一种直流变换器和直流变换系统的制作方法

1.本实用新型涉及无线通信技术领域，特别涉及一种直流变换器和直流变换系统。


背景技术：

2.直流
‑
直流变换器(简称dc
‑
dc变换器)，顾名思义，输入和输出都是直流电的功率变换单元。典型的dc
‑
dc变换器通常包括输入电容、直流
‑
直流变换单元以及输出电容。
3.dc
‑
dc变换器最终使用时，都需要接直流输入电源，输出侧如果接直流母线时，也相当于接到直流电源，众所周知，直流电是有极性的，如果极性接反，或dc
‑
dc变换器内部短路，则会损坏dc
‑
dc变换器或直流电源。
4.综上所述，使用dc
‑
dc变换器对直流电进行变换时，存在损坏dc
‑
dc变换器或直流电源的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种直流变换器和直流变换系统，用以解决现有技术中使用dc
‑
dc变换器对直流电进行变换时，存在损坏dc
‑
dc变换器或直流电源的问题。
6.第一方面，本实用新型提供一种直流变换器，包括保护单元、至少一个直流变换单元、与所述直流变换单元对应的输入端口以及与所述直流变换单元对应的输出端口，其中：
7.所述直流变换单元的输入端和所述保护单元的一端分别与所述输入端口的不同端连接；
8.所述直流变换单元的输出端和所述保护单元的一端分别与所述输出端口的不同端连接；
9.所述直流变换单元的公共端与所述保护单元的另一端连接。
10.在一种可能的实施方式中，所述保护单元包括下列中的部分或全部：
11.保险组件；
12.热敏保护电阻；
13.继电器组件。
14.在一种可能的实施方式中，所述保护单元包括：
15.所述保险组件、所述热敏保护电阻以及所述继电器组件串联连接。
16.在一种可能的实施方式中，所述继电器组件包括下列中的部分或全部：
17.继电器；
18.电阻；
19.二极管。
20.在一种可能的实施方式中，所述保护单元包括：
21.所述继电器和所述电阻并联连接；或
22.所述电阻与所述二极管串联连接后，与所述继电器并联连接。
23.在一种可能的实施方式中，所述直流变换单元包括至少一个开关储能组件，所述
开关储能组件包括下列中的部分或全部：
24.开关组件；
25.电容；
26.电感。
27.在一种可能的实施方式中，所述开关储能组件包括第一开关组件、第二开关组件以及第一电感，其中：
28.所述第一开关组件的一端作为所述开关储能组件的输入端，所述第一开关组件的另一端分别与所述电感的一端以及所述第二开关组件的一端连接；
29.所述电感的另一端作为所述开关储能组件的输出端；
30.所述第二开关组件的另一端作为所述开关储能组件的公共端。
31.在一种可能的实施方式中，所述直流变换单元包括多个开关储能组件，其中：
32.所述多个开关储能组件并联连接；或
33.所述多个开关储能组件串联连接。
34.在一种可能的实施方式中，还包括第一电容和/或第二电容：
35.所述第一电容连接于所述直流变换单元的输入端和所述直流变换单元的公共端之间；
36.所述第二电容连接于所述直流变换单元的输出端和所述直流变换单元的公共端之间。
37.第二方面，本实用新型还提供一种直流变换系统，包括如第一方面任一所述的直流变换器、与所述直流变换器中的输入端口对应的输入直流电源以及与所述直流变换器中的输出端口对应的输出直流电源，其中：
38.所述输入直流电源与所述输入端口连接，所述输出直流电源与所述输出端口连接。
39.本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种直流变换器，包括保护单元、至少一个直流变换单元、与所述直流变换单元对应的输入端口以及与所述直流变换单元对应的输出端口，直流变换单元的输入端和保护单元的一端分别与输入端口的不同端连接，直流变换单元的输出端和保护单元的一端分别与输出端口的不同端连接，直流变换单元的公共端与保护单元的另一端连接。由于本实用新型提供的直流变换器包括保护单元，并且保护单元既和直流变换单元的输入端连接，又和直流变换单元的输出端连接，从而当直流变换器内部短路时，可以通过保护单元保护输入直流电源和直流输出电源，当直流输入电源和/或直流输出电源短路时，可以通过保护单元保护直流变换器。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本实用新型提供的一种直流变换器的结构示意图；
42.图2为本实用新型提供的包括两个直流变换单元的直流变换器的结构示意图；
