[发明专利]适合于高压输入大功率输出的DC/DC变换器

说明书

技术领域

本发明属于一种DC/DC变换器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，对电能变换装置的要求越来越高，特别是对输入功率因数的要求越来越高。经三相功率因数校正后，电路的输出一般可以达到760~800V，这就要求提高后级的DC/DC变换器的开关管的电压等级，使功率开关管的选择变得困难，增加了制造成本。而且，为了减小变换器的体积和重量，必须提高开关频率，就要求实现开关管的软开关（即零电压或零电流），以减少开关损耗。

发明内容

为了克服现有的DC/DC变换器的功率管选择困难、成本高、开关损耗较大的不足,本发明提供一种能够有效降低开关管的电压等级、降低成本、减少开关损耗的适合于高压输入大功率输出的DC/DC变换器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种适合于高压输入大功率输出的DC/DC变换器，包括两个输入分压电容串联组成输入分压电路、第一谐振变换器、第二谐振变换器以及两个谐振变换器共用的输出滤波电容，其中，所述第一谐振变换器和第二谐振变换器采用LLC串联谐振电路；第一输入分压电容的两端连接第一谐振变换器的输入端，所述第一谐振变换器的输出端连接输出滤波电容；第二输入分压电容的两端连接第二谐振变换器的输入端，所述第二谐振变换器的输出端连接输出滤波电容。

其中，第一谐振变换器和第二谐振变换器工作使用交错并联（interleave）技术。第一谐振变换器中S1、S6同时开通和关断；S2和S5同时开通和关断，且S1、S2互补导通，导通时间相同；同样第二谐振变换器中S3、S8同时开通和关断；S4和S7同时开通和关断，且S3、S4互补导通，导通时间相同；电路工作时通过控制电路使S3在S1导通（或关断）一半时间时开通，就可以实现两个谐振变换器的交错并联。使用交错并联技术，可以大大降低输出电容上的电流纹波，如图5，其中Il3与Il4分别是两个变换器的输出电流，I是Il3与Il4的和，其波动就是电容的纹波电流。

进一步，所述输出滤波电容有两个，所述第一谐振变换器的输出端连接第一输出滤波电容，所述第二谐振变换器的输出端连接第二输出滤波电容，两个输出滤波电容并联。

再进一步，所述第一谐振变换器和第二谐振变换器采用全桥LLC串联谐振电路。

或者是：所述第一谐振变换器和第二谐振变换器采用半桥LLC串联谐振电路。

更进一步，所述第一谐振变换器的电路结构：将第一开关管（S1）、第二开关管（S2）串联后，并联在第一输入分压电容的两端，第五开关管（S5）和第六开关管（S6）串联后，也并联在第一输入分压电容的两端，各个开关管均与对应的二极管并联；第一谐振电感（L1）和第一谐振电容（C5）分别与第一变压器（T1）的原边两端连接，所述第一开关管（S1）、第二开关管（S2）之间的中间节点与第一谐振电容（C5）连接，第五开关管（S5）和第六开关管（S6）之间的中间节点与第一谐振电感（L1）连接，第一变压器（T1）的副边连接第一整流电路，所述第一整流电路的输出连接第一输出滤波电容（C3）；

所述第二谐振变换器的电路结构：将第三开关管（S3）、第四开关管（S4）串联后，并联在第二输入分压电容的两端，第七开关管（S7）和第八开关管（S8）串联后，也并联在第二输入分压电容的两端，各个开关管均与对应的二极管并联；第二谐振电感（L2）和第二谐振电容（C6）分别与第二变压器（T2）的原边两端连接，所述第三开关管（S3）、第四开关管（S4）之间的中间节点与第二谐振电容（C6）连接，第五开关管（S5）和第六开关管（S6）之间的中间节点与第二谐振电感（L2）连接，第二变压器（T2）的副边连接第二整流电路，所述第二整流电路的输出端连接第二输出滤波电容（C4）。

所述第一整流电路为由四个二极管（D9、D10、D11、D12）组成的全桥整流电路；所述第二整流电路为由四个二极管（D13、D14、D15、D16）组成的全桥整流电路。

所述第一整流电路和第二整流电路均为同步整流电路。

与各个开关管对应的二极管是开关管的寄生二极管或复合二极管。

本发明的技术构思为：通过两个LLC电路原边的串联，使开关管的应力减少了一半；通过输出侧的交错并联使输出的电流纹波大大降低；保留了LLC串联谐振变换器主开关管在零电压状态下开通和关断，输出整流管在零电流状态下关断的特点，而且两个变换器具有动态和静态的自主均分输出功率的能力。