[发明专利]一种多相错相并联双级变换器

说明书

[技术领域]

本发明涉及DC-DC变换电路，尤其涉及一种包括至少2个带有前级调节器的谐振变换电路的多相错相并联双级变换器。

[背景技术]

传统的谐振变换电路具有原边开关管容易实现软开关，副边开关管可以实现软恢复，开关损耗低，效率高的优点，但是，谐振变换电路有一个很大的缺点，就是输出电流纹波很大。解决上述问题的一个方法是将两个或多个谐振变换电路错相并联工作，这种方法可以大大减小输出纹波电流。但是，当交错并联的多个谐振变换电路谐振参数差异比较大时，容易出现多个变换电路的输出电流不均衡，甚至出现某些电路不能向变压器副边传递功率的情况。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种各谐振变换电路均流工作，输入端和输出端纹波电流小的多相错相并联双级变换器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种多相错相并联双级变换器，包括控制电路和并联连接在输入正负母线和输出正负母线之间的至少2个带有前级调节器的谐振变换电路，带有前级调节器的谐振变换电路的谐振电路开环工作，通过前级调节器实现输出电压控制；控制电路控制各谐振变换电路同频错相工作，同时通过电流反馈控制保证各谐振变换电路的输出电流相同。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的谐振变换电路包括变压器以及输出整流电路。前级调节器的输入端与输入直流母线耦合，输出端作为所述谐振电路的输入；谐振电路的输出端与变压器原边耦合，变压器副边连接输出整流电路的输入端，输出整流电路的输出端与输出直流母线耦合；前级调节器的开关管驱动信号和谐振电路的开关管驱动信号由控制电路供给；输出母线电压、各谐振变换电路的电流信号作为反馈信号输入控制电路。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的控制电路包括开环PWM发波电路、电压环、与谐振变换电路数量相同的电流环和PWM发生器，开环PWM发波电路产生谐振变换电路所需的固定的控制PWM信号，保证各谐振变换电路同频错相工作；电压环通过比较输出母线电压和内部电压基准信号输出各电流环的基准电流；各电流环以电压环的输出的同一基准电流作为给定基准，通过与对应的谐振变换电路的电流信号做比较，由PWM发生器控制各对应谐振变换电路的输出电流；同时，各电流环控制对应PWM发生器输出的各前级变换器的开关管驱动信号同频错相，控制各对应前级变换器同频错相工作。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的前级调节器是Buck型调节器或Boost型调节器，所述的谐振变换电路是串联谐振变换电路、并联谐振变换电路或串并联谐振变换电路；所述的谐振变换电路是全桥、半桥或三电平结构。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的前级调节器为Buck型调节器，所述前级调节器包括第一开关管、第一二极管，电感元件和第一电容，包括下述两种连接方式：

第一开关管的一端与输入负母线相连，另一端与所述第一二极管的阳极、电感元件的第一端相连，控制端连接到控制电路对应的PWM发生器的控制信号输出端；第一二极管的阴极接输入正母线；第一电容的一端与输入正母线相连，另一端与电感元件的第二端相连；第一电容的两端作为前级调节器的输出端；

或第一开关管的一端与输入正母线相连，另一端与第一二极管的阴极、电感元件的第一端相连，控制端连接到控制电路对应的PWM发生器的控制信号输出端；第一二极管的阳极接输入负母线；第一电容的一端与输入负母线相连，另一端与电感元件的第二端相连；第一电容的两端作为前级调节器的输出端。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的谐振电路包括第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管，第一电感和第二电容，第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管组成全桥结构，全桥结构的输入端连接所述前级调节器的输出端；所述第一电感，第二电容与的变压器原边串联，串联电路的两端分别连接所述全桥结构的两个中点；第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管的控制端接所述开环PWM发波电路控制信号的输出端；其中，所述第一电感是实际的电感器件或是电路的等效漏感。

以上所述的多相错相并联双级变换器，所述的输出整流电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管组成全桥整流结构；全桥整流结构的中点连接变压器副边的输出端，全桥整流结构的正负端分别连接输出母线的正负端。

以上所述的多相错相并联双级变换器，各电流环的电流信号的采样电流包括输出正母线或负母线的电流、变压器原边电流、变压器副边电流或前级调节器电感元件电流。