43.图3为本实用新型提供的又一种直流变换器的结构示意图；
44.图4为本实用新型提供的又一种直流变换器的结构示意图；
45.图5为本实用新型提供的一种开关储能组件的结构示意图；
46.图6为本实用新型提供的又一种开关储能组件的结构示意图；
47.图7为本实用新型提供的又一种开关储能组件的结构示意图；
48.图8为本实用新型提供的一种开关储能组件并联连接的结构示意图；
49.图9为本实用新型提供的一种开关储能组件串联连接的结构示意图；
50.图10为本实用新型提供的又一种开关储能组件并联连接的结构示意图；
51.图11为本实用新型提供的一种四个开关储能组件组成的直流变换单元的结构示意图；
52.图12为本实用新型提供的一种直流变换系统的结构示意图；
53.图13为本实用新型提供的又一种直流变换系统的结构示意图。
具体实施方式
54.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种直流变换器，由于本实用新型提供的直流变换器包括保护单元，并且保护单元既和直流变换单元的输入端连接，又和直流变换单元的输出端连接，从而当直流变换器内部短路时，可以通过保护单元保护输入直流电源和直流输出电源，当直流输入电源和/或直流输出电源短路时，可以通过保护单元保护直流变换器。
56.下面结合附图以及具体实施例，对本实用新型实施例提供的直流变换器进行详细说明。
57.如图1所示，本实用新型提供的一种直流变换器，包括保护单元100、至少一个直流变换单元200、与所述直流变换单元对应的输入端口a以及与所述直流变换单元对应的输出端口b。
58.直流变换单元200的输入端和保护单元100的一端分别与输入端口a的不同端连接；
59.直流变换单元200的输出端和保护单元100的一端分别与输出端口b的不同端连接；
60.直流变换单元200的公共端与保护单元100的另一端连接。
61.从图1可以看出，直流变换器包括的保护单元既和直流变换单元的输入端连接，又和直流变换单元的输出端连接，从而当直流变换器内部短路时，可以通过保护单元保护输入直流电源和直流输出电源，当直流输入电源和/或直流输出电源短路或电极接反时，可以通过保护单元保护直流变换器。
62.在实施中，直流变换器可以包括至少一个直流变换单元200，如果只包括一个直流变换单元200，则包括一个输入端口和一个输出端口；如果有多个直流变换单元200，则每个
直流变换单元200对应一个输入端口，对应一个输出端口。
63.比如，直流变换器包括3个直流变换单元，分别为直流变换单元1、直流变换单元2以及直流变换单元3，直流变换单元1对应的输入端口为a1，输出端口为b1，直流变换单元2对应的输入端口为a2，输出端口为b2，直流变换单元3对应的输入端口为a3，输出端口为b3。
64.需要说明的是，因为直流电源包括正极和负极，因此本实用新型中的端口可以包括两个端，一端连接直流电源的正极，另一端连接直流电源的负极。
65.下面以具体实施例进行说明。
66.如图2所示，为本实用新型提供的包括两个直流变换单元的直流变换器。从图2中可以看出，该直流变换器包括两个直流变换的单元，200
‑
1和200
‑
2，其中，直流变换单元200
‑
1对应的输入端口为a1和a’，对应的输出端口为b1和b’，由于直流变换单元200
‑
1对应的输入端口a(a1和a’)和输出端口b(b1和b’)与保护单元100连接，直流变换单元200
‑
1与保护单元100连接，直流变换单元200
‑
2的输入端口a(a2和a’)和输出端口b(b2和b’)也与保护单元100连接，直流变换单元200
‑
2与保护单元100连接，因此，保护单元100可以保护与输入端口连接的直流电源，也可以保护与输出端端口连接的直流电源，还可以保护直流变换单元200
‑
1和200
‑
2。
67.在具体实施中，本实用新型提供的直流变换器还可以包括第一电容和/或第二电容，其中，第一电容连接于直流变换单元的输入端和直流变换单元的公共端之间，第二电容连接于直流变换单元的输出端和直流变换单元的公共端之间。
68.本实用新型中的第一电容和第二电容都起到滤波作用，可以使直流变换单元的输入端的直流电压以及直流变换器的输出端口的直流电压更加稳定。
69.具体的，可以将第一电容称为输入电容，将第二电容称为输出电容。
70.如图3所示，为本实用新型提供的一种直流变换器的结构示意图。从图3中可以看出，输入电容c1连接于直流变换单元200的输入端和直流变换单元200的公共端之间，输出电容c2连接于直流变换单元200的输出端和直流变换单元200的公共端之间。其中，c1用于过滤端口a输入的直流电压，c2用于过滤直流变换单元200输出的变换后的直流电压。
