專利名稱：實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換器。
背景技術(shù)：
大功率電能變換裝置一般采用三相交流輸入，三相PFC (PFC — power factorcorrection)變換電路的直流輸出電壓通常在760V 820V左右，甚至更高，這就要求在后級(jí)DC/DC變換器中使用高電壓等級(jí)的開關(guān)器件。但開關(guān)器件電壓等級(jí)的提高會(huì)導(dǎo)致成本的増加和變換效率的下降。目前解決此問題的方法主要是通過采用三電平直流變換器或級(jí)聯(lián)式直流變換器，這兩類變換器都能有效的降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力。三電平直流變換器通過 采用分壓電容、箝位ニ極管和一定的控制方法保證其功率管的電壓應(yīng)力為輸入直流電壓的一半。其缺點(diǎn)在于功率管工作時(shí)序較復(fù)雜，需要采取比較復(fù)雜的控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)功率管的三電平開關(guān)；必須采取有效措施確保在穩(wěn)態(tài)和各種動(dòng)態(tài)情況下分壓電容電壓和橋臂中點(diǎn)電壓的均衡。而級(jí)聯(lián)式變換器采用電容分壓來降低單個(gè)變換器的輸入電壓，各個(gè)變換器的輸出通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式獲得所需的電壓。其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)中每個(gè)變換器分別連接到對(duì)應(yīng)的分壓電容，只需采用基本變換器拓?fù)涞目刂品绞?。其缺點(diǎn)在于高壓母線分壓電容的平均值雖然可以得到較好的控制，但由于三相交流輸入相位的不一致，導(dǎo)致分壓電容電壓瞬時(shí)值不能完全均衡，而且兩個(gè)變換器的電路參數(shù)也必然存在一定的差異，如果兩個(gè)變換器的輸出并聯(lián)工作，輸入電壓和電路參數(shù)的差異會(huì)引起變換器輸出電壓存在差異，變換器原副邊瞬時(shí)電流和功率不能均分。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，在使用級(jí)聯(lián)式直流變換器時(shí)，為保證變換器的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)需要提高變換器功率器件的額定電流和磁性器件的最大功率的余量，造成產(chǎn)品成本的増加、功率密度的下降和變換效率的下降，増加了變換器設(shè)計(jì)和制造的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在干，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述由于瞬時(shí)電流和功率存在差異，導(dǎo)致需要加大設(shè)計(jì)余量，繼而使得成本増加、功率密度下降、效率下降的缺陷，提供ー種成本較低、功率密度較高、效率較高的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造ー種實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，包括將高電壓值的輸入直流電壓分壓的分壓?jiǎn)卧?，所述分壓単元包括一個(gè)其電壓為所述輸入直流電壓的一半的分壓輸出端；由所述分壓単元的ー個(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得分壓后的交流電壓并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的直流電壓輸出的第一變換單元；由所述分壓単元的另ー個(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得分壓后的直流電壓并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的交流電壓輸出的第二變換單元；所述第一變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第一輸入端；所述第二變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第二輸入端；所述第一輸入端和第二輸入端相互連接；還包括連接所述分壓輸出端和所述第一輸入端的平衡単元。更進(jìn)一歩地，所述平衡単元包括串接在所述分壓輸出端和所述第一變換單元、第ニ變換單元電壓輸入端一端的平衡電容；所述平衡電容一端連接在所述分壓輸出端上，另一端連接在所述第一輸入端上。更進(jìn)一歩地，所述第一變換單元和第二變換單元分別為具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DC/DC變換器。更進(jìn)一歩地，所述第一變換單元和第二變換單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括脈沖寬度調(diào)制、移相軟開關(guān)或LLC串聯(lián)諧振變換器。