一种模块化宽输入宽输出电压范围DC-DC变换器

文档序号:33937421发布日期:2023-04-22 16:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种模块化宽输入宽输出电压范围dc-dc变换器,其特征在于:所述dc-dc变换器采用两级结构,前级为多电平的dc-dc拓扑,后级为电压增益固定的直流变压器dcx拓扑,所述dc-dc变换器还包括两个及以上的中间母线、输入源和负载;

2.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:所述dc-dc变换器的前后级可以互换,即所述输入源连接作为前级的所述电压增益固定的直流变压器dcx拓扑,而所述多电平的dc-dc拓扑连接所述负载。

3.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:级联半桥结构,具体包括输入源、电感和半桥结构;所述半桥结构为两个或者多个,并且所述半桥结构的桥臂中点连接所述电感或者连接上一个半桥结构的母线输出端负极,每个级联的所述半桥结构的母线输出端负极连接下一个半桥结构的桥臂中点或者所述输入源的负端。

4.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:级联h桥chb结构,具体包括输入源、电感和两个或者多个半桥单元;所述级联h桥chb结构的每个所述半桥单元具有两个半桥结构,第一半桥结构的桥臂中点连接电感或者连接上一个半桥单元的第二半桥结构的桥臂中点;每个所述半桥单元的第二半桥结构的桥臂中点连接下一个半桥单元的第一半桥结构的桥臂中点或者所述输入源的负端。

5.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:所述级联的三电平或者级联多电平结构的每个级联元胞,具有两个或者多个半桥单元;所述半桥单元间级联;所述每个级联元胞均为多电平结构。

6.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:所述直流变压器dcx拓扑具体包括多个dcx单元、输入端和输出端,每个dcx单元包含半桥或全桥的原边开关网络,电感和电容的谐振网络以及整流器;所述多个dcx单元输出端为串联、并联或者两者的自由组合。

7.根据权利要求6所述的变换器,其特征在于:所述dcx单元输出端为并联时,所述dcx输出端的所有正端直接相连,连接负载的正端;所述dcx输出端的所有负端直接相连,连接负载的负端。

8.根据权利要求5所述的变换器,其特征在于:每个所述dcx单元均采用低压器件。

9.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:所述级联半桥结构和所述级联h桥chb结构均采用载波移相控制,每个半桥单元采用共同占空比控制,或,占空比按照各自的单元需求独立调整。

10.根据权利要求1所述的变换器,其特征在于:隔离采样dcx的输出电压作为前级多电平的控制反馈信号,或者采样任意一个单元的母线电压作为反馈信号。


技术总结
本发明涉及一种模块化宽输入宽输出电压范围DC‑DC变换器,前级为多电平拓扑,采用级联的多元胞结构,每个元胞均包含斩波电路、滤波网络和输出端口;后级采用固定开关频率固定电压增益的DCX(直流变压器)拓扑。实施案例中采用的是LLC‑DCX拓扑。该变换器具有易于模块化、高效率、高功率密度,宽的输入电压和宽的输出电压的优点。本发明前后级位置可互换,同时区别于单独的CHB拓扑或者其他多电平拓扑(比如飞跨电容),该方案不需要特殊的控制即可实现多个单元间的自动均压,或者配置成固定的电压比例,包括轻载工况以及各单元负载不平衡的工况。本发明实现了电感纹波的倍频降低了电感上的秒,同时降低了电感上的伏,保证了高效率和高功率密度。

技术研发人员:吴新科,黄新隆
受保护的技术使用者:浙江大学杭州国际科创中心
技术研发日:
技术公布日:2024/1/11
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