[发明专利]一种高降压比直流电源

说明书

本发明公开了一种高降压比直流电源，该电源包括输入源、第一功率变换部分和第二功率变换部分；其中第一功率变换部分包含一个双端口输入、双端口输出的四端口电路，第二功率变换部分是一个双端口输入、双端口输出的多模块功率变换部分。所述电源具有改良的副边整流结构，能够提高变压器绕组利用率，并且能够使用耦合电感，提高系统效率和功率密度。同时可根据电压及功率等级灵活拓展，适用于高压输入、低压大电流输出的隔离/非隔离电源应用。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种高降压比直流电源。

背景技术

近年来人工智能、边缘计算等技术的兴起加大了了对数据处理的需求，而数据中心作为将电力转化为算力的枢纽，用电量也大幅提升，而随着数据中心规模的增大，为降低数据中心线路的传输损耗，48V总线体系已经成为一种新的标准，如何实现高效、高降压比工作，提升数据中心的能效比，已经成了当下研究的热点。

文献A 48V-to-1V Buck-Assisted Active-Clamp Forward Converter withReduced Voltage Stress for Datacenter Applications(2020 IEEE EnergyConversion Congress and Exposition(ECCE),2020)提出了一种有源钳位的正激型变换器，通过一级Buck部分以及一级单管正激部分来实现高降压比和高压隔离，相比于传统的有源钳位正激变换器，虽然原边侧开关管的电压应力有所改善，变压器原副边绕组均只在一个模态中传递功率，绕组利用率低，而且单个变压器不适用于大电流场合的应用。

文献A new high efficiency and high power density 48V to 1V converter(2021 IEEE 1st International Power Electronics and Application Symposium(PEAS)，2021)和文献Design Optimization of Unregulated LLC Converter withIntegrated Magnetics for Two-Stage 48V VRM(2019 IEEE Energy ConversionCongress and Exposition(ECCE),2019)均在LLC变换器的基础上提出了一种高降压比结构，变压器原边绕组利用率相比于单管正激变换器提高了一倍，而且采用了矩阵变压器结构，但变压器副边采用了两个绕组，每个绕组仍只在一个工作模态中传递功率，因此副边绕组利用率仍较低。

发明内容

鉴于上述，为解决现有技术中变压器绕组利用率低的问题，提高系统效率和功率密度，本发明提供了一种高降压比直流电源，该电源中变压器副边的整流部分有所改良，绕组利用率高，同时可根据输入电压和功率等级整流模块数，拓展性好，适用于高压输入、低压大电流输出场合下的隔离/非隔离电源应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高降压比直流电源，其包括：输入源、第一功率变换部分和第二功率变换部分；

所述第一功率变换部分包含4个开关管和四个端口，其中，第一开关管的漏极、第二开关管的漏极以及第一功率变换部分的第一端口共接，第一开关管的源极、第三开关管的漏极以及第一功率变换部分的第二端口共接，第三开关管的源极、第四开关管的源极以及第一功率变换部分的第四端口共接，第二开关管的源极、第四开关管的漏极以及第一功率变换部分的第三端口共接；

所述第二功率变换部分包含k个整流模块和四个端口，