更進(jìn)一歩地，還包括整流濾波單元，所述整流濾波單元分別將所述第一變換單元 和所述第二變換單元輸出的交流電壓通過單獨(dú)的整流模塊整流后并聯(lián)，濾波后供給所述變換裝置的負(fù)載或所述第一變換單元和所述第二變換單元輸出的交流電壓并聯(lián)后通過整流模塊整流、濾波并供給所述變換裝置的負(fù)載。更進(jìn)一歩地，所述整流模塊包括全波整流、半波整流或同步整流電路。更進(jìn)一歩地，所述分壓単元包括第一電容和第二電容，所述第一電容和第二電容串接后并接在電壓輸入端；所述第一電容和第二電容的連接點(diǎn)為所述分壓輸出端。更進(jìn)一歩地，所述第一變換單元的電壓輸入端電連接于所述第一電容兩端；其一端與所述第一電容未與所述第二電容連接的一端連接，其另一端通過所述平衡単元與所述分壓輸出端連接；所述第二變換單元的電壓輸入端電連接于所述第二電容兩端；其一端與所述第二電容未與所述第一電容連接的一端連接，其另一端通過所述平衡単元與所述分壓輸出端連接。更進(jìn)一歩地，所述第一變換單元包括依次串聯(lián)的第一橋式開關(guān)模塊、第一諧振模塊和第一變壓器；所述第一橋式開關(guān)模塊并接在所述第一電容兩端，其輸出端為兩個(gè)，其中ー個(gè)輸出端依次通過第一諧振模塊、第一變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；所述第一諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路；所述第二變換單元包括依次串聯(lián)的第二橋式開關(guān)模塊、第二諧振模塊和第二變壓器；所述第二橋式開關(guān)模塊并接在所述第二電容兩端，其輸出端為兩個(gè)，其中ー個(gè)輸出端依次通過第二諧振模塊、第二變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；所述第二諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路。更進(jìn)一歩地，所述第一橋式開關(guān)模塊包括橋式結(jié)構(gòu)，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)；所述第一開關(guān)和第四開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第ー電容上；所述第二開關(guān)和第三開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第一電容上；所述第一開關(guān)和第四開關(guān)的連接點(diǎn)和所述第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)為所述第一橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端；所述第二橋式開關(guān)模塊包括橋式結(jié)構(gòu)，包括第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)和第八開關(guān)；所述第五開關(guān)和第八開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第二電容上；所述第六開關(guān)和第七開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第二電容上；所述第五開關(guān)和第八開關(guān)的連接點(diǎn)和所述第六開關(guān)和第七三開關(guān)的連接點(diǎn)為所述第二橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，具有以下有益效果由于在分壓?jiǎn)卧姆謮弘娙莸倪B接點(diǎn)上増加平衡単元，使變換器在具有一般級(jí)聯(lián)DC/DC變換器的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)級(jí)聯(lián)直流變換器的瞬時(shí)輸出功率能夠有效的自主均分。減少設(shè)計(jì)上的冗余，降低成本，提高變換器的效率、功率密度和可靠性；避免采用復(fù)雜的控制和保護(hù)策略，降低變換器的設(shè)計(jì)和制造難度。


圖I是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是所述實(shí)施例中并接后整流的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置的電原理 圖3是圖2的ー種改進(jìn)電原理 圖4是所述實(shí)施例中整流后并接的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置的電原理 圖5是圖4的ー種改進(jìn)電原理圖； 圖6是圖4的ー種改進(jìn)電原理 圖7是圖4的ー種改進(jìn)電原理 圖8是圖4的ー種改進(jìn)電原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)ー步說明。