[发明专利]一种多功能变结构型直流变流器

摘要

本发明公开的多功能变结构型直流变流器包括一个直流电源，由四个开关管和两个多刀多掷开关、两个短路棒构成的逆变电路，一个隔离滤波电路，由四个二极管和一个多刀多掷开关、一个短路棒构成的整流电路，一个输出滤波电容。该电路通过对三个多刀多掷开关和三个短路棒连接状态的不同组合，可以得到如下五种不同功能结构的直流变流器。当直流变流器输入电压范围较宽时，可以通过变换拓扑结构来实现根据输入电压高低的不同以最优电路拓扑实现变流，提高了变流器的效率，减少了系统的元件冗余，降低了成本。

主权项

1.一种多功能变结构型直流变流器，其特征在于它包括：1)直流输入电源(Vin)，用于提供直流电压；2)第一直流-交流转换电路(110)，用于将所述输入的直流电压逆变成第一高频交流电压，包含第一主开关管(S1)，第二主开关管(S2)，第一谐振电容(CS1)，第一谐振电感器(LS1)，由第一、第二、第三三个子开关(K1-a、K1-b、K1-c)组成的第一多刀多掷联动开关(K1)和第一短路棒(K1-d)；第一主开关管(S1)的漏极与第一子开关(K1-a)的第一个端子(1)及第二子开关(K1-b)的第一个端子(2)相连，源极与直流输入电源(Vin)的负极和第二子开关(K1-b)的第二个端子(1)相连，第二主开关管(S2)的漏极和第三子开关(K1-c)的转换点相连，源极与第二子开关(K1-b)的转换点及第一谐振电容(CS1)的一端相连，第一谐振电容(CS1)的另一端和第一子开关(K1-a)的第二个端子(2)及第一短路棒(K1-d)的第一个固定端子相连，第一短路棒(K1-d)的第二个固定端子与电源(Vin)的正极相连，第一谐振电感器(LS1)一端与第一子开关(K1-a)的转换点和第三子开关(K1-c)的第一个端子(1)相连，第三子开关(K1-c)的第二个端子(2)和直流输入电源(Vin)的正极相连；3)第二直流-交流转换电路(120)，用于将所述输入的直流电压逆变成第二高频交流电压，包含第三主开关管(S3)，第四主开关管(S4)，第二谐振电容(CS2)，第二谐振电感器(LS2)，由第四、第五、第六三个子开关(K2-e、K2-f、K2-g)组成的第二多刀多掷联动开关(K2)和第二短路棒(K2-h)；第三主开关管(S3)的漏极与第四子开关(K2-e)的第一个端子(1)和第五子开关(K2-f)的第一个端子(2)相连，源极与直流输入电源(Vin)的负极和第五子开关(K2-f)的第二个端子(1)相连，第四主开关管(S4)的漏极和第六子开关(K2-g)的转换点相连，源极与第五子开关(K2-f)的转换点及第二谐振电容(CS2)的一端相连，第二谐振电容(CS2)的另一端和第四子开关(K2-e)的第二个端子(2)及第二短路棒(K2-h)的第一个固定端子相连，第二短路棒(K2-h)的第二个固定端子与电源(Vin)的正极相连，第二振电感器(LS2)一端与第四子开关(K2-e)的转换点和第六子开关(K2-g)的第一个端子(1)相连，第六子开关(K2-g)的第二个端子(2)和直流输入电源(Vin)的正极相连；4)隔离滤波电路(130)，该隔离滤波电路包括含有内在漏感和激磁电感的第一隔离变压器(TR1)，隔离滤波电容(Cr)和含有内在漏感和激磁电感的第二隔离变压器(TR2)，所述第一隔离变压器(TR1)具有两个原边绕组，第二隔离变压器(TR2)具有两个副边绕组，第一隔离变压器(TR1)的第一原边绕组的同名端(N1)与第二原边绕组的异名端(N4)和直流输入电源Vin的正极相连，第一隔离变压器(TR1)的第一原边绕组的异名端(N2)和第一谐振电感器(LS1)的另一端相连，第一隔离变压器(TR1)的第二原边绕组的同名端(N3)和第二谐振电感器(LS2)的另一端相连，所述隔离滤波电容(Cr)串联在第一隔离变压器(TR1)的副边绕组和第二隔离变压器(TR2)的原边绕组之间；5)整流电路(140)，包括四个整流二极管(DR1、DR2、DR3、DR4)，由第七、第八、第九三个子开关(K3-i、K3-J、K3-k)组成的第三多刀多掷联动开关(K3)和第三短路棒(K3-L)，第一整流二极管(DR1)的阳极与第二整流二极管(DR2)的阴极相连，第二整流二极管(DR2)的阳极与第八子开关(K3-J)的第一个端子(2)和第三短路棒(K3-L)的第一个固定端子相连，第四整流二极管(DR4)的阳极与第三整流二极管(DR3)的阴极相连，第三整流二极管(DR3)的阳极与第九子开关(K3-k)的第一个端子(2)和第三短路棒(K3-L)的第二个固定端子相连，第一整流二极管(DR1)的阴极与第四整流二极管(DR4)的阴极相连；第八子开关(K3-J)的转换点与第二隔离变压器(TR2)第一副边绕组的同名端(N5)相连，第八子开关(K3-J)的第二个端子(1)与第一、第二整流二极管的接点相连，第九子开关(K3-k)的转换点与第二隔离变压器(TR2)第二副边绕组的异名端(N8)相连，第九子开关(K3-k)的第二个端子(1)与第三、第四整流二极管的接点相连，第七子开关(K3-i)的第一个端子(1)与第三短路棒(K3-L)的活动端子相连，第七子开关(K3-i)的第二端子(2)与第二隔离变压器(TR2)的第一副边绕组的异名端(N6)和第二副边绕组的同名端(N7)相连；6)输出滤波电容(CO)，用于将整流电路输出的脉冲电流滤成直流电压输出给负载，滤波电容(CO)的一端与第一、第四整流二极管的接点相连，滤波电容(CO)的另一端与第七子开关(K3-i)的转换点相连。