[發明專利]一種直流-直流變換裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202010534069.8
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111654183B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 李茂華;王菁
• 申請（專利權）人: 深圳英飛源技術有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/158;H02M1/14;H02M1/15
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 任哲夫

本發明提供一種直流?直流變換裝置，包括輸入端、至少2個單元變換電路、第一母線電容、第二母線電容、第一輸出端和第二輸出端；輸入端的正端連接于第一輸出端的正端，輸入端的負端連接于第二輸出端的負端；單元變換電路并聯于輸入端、第一輸出端和第二輸出端之間；第一輸出端并聯第一母線電容，第二輸出端并聯第二母線電容；通過多個單元變換電路連接輸入、輸出端形成多個橋臂，通過控制不同橋臂之間的開關管以預設角度進行交錯導通，使得總的輸入電流紋波電流相比于不交錯時減小；當同一個橋臂的上下兩個開關管進一步進行交錯導通時，橋臂內電感電流紋波減小，總的輸入電流和輸出電容紋波電流進一步減小。

技術領域

本發明屬于電力電子產品領域，尤其涉及一種直流-直流變換裝置及其控制方法。

背景技術

當工業應用中有直流高電壓轉換成其他等級直流電壓的需求時，通常會采用兩級電路進行DC-DC變換，先通過前級電路(如Buck或Boost電路)將高輸入電壓轉換成中間電壓，再通過后級DC-DC變換電路(如移相全橋或LLC電路)將中間電壓轉換成所需電壓，通過兩級電路的轉換，可以實現較高的轉換效率。

在現有的DC-DC變換裝置中，采用了一種三電平DC-DC變換器，通過采用普通開關器件，可以實現高壓輸入和兩路母線輸出。由于輸出母線上并聯了電解電容，當大功率應用時，隨著輸出紋波電流的增大，輸出母線電解電容會存在發熱嚴重的問題。為了解決該問題，通常可考慮增加電解電容的數量，但這種方式會增大模塊體積，降低模塊功率密度；還可采用壽命更長、耐溫更高的電解電容或者通過額外增加輔助散熱的方式來加強電解電容的散熱，但這兩種方式會大大增加模塊的成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對高壓輸入大功率應用的需求，提供了一種直流-直流變換裝置及其控制方法，解決現有直流-直流變換裝置中兩個母線電容電流紋波大、電容溫度高的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：提供一種直流-直流變換裝置，包括輸入端、至少2個單元變換電路、第一母線電容、第二母線電容、第一輸出端和第二輸出端；所述輸入端的正端連接于所述第一輸出端的正端，所述輸入端的負端連接于所述第二輸出端的負端；所述單元變換電路并聯于所述輸入端、所述第一輸出端和所述第二輸出端之間；所述第一輸出端并聯所述第一母線電容，所述第二輸出端并聯所述第二母線電容。

進一步的，所述單元變換電路包括第一二極管、第二二極管和電感；所述第一開關管的一端連接于所述輸入端的正端，所述第一開關管的另一端與所述第一二極管的陰極連接到所述電感的一端，所述第一二極管的陽極連接于所述第一輸出端的負端；所述第二開關管的一端連接于所述輸入端的負端，所述第二開關管的另一端與所述第二二極管的陽極連接到所述電感的另一端，所述第二二極管的陰極連接于所述第二輸出端的正端。

進一步的，所述輸入端并聯有一輸入電容。

進一步的，所述第一輸出端和所述第二輸出端分別連接后級直流-直流變換裝置。

進一步的，所述后級直流-直流變換電路為移相全橋電路或者LLC電路。

進一步的，所述開關管為MOSFET或IGBT開關器件。

一種上述直流-直流變換裝置的控制方法，包括：

所述單元變換電路之間的第一開關管以第一預設角度進行交錯導通。

進一步的，所述單元變換電路之間的第一開關管以第一預設角度進行交錯導通，所述單元變換電路中的第一開關管與第二開關管以第二預設角度進行交錯導通。

進一步的，所述第一、第二預設角度為一個開關周期內開關管導通時錯開的角度，所述一個開關周期為360度。

進一步的，相鄰所述單元變換電路中的第一開關管以360/n度角度進行交錯導通；所述單元變換電路中的第一開關管與第二開關管以180度角度進行交錯導通；n為所述單元變換電路的數量。