如圖I所示，在本發(fā)明實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置實(shí)施例中，該級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置包括分壓?jiǎn)卧?1、第一變換單元12、第二變換單元13、整流濾波單元14以及平衡単元15 ;其中，分壓?jiǎn)卧?1將高電壓值的輸入直流電壓(由三相PFC輸出得到的直流電壓)分壓，該分壓?jiǎn)卧?1包括兩個(gè)電壓輸出端(即輸入直流電壓的輸入端)和一個(gè)其電壓為所述輸入直流電壓的一半的分壓輸出端，這樣，由上述兩個(gè)電壓輸入端中的任意ー個(gè)和分壓輸出端上取得的電壓平均值正好是輸入直流電壓的一半；第一變換單元12由分壓?jiǎn)卧?1的ー個(gè)電壓輸出端和分壓輸出端取得分壓后的直流電壓(該電壓平均值是輸入直流電壓值的一半)并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的交流電壓輸出；第二變換單元13由分壓?jiǎn)卧?1的另ー個(gè)電壓輸出端和上述分壓輸出端取得分壓后的直流電壓(該電壓平均值同樣是輸入直流電壓值的一半)并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的交流電壓輸出；在本實(shí)施例中，第一變換單兀12與分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第一輸入端；第二變換單兀13與分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第二輸入端；請(qǐng)參見圖1，在本實(shí)施例中，第一輸入端和第ニ輸入端是直接連接在一起的；同時(shí)，分壓輸出端通過平衡単元15連接在上述第一輸入端和第二輸入端上；整流濾波單元14分別將第一變換單元12和第二變換單元13輸出的交流電壓通過單獨(dú)的整流模塊整流后并聯(lián)，然后再濾波后供給該變換裝置的負(fù)載；在本實(shí)施例中的一些情況下，也可以將第一變換單元12和第二變換單元13輸出的交流電壓并聯(lián)后通過整流模塊整流、濾波并供給變換裝置的負(fù)載。在本實(shí)施例中，第一變換單元12和第二變換單元13分別為具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DC/DC變換器；第一變換單元12和第二變換單元13的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括脈沖寬度調(diào)制、移相軟開關(guān)或LLC串聯(lián)諧振變換器，在圖2-圖8中，以LLC串聯(lián)諧振變換器為例對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是在其他一些情況下，本實(shí)施例中的第一變換單元12和第二變換單元13也可以使用脈沖寬度調(diào)制、移相軟開關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；此外，在本實(shí)施例中，整流濾波單元14中的整流模塊也全波整流、半波整流或同步整流電路。
在本實(shí)施例中，請(qǐng)參見圖2，上述平衡単元15是串接在上述分壓輸出端和第一輸入端、第二輸入端之間的平衡電容，參見圖2中的電容C3;該平衡電容(即電容C3)—端連接在分壓輸出端上，另一端連接在第一輸入端上(由于第一輸入端和第二輸入端是直接連接的，因此，上述平衡電容的另一端也是連接在第二輸入端上的)。在本實(shí)施例中，分壓?jiǎn)卧?1包括第一電容和第二電容，也就是圖2中的電容Cl和電容C2，第一電容和第二電容(電容Cl和電容C2)串接后并接在整個(gè)變換裝置的電壓輸入端(即由三相交流電整流得到的直流電壓輸入端)；而第一電容和第二電容的連接點(diǎn)即是分壓輸出端。第一變換單兀12的電壓輸入端電連接于上述第一電容(即圖2中電容Cl)兩端，參見圖2，具體來講，其一端與第一電容未與第二電容連接的一端連接，其另一端通過平衡單元15 (即圖2中電容C3)與上述分壓輸出端連接；第二變換單元13的電壓輸入端電連接于上述第二電容(即圖2中電容C2)兩端；其一端與第二電容未與第一電容連接的一端連接，其另一端通過平衡単元15 (即圖2中電容C3)與分壓輸出端連接。請(qǐng)參見圖2，在本實(shí)施例中，第一變換單元12包括依次串聯(lián)的第一橋式開關(guān)模塊(即圖2中的S1-S4，D1-D4)、第一諧振模塊(即圖2中的LI和C4)和第一變壓器(即圖2中 的Tl);第一橋式開關(guān)模塊的輸入端并接在第一電容兩端，第一橋式開關(guān)模塊的輸出端為兩個(gè)，其中ー個(gè)輸出端通過第一諧振模塊、第一變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；第一諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路；第二變換單元13包括依次串聯(lián)的第二橋式開關(guān)模塊(即圖2中的S5-S8，D5-D8)、第二諧振模塊(即圖2中的L2和C5)和第二變壓器(即圖2中的T2);第二橋式開關(guān)模塊的輸入端并接在第二電容兩端，第二橋式開關(guān)模塊的輸出端為兩個(gè)，其中一個(gè)輸出端通過第二諧振模塊、第二變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；第二諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路。