[发明专利]直流电压变换器

权利要求书

1.一种用于直流的电压变换器，其特征是，该电压变换器由原边电源及可选的滤波电容、数个并联的直流电压变换单元、可选的高频变压器、副边滤波电容及输出端口构成。

2.根据权利要求1所述的直流电压变换器，其特征是，该电压变换器中数个并联的直流电压变换单元的拓扑为，二极管器件D_k1，限流电感L_k1，原边输入端口，三个环节串联组成原边支路；限流电感L_k2，n个中间能量模块M_k1，M_k2...M_kn，两个环节串联组成中间支路；二极管器件D_k2，限流电感L_k3，副边输出端口，三个环节串联组成副边支路；三条支路并联组成整个电路拓扑，其中，中间能量模块的结构为两个全控功率器件(IGBT类全控型器件)串联，再与电容C_M并联，全控功率器件的中间连接点和电容负端作为该中间能量模块的连接点串联接入中间支路，中间能量模块中的两个全控功率器件的控制信号互补，并且使中间能量模块接入中间支路的电压为电容C_M上电压或为零。

3.根据权利要求1和2所述的电压变换器，其特征是，每个直流变换单元的控制过程都分为：第一阶段，控制中间能量模块接入中间支路的电压，使能量由原端U₁经D_k1，L_K1，L_k2流入中间能量模块；第二阶段，控制中间能量模块接入中间支路的电压，使中间能量模块上存储的能量经由L_k2，L_k3，D_k2，流入副边输出端口，并联的直流变换单元各自的两阶段相互交错。

4.根据权利要求1和2所述的电压变换器，其特征是，直流变换单元的能量流动原理符合权力要求3所述，变换器中的器件采用具有类似控制性能或更好控制性能的器件取代。

5.根据权利要求1和2和3和4所述的电压变换器，其特征是，直流变换单元的能量流动原理符合权力要求3所述，限流电感中的一个或二个被省略。

6.根据权利要求1电压变换器，其特征是，可选的高频变压器可采用以下三种结构的一种：一，并联的直流变换单元输出端口连接在一起后流入一个高频变压器；二、并联的直流变换单元输出端口以及变压器的输出端口分别连接，但共用同一磁芯；三、并联的直流变换单元输出端口连接在一起直接输出，省略高频变压器。

7.根据权利要求1和2和3和4和5所述的电压变换器，其特征是，对该变换器中每个直流变换单元的控制方法为：第一阶段，轮流控制0个或1个或...或n个中间能量单元上电容接入以从原端吸取能量，吸取能量的过程中使输入电流为预设值并使中间能量单元的电容上电压升至预设值；第二阶段，轮流控制0个或1个或...或n个中间能量单元上电容接入以向副端放出能量，放出能量的过程中控制输出电流为预设值并控制中间能量单元的电容上电压降至预设值，并联的直流变换单元各自的两阶段相互交错。

8.根据权利要求1和2和3和4和5所述的电压变换器，根据权利要求6所述的控制方法，其特征是，对该变换器的控制方法为，只在中间能量单元吸取或释放能量阶段之一进行控制，即轮流控制0个或1个或...或n个中间能量单元上电容接入，以使电流为预设值并使中间能量单元的电容上电压升至预设值；在另一阶段，轮流控制0个或1个或...或n个中间能量单元上电容接入，依靠中间能量单元上电容和电流回路中电感的谐振实现能量的传递，并联的直流变换单元各自的两阶段相互交错。