[发明专利]一种循环交叉整流的多个模块组合变换器

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种循环交叉整流的多个直流变换器模块并联组合变换器。                           

背景技术

随着科学技术的发展，电源系统的电压、电流等级显著提高，对电源系统的容量、功率密度及可靠性要求也越来越高。在输入输出电压较低，电流等级较大的场合，输入并联输出并联（input-parallel-output-parallel，IPOP）组合方式得到了广泛的应用。这种连接方式降低了单个模块的功率等级及模块电路中功率开关管的电流应力，可选用较高频的开关管，减少电路的EMI辐射。另外，通过交错控制可以使各个模块电路的输入输出纹波相互抵消，进而减小相应滤波器的体积。

但是，在多个模块并联的应用场合，由于各个模块的参数差异，可能出现某些模块输出电流大、某些模块输出电流小甚至没有输出的情况，分担电流多的变换器模块相对于其它模块承担着更大的电流应力和热应力，容易出故障及老化，从而降低了整个变换器的可靠性和效率。因此考虑并联组合变换器各个模块之间的均流有很高的重要性。

现有的并联均流技术有很多种，主要有下垂法和有源均流法两大类。尤其是有源均流法有很多弊端：它们需检测各个模块的电流，采样的准确性对系统均流影响很大，而采样的准确性受采样电路元件寄生参数及采样电路寿命的影响；有的控制方式需要均流母线，而在均流母线故障或受到干扰时可能会使整个系统不能正常工作；均流控制器使整个系统的控制环节复杂化，导致控制系统设计难度加大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种循环交叉整流的多个模块组合变换器，本发明不需对模块电流进行采样或添加均流环就能够实现多模块并联自然均流。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种循环交叉整流的多个模块组合变换器，它由若干模块相连组成，每个模块由桥式电路、高频隔离变压器、整流电路和电感依次相连组成；各模块的桥式电路的输入端之间并联，各电感的输出端并联。

进一步地，所述桥式电路为全桥桥式电路或半桥桥式电路。

进一步地，所述桥式电路为全桥桥式电路，所述变换器还包括一隔直电容，该隔直电容接在全桥桥式电路任一桥臂与高频隔离变压器的原边之间。

进一步地，所述整流电路为全桥整流电路或全波整流电路。

进一步地，所述整流电路为全桥整流电路，高频隔离变压器的原边和副边均为单绕组，该全桥整流电路包括四个整流二极管D_1a-D_1d，其中，整流二极管D_1a的阳极与整流二极管D_1c的阴极相连，构成一桥臂，整流二极管D_1b的阳极与整流二极管D_1d的阴极相连，构成另一桥臂，整流二极管D_1c的阳极与整流二极管D_1d的阳极相连并接地，两个桥臂的中点接高频隔离变压器的副边，定义整流二极管D_1a的阴极为全桥整流电路的第一输出端口，整流二极管D_1b的阴极为全桥整流电路的第二输出端口；各模块的全桥整流电路的第一输出端口接该模块的电感，各模块的全桥整流电路的第二输出端口接下一个模块的电感，最后一个模块的全桥整流电路的第二输出端口接第一个模块的电感。

进一步地，所述整流电路为全波整流电路，高频隔离变压器的原边单绕组，副边双绕组且带中心抽头，该全波整流电路包括三个二极管D₁₁-D₁₃，二极管D₁₁和二极管D₁₂的阳极分别接高频隔离变压器副边，二极管D₁₃的阳极接高频隔离变压器的中心抽头并接地，二极管D₁₃的阴极接二极管D₁₁的阴极；定义二极管D₁₁的阴极为全波整流电路的第一输出端口，二极管D₁₂的阴极为全波整流电路的第二输出端口；各模块的全波整流电路的第一输出端口接该模块的电感，各模块的全波整流电路的第二输出端口接下一个模块的电感，最后一个模块的全波整流电路的第二输出端口接第一个模块的电感。