更具體地，在圖2中，第一橋式開關(guān)模塊為橋式結(jié)構(gòu)，包括第一開關(guān)SI、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4 ;第ー開關(guān)SI和第四開關(guān)S4串接后通過平衡単元15并接在第一電容(電容Cl)的兩端上；第ニ開關(guān)S2和第三開關(guān)S3串接后通過平衡単元15并接在第一電容兩端上；也就是說，上述串接后的兩個(gè)開關(guān)組合實(shí)際上是并接在一起的；第ー開關(guān)SI和第四開關(guān)S2的連接點(diǎn)和第二開關(guān)S2和第三開關(guān)S4的連接點(diǎn)為第一橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端；同樣地，第二橋式開關(guān)模塊也為橋式結(jié)構(gòu)，包括第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8 ;第五開關(guān)S5和第八開關(guān)S8串接后通過平衡単元15并接在第ニ電容上；第六開關(guān)S6和第七開關(guān)S7串接后通過平衡単元15并接在第二電容上；也就是說，上述串接后的兩個(gè)開關(guān)組合實(shí)際上是并接在一起的；第五開關(guān)S5和第八開關(guān)S8的連接點(diǎn)和第六開關(guān)S6和第七開關(guān)S7的連接點(diǎn)為第二橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端。總之，在圖2中，電容Cl與電容C2串聯(lián)構(gòu)成高壓輸入分壓電容，平衡電容C3的一端與電容Cl和電容C2的連接點(diǎn)相連接，另一端與兩個(gè)諧振變換器(即第一變換單元和第ニ變換單元)的連接點(diǎn)連接。第一變換單元12為L(zhǎng)LC諧振變換器四個(gè)開關(guān)管構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)，SI與S4串聯(lián)成ー個(gè)橋臂，S2與S3串聯(lián)成另一個(gè)橋臂，兩組橋臂并聯(lián)連接，D1、D2、D3、D4分別為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管寄生體ニ極管或者外接快恢復(fù)ニ極管；諧振電感LI、諧振電容C4、第一變壓器Tl原邊繞組依次串聯(lián)連接后接入橋式結(jié)構(gòu)兩橋臂中點(diǎn)；第一變換單元12 (LLC諧振變換器)的正輸入端直接連接到分壓電容Cl的正極，第一變換單元12的負(fù)輸入端與第二變換單元13 (同樣為L(zhǎng)LC諧振變換器)的正輸入端和平衡電容C3的一端連接。第二變換單元13為L(zhǎng)LC諧振變換電路結(jié)構(gòu)四個(gè)開關(guān)管構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)，S5與S8串聯(lián)成ー個(gè)橋臂，S6與S7串聯(lián)成另一個(gè)橋臂，兩組橋臂并聯(lián)連接，D5、D6、D7、D8分別為對(duì)應(yīng)的開關(guān)管寄生體ニ極管或者外接快恢復(fù)ニ極管；諧振電感L2、諧振電容C5、第二變壓器T2原邊繞組依次串聯(lián)連接后接入橋式結(jié)構(gòu)兩橋臂中點(diǎn)；第二變換單元13的LLC諧振變換器的正輸入端與第一變換單元12的LLC諧振變換器的負(fù)輸入端和平衡電容C3的一端連接；第二變換單元13 (LLC諧振變換器)的負(fù)輸入端直接連接到分 壓電容C2的負(fù)極。在本實(shí)施例中，當(dāng)上述第一變換單元12和第二變換單元13為其它類型DC/DC變換器吋，其連接方式與上述連接方式相同。第一變換單元12的第一變壓器Tl與第二變換單元13的第二變壓器T2各自的副邊繞組并聯(lián)后接入由D9、D10、D11、D12、C6構(gòu)成的橋式整流濾波電路。傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)式電路中，母線分壓電容Cl和電容C2的連接點(diǎn)直接與兩個(gè)DC/DC變換器(即第一變換單元12和第二變換單元13)的中間連接點(diǎn)連接，分壓電容Cl和電容C2均分高壓母線電壓，且分別作為兩組LLC諧振變換器的輸入，因此兩組LLC諧振變換器的連接點(diǎn)電位相對(duì)穩(wěn)定。通過一定的控制，雖然電容Cl和電容C2電壓平均值可以獲得較好的平衡效果，但其瞬時(shí)值必然存在一定差異，且兩路LLC諧振電路(在本實(shí)施例中，即第一變換単元12和第二變換單元13)實(shí)際參數(shù)也必然存在一定的差異，造成變壓器副邊電壓、原邊諧振電流和輸出電流的瞬時(shí)值存在差異，兩路LLC諧振變換器瞬時(shí)功率不能平衡。如果不能采取有效的控制策略或嚴(yán)格控制主電路各關(guān)鍵器件的參數(shù)偏差，在變換器最大功率輸出或ー些動(dòng)態(tài)情況下，瞬時(shí)電流和功率的不平衡能達(dá)到非?？