[發明專利]一種高壓可控直流電源變換裝置及其方法

在審

• 申請號: 202011195850.3
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112350580A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張瑞萍;蔣贏;馮瀾;楊婷婷
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/44
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種高壓可控直流電源變換裝置及其方法，該裝置包括控制模塊、第一移相全橋變換模塊、第二移相全橋變換模塊、第一濾波模塊、第二濾波模塊和驅動模塊，控制模塊與第一移相全橋變換模塊、第二移相全橋變換模塊的輸出端連接；控制模塊與驅動模塊連接，驅動模塊連接至第一移相全橋變換模塊、第二移相全橋變換模塊；第一移相全橋變換模塊、第二移相全橋變換模塊連接至同一個直流電源，第一移相全橋變換模塊超前橋臂的中點與第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點相連接，第一移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點與第二移相全橋變換模塊超前橋臂的中點相連接。與現有技術相比，本發明能夠減小功率器件應力、實現高工作頻率下的轉換效率提升。

技術領域

本發明涉及直流電源變換技術領域，尤其是涉及一種高壓可控直流電源變換裝置及其方法。

背景技術

隨著科技的發展和社會需求的提升，電力裝置的功率范圍不斷擴大。高壓直流電源變換器的應用越來越多。在這些高壓場合，由于變換器電壓高、功率大，需要使用耐壓值很高的開關管。許多高頻開關下的工作器件，在開關狀態切換時會產生極大的過電壓和過電流，輕則增加系統損耗，重則燒毀開關器件，嚴重影響開關變換系統的穩定可靠運行，由于每次開關狀態切換所產生的損耗相同，開關損耗隨著頻率正比例上升，高頻化將使變換器損耗增加，并附帶電磁兼容和電磁噪聲問題；此外，過多的熱損耗不能及時散出，也會迫使系統加大散熱器表面積，而散熱裝置體積的增加又會降低變換器的高密度特性，上述問題最終都會嚴重影響變換器的高效率工作。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高壓可控直流電源變換裝置及其方法，以解決電磁兼容和電磁噪聲問題、減小開關損耗，提升高工作頻率下的轉換效率。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種高壓可控直流電源變換裝置，包括控制模塊、第一移相全橋變換模塊、第二移相全橋變換模塊、第一濾波模塊、第二濾波模塊和驅動模塊，所述控制模塊分別與第一移相全橋變換模塊的輸出端、第二移相全橋變換模塊的輸出端連接，以分別采樣第一移相全橋變換模塊的實際輸出和第二移相全橋變換模塊的實際輸出；

所述控制模塊與驅動模塊連接，所述驅動模塊分別連接至第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊，所述控制模塊通過驅動模塊分別控制第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊的工作狀態；

所述第一濾波模塊的兩端分別與第一移相全橋變換模塊超前橋臂的中點、第一移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點連接，所述第一濾波模塊用于對第一移相全橋變換模塊的輸出進行濾波處理；

所述第二濾波模塊的兩端分別與第二移相全橋變換模塊超前橋臂的中點、第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點連接，所述第二濾波模塊用于對第二移相全橋變換模塊的輸出進行濾波處理；

所述第一移相全橋變換模塊和第二移相全橋變換模塊連接至同一個直流電源，所述第一移相全橋變換模塊超前橋臂的中點與第二移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點相連接，所述第一移相全橋變換模塊滯后橋臂的中點與第二移相全橋變換模塊超前橋臂的中點相連接。

進一步地，所述第一移相全橋變換模塊包括第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管，所述第一開關管的漏極與第二開關管的漏極連接后共同連接至第一電容的正極，所述第一電容的正極連接至直流電源的正極，所述第一開關管的源極與第三開關管的漏極連接，構成第一超前橋臂，所述第二開關管的源極與第四開關管的漏極連接，構成第一滯后橋臂，所述第三開關管的源極與第四開關管的源極連接后共同連接至第一電容的負極，所述第一電容的負極通過第八電容連接至直流電源的負極，所述第一超前橋臂的中點通過第一電感連接至第一變壓器初級同名端，所述第一變壓器初級另一端連接至第一滯后橋臂的中點，所述第一變壓器次級同名端連接至第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極連接至第一濾波模塊，所述第一變壓器次級另一端連接至第二二極管的陽極，所述第一變壓器次級中點與第二二極管的陰極連接后共同連接至第一濾波模塊。