换系统，其特征在于，所述DC-DC电路和DCX电路具有下述拓扑结构中的任意一种:P丽反激拓扑、P丽全桥正激拓扑、P丽推挽拓扑、P丽半桥拓扑、PffM全桥拓扑、移相全桥拓扑、LLC谐振半桥拓扑和LLC谐振全桥拓扑。3.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统的控制方法，其特征在于，双输出单相PFC变换器的第一直流电压输出(V1)的电压由双输出单相PFC变换器控制，双输出单相PFC变换器的第一直流电压输出(V1)的电压始终与负载(R。)两端电压(V。)成固定比例且该比例等于DCX电路输入电压和输出电压固有的电压比例，双输出单相PFC变换器的第二直流电压输出(V2)的电压由DC-DC电路控制且该电压始终大于等于交流电源(vac)瞬时电压的最大值。4.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第一二极管(Di)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述整流桥的交流电压输入端和交流电源(VAC)相连，整流桥输出电压(VDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2 )的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(Si)的漏极、第一输出滤波电容(Cl)的一端、即第一直流电压输出(Vl )的正端和第二输出滤波电容(C2 )的另一端，第一开关管(S1)的源极连于整流桥输出电压(VDC)的负端和第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(00的阳极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即第一直流电压输出(V1)和第二直流电压输出(V2)的公共负端。5.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第一二极管(Di)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述整流桥的交流电压输入端和交流电源(VAC)相连，整流桥输出电压(VDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第二开关管(S2)的漏极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2)的正端，第二开关管(S2)的源极连于第一开关管(S1)的漏极和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即第一直流电压输出(V1)的正端，第一开关管(Si)的源极连于第一输出滤波电容(Cl)的另一端、即第一直流电压输出(V1)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即第二直流电压输出(V2)的负端和整流桥输出电压(VDC)的负端。6.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由整流桥、升压电感(Lb)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第一二极管(Di)、第二二极管(D2)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述整流桥的交流电压输入端和交流电源(VAC)相连，整流桥输出电压(VDC)的正端连于升压电感(Lb)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(Si)的漏极、第一二极管(Di)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2)的正端，第一二极管(D1)的阴极连于第二开关管(S2)的漏极，第二开关管(S2)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的一端、即第一直流电压输出(V1)的正端和第二输出滤波电容(C2)的另一端，第一开关管(Si)的源极连于第一输出滤波电容(Cl)的另一端、即第一直流电压输出(V1)和第二直流电压输出(V2 )的公共负端和整流桥输出电压(m)的负端。7.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(Di)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述升压电感(Lb)的一端连于交流电源(VAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极和第二开关管(S2)的源极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极、第三二极管(D3)的阳极和第三开关管的(S3)漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容的一端、即第一直流电压输出(V1)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第二输出滤波电容(C2 )的一端、即第二直流电压输出(V2 )的正端，第一开关管(Si)的源极连于第一输出滤波电容(Cl)的另一端、即第一直流电压输出(Vi)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即第二直流电压输出(V2)的负端和第一二极管(D1)的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极和交流电源(VAC)的另一端。8.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由升压电感(Lb)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(Di)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述升压电感(Lb)的一端连于交流电源(VAC)的一端，升压电感(Lb)的另一端连于第一开关管(S1)的漏极、第二开关管(S2)的源极和第四开关管(D4)的阳极，第二开关管(S2)的漏极连于第二二极管(D2)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2)的正端，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(Cl)的一端、即第一直流电压输出(Vl )的正端，第一开关管(S1)的源极连于第一输出滤波电容(C1)的另一端、即第一直流电压输出(V1)的负端、第二输出滤波电容(C2)的另一端、即第二直流电压输出(V2 )的负端和第一二极管(Dl )的阳极，第一二极管(D1)的阴极连于第二二极管(D2)的阳极、第三二极管(D3)的阳极和交流电源(VAC)的另一端。9.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由第一升压电感(Lbi)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一输出滤波电容(C1)和第二输出滤波电容(C2)组成； 所述第一升压电感(Lbi)的一端连于第一开关管(Si)的漏极和第三二极管(D3)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第二开关管(S2)的漏极和第四二极管(D4)的阳极，第四二极管(D4)的阴极连于第三二极管(D3)的阴极、第五二极管(D5)的阳极和第三开关管(S3)的漏极，第三开关管(S3)的源极连于第一输出滤波电容(Cl)的一端、即第一直流电压输出(Vl )的正端，第五二极管(D5)的阴极连于第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2)的正端，第二输出滤波电容的另一端、即第二直流电压输出(V2)的负端连于第一输出滤波电容(Cl)的另一端、即第一直流电压输出(Vi)的负端、第一开关管(Si)的源极，第二开关管(S2)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lbl)的另一端和交流电源(VAC)的一端，交流电源(VAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。10.根据权利要求1所述的组合式功率变换系统，其特征在于，所述双输出单相PFC变换器由第一升压电感(Lbi)、第二升压电感(Lb2)、第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第一输出滤波电容(Cl)和第二输出滤波电容(C2 )组成； 所述第一升压电感(Lbi)的一端连于第一开关管(Si)的漏极和第五二极管(D5)的阳极，第二升压电感(Lb2)的一端连于第三开关管(S3)的漏极和第六二极管(D6)的阳极，第一开关管(S1)的源极连于第三二极管(D3)的阳极和第二开关管(S2)的漏极，第三开关管(S2)的源极连于第四开关管(D4)的阳极和第四开关管(S4)的漏极，第五二极管(D5)的阴极连于第六二极管(D6)的阴极和第二输出滤波电容(C2)的一端、即第二直流电压输出(V2)的正端，第三二极管(D3)的阴极连于第四二极管(D4)的阴极和第一输出滤波电容(C1)的一端、即第一直流电压输出(Vi)的正端，第一输出滤波电容(Cl)的另一端、即第一直流电压输出(Vi)的负端连于第二输出滤波电容(C2 )的另一端、即第二直流电压输出(V2 )的负端、第二开关管(S2 )的源极，第四开关管(S4)的源极，第一二极管(D1)的阳极和第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极连于第一升压电感(Lbl)的另一端和交流电源(VAC)的一端，交流电源(VAC)的另一端连于第二升压电感(Lb2)的另一端和第一二极管(D1)的阴极。
【专利摘要】本发明公开了双输出单相PFC变换器及其组合式功率变换系统和控制方法，属于电力电子变换器技术领域。所述组合式功率变换系统由双输出单相PFC变换器、DC-DC电路和DCX电路组合而成，所述双输出单相PFC变换器用于提供第一直流电压输出和第二直流电压输出，第一直流电压输出用作DCX电路的输入，第二直流电压输出用作DC-DC电路的输入，DCX电路和DC-DC电路的输出并联，双输出单相PFC变换器的第一直流电压输出始终与DCX电路的输出保持固定的比例、且等于DCX电路固有的输入输出电压之比，本发明可以减小PFC变换器的功率损耗、且使得输入功率最大程度经过高效率的DCX电路处理，从而大幅提升整体效率，特别适合负载电压大幅变化的交流-直流电能变换场合。
【IPC分类】H02M7/25, H02M1/42
【公开号】CN105515417
【申请号】CN201610058531
【发明人】吴红飞, 韩蒙, 牟恬恬
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月26日