捎^的比例。為保證變換器的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須留有足夠的余量，設(shè)計(jì)的冗余度會(huì)明顯高于單個(gè)變換器的設(shè)計(jì)。在本實(shí)施例中，請(qǐng)參見圖2，當(dāng)増加平衡電容C3后，假設(shè)某時(shí)刻電容C3上的電壓為Uc3 (參考方向?yàn)樽筘?fù)右正)，則第一變換單元12的輸入電壓為Ua-Ura，而第二變換單元13的輸入電壓為Ue2+Ura，如果第一變換單元12的瞬時(shí)電流大于第二變換單元13的瞬時(shí)電流，即第一變換單元12與第二變換單元13的電流差值13_4>0，則平衡電容C3上將產(chǎn)生圖中方向由右向左的電流，使Uc3增加，因此Ua-Ura減小，而UC2+UC3増大，即第一變換單元12的輸入電壓將減小，第二變換單元13的輸入電壓將増大，從而使第一變換單元12的諧振電流減小，第二變換單元13的諧振電流増大，13_4將減小，形成對(duì)瞬時(shí)不平衡電流的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。由于平衡電容C3的加入，使兩個(gè)變換器的連接點(diǎn)電位相對(duì)母線分壓電容連接點(diǎn)電位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)變換單元的輸入電壓來平衡母線分壓電容電壓和電路參數(shù)的差異，從而實(shí)現(xiàn)兩組LLC諧振變換器輸入輸出功率瞬時(shí)自主均分。在本實(shí)施例中，圖3是圖2中電路的一種改進(jìn)，在圖3中，其整流濾波單元中濾波時(shí)較圖2多串聯(lián)ー個(gè)電感，可以得到更好的濾波效果。此外，在本實(shí)施例中，也可以將上述第一變換單元12和第二變換單元13輸出的交流電壓分別通過各自的整流模塊整流后再并接到一起進(jìn)行濾波并輸出或分別通過各自的整流模塊整流，井分別濾波后再并接到一起進(jìn)行輸出。同吋，上述整流模塊和濾波部分的電路也可以做出各種變形，具體情況請(qǐng)參見圖4、圖5、圖6、圖7和圖8;在圖4中，基本情況與圖2相似，不同之處在于第一變換單元12和第二變換單元13輸出的交流電壓分別通過各自的整流模塊整流后再并接到一起進(jìn)行濾波并輸出；圖5與圖4相似，僅在整流前増加了一個(gè)電感或利用變壓器副方漏感抑制負(fù)載引起的電流突變；圖6將圖5中的電感移動(dòng)到整流之后；圖7將圖6中的兩個(gè)電感合并為ー個(gè)；圖8為型濾波。總之，圖5-圖8是圖4的改進(jìn)，而圖4是本實(shí)施例中不同于圖2情況，即將第一變換單元12和第二變換單元13輸出的交流電壓通過單獨(dú)的整流模塊整流后并聯(lián)，然后再濾波后供給該變換裝置的負(fù)載。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員
來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，包括將高電壓值的輸入直流電壓分壓的分壓?jiǎn)卧?，所述分壓単元包括一個(gè)其電壓為所述輸入直流電壓的一半的分壓輸出端；由所述分壓単元的ー個(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得分壓后的直流電壓并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的交流電壓輸出的第一變換單元；由所述分壓単元的另ー個(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得分壓后的直流電壓并將其轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓值的交流電壓輸出的第二變換単元；所述第一變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第一輸入端；所述第二變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第二輸入端；所述第一輸入端和第二輸入端相互連接；其特征在于，還包括連接所述分壓輸出端和所述第一輸入端的平衡単元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述平衡単元包括串接在所述分壓輸出端和所述第一變換單元、第二變換單元電壓輸入端一端的平衡電容；所述平衡電容一端連接在所述分壓輸出端上，另一端連接在所述第一輸入端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述第一變換單元和第二變換單元分別為具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DC/DC變換器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在干，所述第一變換單元和第二變換單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括脈沖寬度調(diào)制、移相軟開關(guān)或LLC串聯(lián)諧振變換