與鋸齒波V_rampi相交截，產生第i個功率模塊的占空比信號；對于第n個功率模塊，V_{o_r}與相減后，差值與鋸齒波V_rampn相交截，產生第n個模塊的占空比信號。