71.如图4所示，为本实用新型提供的又一种直流变换器的结构示意图，图4中，输入电容为c1和c3，输出电容为c2和c4。
72.从图4中可以看出，输入电容c1连接于直流变换单元200
‑
1的输入端和直流变换单元200
‑
1的公共端之间，输出电容c2连接于直流变换单元200
‑
1的输出端和直流变换单元200
‑
1的公共端之间。其中，c1用于过滤输入端口a1和a’输入的直流电压，c2用于过滤直流变换单元200
‑
1输出的变换后的直流电压。
73.输入电容c3连接于直流变换单元200
‑
2的输入端和直流变换单元200
‑
2的公共端之间，输出电容c4连接于直流变换单元200
‑
2的输出端和直流变换单元200
‑
2的公共端之间。其中，c3用于过滤输入端口a2和a’输入的直流电压，c4用于过滤直流变换单元200
‑
2输出的变换后的直流电压。
74.本实用新型实施例中，保护单元可以包括保险组件、热敏保护电阻组件以及继电器组件中的部分或全部。
75.如果保护单元为保险组件，比如为可恢复保险，当输入端口发生短路时，由于保护单元100串连输入端口的不同端之间，因此保险组件可以快速分断起到短路保护的作用。当
输出端发生短路时，保护单元100串连在输出端口的不同端之间，保险组件同样可以快速分断起到短路保护作用。
76.如果保护单元为继电器组件，当输入端口的电压极性符合预设值时，继电器组件开关闭合，否则，继电器组件开关断开，防止输入端口的输入直流电源和/或输出端口连接的输出直流电源极性接反；当输出端口的电压极性符合预设值时，继电器开关闭合，否则，继电器开关断开，防止输入端口的输入直流电源和/或输出端口连接的输出直流电源极性接反。
77.如果保护单元为电阻或者电阻和二极管的组合，当输入端口接直流电源时，保护单元100和输入电容串连，限制输入电容的冲击电流，避免在输入端口接触直流电源瞬间，接触点出现直流拉弧产生火花的现象。同样的，当输出端口接直流电源时，保护单元100和输出电容串连，限制输出电容的冲击电流，同样，也可以避免在输出端口接触直流电源瞬间，接触点出现直流拉弧产生火花的现象。
78.下面对保护单元的具体实施进行详细说明。
79.如果保护单元包括保险组件、热敏保护电阻组件以及继电器组件，保险组件、热敏保护电阻以及继电器组件可以串联连接。
80.本实用新型实施例中的继电器组件可以包括以下中的部分或全部，继电器、电阻、二极管。
81.如果保护单元包括继电器和电阻，则继电器和电阻可以并联连接，组成保护单元；如果保护单元包括继电器、电阻以及二极管，则电阻和二极管可以串联后，与继电器并联，组成保护单元。
82.公共回路的电流是输入电流减去输出电流的绝对值，因此，公共回路的电流总是小于输入电流或者输出电流。本实用新型将保护单元设置在公共回路上，比设置在输入回路或者输出回路上的电流额定值小，因此可以选择额定电流更小的保护电路，从而可以选择额定电流更小的保护器件，节约成本。
83.上述是对本实用新型实施例中保护单元的说明，下面对本实用新型实施例中直流变换单元进行详细说明。
84.本实用新型实施例中，直流变换单元可以包括至少一个开关储能组件，开关储能组件可以包括下列中的部分或全部：
85.开关组件；
86.电容；
87.电感。
88.其中，开关组件可以包括mosfet、igbt或者二极管。
89.下面以具体的实施例对本实用新型提供的开关储能组件进行说明。
90.如图5所示，为本实用新型实施例提供的一种开关储能组件的结构示意图。
91.从图5中可以看出，该开关储能组件中包括两个开关组件和一个电感，其中，开关组件s11的一端作为开关储能组件的输入端，开关组件s11的输出端分别与电感l11的一端和开关组件s12的一端连接，电感l11的另一端作为开关储能组件的输出端，开关组件s12的另一端作为开关储能组件的公共端。
92.如图6所示，为本实用新型实施例提供的又一种开关储能组件的结构示意图。
93.从图6中可以看出，该开关储能组件包括四个开关组件和一个电感，其中，开关s21的一端作为开关储能组件的输入端，开关s21的另一端分别与电感l21的一端和开关s22的另一端连接，电感l的另一端和开关s23的一端连接，开关s23的另一端与开关s24的一端连接，作为开关储能组件的输出端，开关s22的另一端与开关s24的另一端连接，作为开关储能组件的公共端。