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在干，還包括整流濾波單元，所述整流濾波單元分別將所述第一變換單元和所述第二變換單元輸出的交流電壓通過單獨(dú)的整流模塊整流后并聯(lián)，濾波后供給所述變換裝置的負(fù)載或所述第一變換單元和所述第二變換單元輸出的交流電壓并聯(lián)后通過整流模塊整流、濾波并供給所述變換裝置的負(fù)載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述整流模塊包括全波整流、半波整流或同步整流電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述分壓単元包括第一電容和第二電容，所述第一電容和第二電容串接后并接在電壓輸入端；所述第一電容和第二電容的連接點(diǎn)為所述分壓輸出端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在干，所述第一變換單兀的電壓輸入端電連接于所述第一電容兩端；其一端與所述第一電容未與所述第二電容連接的一端連接，其另一端通過所述平衡単元與所述分壓輸出端連接；所述第二變換單元的電壓輸入端電連接于所述第二電容兩端；其一端與所述第二電容未與所述第一電容連接的一端連接，其另一端通過所述平衡単元與所述分壓輸出端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述第一變換單元包括依次串聯(lián)的第一橋式開關(guān)模塊、第一諧振模塊和第一變壓器；所述第一橋式開關(guān)模塊并接在所述第一電容兩端，其輸出端為兩個(gè)，其中ー個(gè)輸出端依次通過第一諧振模塊、第一變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；所述第一諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路；所述第二變換單元包括依次串聯(lián)的第二橋式開關(guān)模塊、第二諧振模塊和第二變壓器；所述第二橋式開關(guān)模塊并接在所述第二電容兩端，其輸出端為兩個(gè)，其中ー個(gè)輸出端依次通過第二諧振模塊、第二變壓器原邊與另ー個(gè)輸出端連接；所述第二諧振模塊為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，其特征在于，所述第一橋式開關(guān)模塊包括橋式結(jié)構(gòu)，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)；所述第一開關(guān)和第四開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第一電容上；所述第二開關(guān)和第三開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第一電容上；所述第一開關(guān)和第四開關(guān)的連接點(diǎn)和所述第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)為所述第一橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端；所述第二橋式開關(guān)模塊包括橋式結(jié)構(gòu)，包括第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)和第八開關(guān)；所述第五開關(guān)和第八開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第二電容上；所述第六開關(guān)和第七開關(guān)串接后通過所述平衡單元并接在所述第二電容上；所述第五開關(guān)和第八開關(guān)的連接點(diǎn)和所述第六開關(guān)和第七開關(guān)的連接點(diǎn)為所述第二橋式開關(guān)模塊的兩個(gè)輸出端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，包括分壓?jiǎn)卧?，所述分壓?jiǎn)卧ǚ謮狠敵龆?；由所述分壓?jiǎn)卧囊粋€(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得直流電壓的第一變換單元；由所述分壓?jiǎn)卧牧硪粋€(gè)輸出端和所述分壓輸出端取得直流電壓的第二變換單元；所述第一變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第一輸入端；所述第二變換單元與所述分壓輸出端電連接的電壓輸入端為第二輸入端；還包括連接所述分壓輸出端和所述第一輸入端的平衡單元。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電壓電流平衡的級(jí)聯(lián)式DC/DC變換裝置，具有以下有益效果提高變換器的效率、功率密度和可靠性；避免采用復(fù)雜的控制和保護(hù)策略，降低變換器的設(shè)計(jì)和制造難度。
文檔編號(hào)H02M3/28GK102868301SQ20121033170
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者謝永剛, 方耿 申請(qǐng)人:深圳市泰昂能源科技股份有限公司