94.如图7所示，为本实用新型实施例提供的又一种开关储能组件的结构示意图。
95.从图7中可以看出，给开关储能组件包括四个开关组件，两个电感，两个电容。其中，电感l31的一端作为开关储能组件的输入端，电感l31的另一端分别与开关组件s31的一端和开关组件s33的一端连接，开关组件s31的另一端分别与电容c31的一端和开关组件s32的一端连接，开关s32的另一端分别与开关s34的一端和电感l32的一端连接，电感s32的另一端作为开关储能组件的输出端，开关s34的另一端分别和电容c32的一端和开关s33的另一端连接，电容c32的另一端和电容c31的另一端连接，作为开关储能组件的公共端。
96.如果直流变换单元包括一个开关储能组件，则开关储能组件的输入端为直流变换单元的输入端，开关储能组件的输出端为直流变换单元的输出端；如果直流变换单元包括多个开关储能组件，则直流变换单元包括多个开关储能组件并联连接，或多个开关储能组件串联连接。
97.如图8所示，为开关储能组件并联连接的结构示意图。
98.图8中，直流变换单元包括3个开关储能组件，开关储能组件800、开关储能组件801以及开关储能组件802，从图8中开看出，开关储能组件800的输入端分别与开关储能组件801和开关储能组件802的输入端连接，作为直流变换单元的输入端，开关储能组件800的输出端与开关储能组件801和开关储能组件802的输出端连接，作为直流变换单元的输出端；开关储能组件800的公共端分别与开关储能组件801和开关储能组件802的公共端连接，作为直流变换单元的公共端。
99.如图9所示，为开关储能组件串联连接的结构示意图。
100.图9中，直流变换单元包括3个开关储能组件，开关储能组件900、开关储能组件901以及开关储能组件902，从图9中开看出，开关储能组件900的输入端作为直流变换单元的输入端，开关储能组件900的输出端与开关储能组件901的输入端连接，开关储能组件901的输出端与开关储能组件902的输入端连接，开关储能组件902的输出端作为直流变换单元的输出端，开关储能组件900的公共端分别与开关储能组件901和开关储能组件902的公共端连接，作为直流变换单元的公共端。
101.下面以具体实施例对多个开关储能组件的并联和串联进行详细说明。
102.将两个图5所示的开关储能组件进行串联，如图10所示，两个相同的开关储能组件反向串联后，两个电感可以等效为一个电感，即为图6所示的开关储能组件。
103.如图11所示，为本实用新型提供的一种四个开关储能组件组成的直流变换单元的结构示意图。
104.图11中包括4个开关储能组件，4个开关储能组件分别由电感、电容以及开关组件组成，分别为开关储能组件1100、开关储能组件1101、开关储能组件1102以及开关储能组件1103，开关储能组件1100和开关储能组件1101串联，开关储能组件1102和开关储能组件1103串联，开关储能组件1100和开关储能组几件1102并联，开关储能组件1101和开关储能
组件1103并联。
105.图11中的直流变换单元中的并联的电感l11和电感l12可以等效为一个电感，并联的电感l13和电感l14可以等效为一个电感，并联的电容c11和电容c12可以等效为一个电容，并联的电容c13和电容c14可以等效为一个电容。图11中等效后的变换直流单元即图6中所示的直流变换单元。
106.基于同一构思，本实用新型还提供一种直流变换系统，包括上述涉及的任意一种直流变换器、与该直流变换器中的输入端口对应的输入直流电源以及与该直流变换器中的输出端口对应的输出直流电源，其中，输入直流电源与输入端口连接，输出直流电源与输出端口连接。
107.如图12所示，为本实用新型提供的一种直流变换系统。图12中，直流变换器包括一个输入端口和一个输出端口，因此，该直流变换系统包括一个输入直流电源dc1和一个输出直流电源dc2。
108.如图13所示，为本实用新型提供的又一种直流变换系统。图13中包括两个输入端口和两个输出端口，因此，该直流变换系统包括两个输入直流电源dc3和dc4，包括两个输出直流电源dc5和dc6，其中，dc3和dc5对应，dc4和dc6对应。
109.以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。
110.相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。
111.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。