[发明专利]一种模块化大容量隔离型DC/DC变换器

摘要

一种模块化大容量隔离型DC/DC变换器，相比于现有的高增益变换器，各模块之间可实现自动均流，其中通过调节和拓展每个模块中所含二极管和电容的数量，还可实现对输入输出电压增益的调节，设计自由度较高，控制策略简单。同时通过带箝位电容的漏感能量缓冲模块，缓解由漏感引起的开关管电压应力高的问题，提高变换器的效率。与现有的大容量隔离型高升压DC/DC变换技术相比，所有开关和二极管的电压应力、电流应力均得到了显著降低并可调节，输入输出增益高且也可调节，适用于大容量且输入输出需要电气隔离的应用场合。

主权项

1.一种模块化大容量隔离型DC/DC变换器，其特征在于包括：一个直流输入电源，m个模块，一个输出二极管D0，一个输出滤波电容C0，负载RL，一个漏感能量缓冲模块，变压器T1、T2... Tm；所述变压器T1、T2... Tm一次侧的异名端分别相连，变压器T1、T2... Tm二次侧的异名端也分别相连；直流输入电源负极连接地；所述一个漏感能量缓冲模块包括一个开关SVT，一个电容CVT，一个电感LVT，一个二极管DVT；该变换器还包括变压器漏感Lk1、Lk2... Lkm，开关漏源极寄生电容C1、C2... Cm；具体连连接方式如下：m个模块中，第一模块的一次侧端，电感L1的一端引出，电感L1的另一端连接漏感LK1一端，所述电感L1和漏感LK1的结点连接功率开关S1漏极和二极管DVT1的阳极，功率开关S1源极连接地，二极管DVT1的阴极引出；漏感LK1的另一端连接变压器T1一次侧的同名端；第一模块的二次侧端，变压器T1二次侧同名端连接电容C1(n‑1)一端，电容C1(n‑1）一端与变压器T1二次侧同名端之间的节点引出，电容C1(n‑1）的另一端连接电容C1(n‑2)的一端，电容C1(n‑1)与电容C1(n‑2)之间的节点连接二极管D1(n‑1)的阴极并引出，D1(n‑1)阳极引出；依次连连接到第n个电容C11的一端，电容C11与电容C12之间的节点连接二极管D12的阴极，二极管D12阳极引出，电容C11的另一端连接二极管D11的阴极并引出，二极管D11阳极引出；第二模块的一次侧端，电感L2的一端引出，电感L2的另一端连接漏感LK2一端，所述电感L2和漏感LK2的结点连接功率开关S2漏极和二极管DVT2的阳极，功率开关S2源极连接地，二极管DVT2的阴极引出；漏感LK2的另一端连接第二变压器T2一次侧的同名端；第二模块的二次侧端，变压器T2二次侧同名端连接电容C2n一端，电容C2n的另一端连接电容C2(n‑1)的一端，电容C2n与电容C2(n‑1)的节点连接二极管D2n的阴极并引出，二极管D2n阳极引出；依次连连接到第n个电容C21的一端，电容C21与电容C22之间的节点连接二极管D22的阴极，二极管D22阳极引出，电容C21的另一端连接二极管D21的阴极并引出，二极管D21阳极引出；以此类推到第m模块，第m模块的一次侧端，电感Lm的一端引出，电感Lm的另一端连接漏感LKm一端，所述电感Lm和漏感LKm的结点连接功率开关Sm漏极和二极管DVTm的阳极，功率开关Sm源极连接地，二极管DVTm的阴极引出；漏感LKm的另一端连接第m变压器Tm一次侧的同名端；第m模块的二次侧端，变压器Tm二次侧同名端连接电容Cmn一端，电容Cmn的另一端连接电容Cm(n‑1)的一端，电容Cmn与电容Cm(n‑1)的节点连接二极管Dmn的阴极，二极管Dmn阳极引出；依次连连接到第n个电容Cm1的一端，电容Cm1与电容Cm2之间的节点连接二极管Dm2的阴极，二极管Dm2阳极引出，电容Cm1的另一端连接二极管Dm1的阴极并引出，二极管Dm1阳极引出；各个模块之间连连接：模块1，电感L1一端连接直流输入电源正极，二极管DVT1的阴极连接漏感能量缓冲模块中电容CVT的一端，电容C1(n‑1)一端与变压器T1之间节点的引出端连接二极管D2n的阳极，二极管D1(n‑1)的阴极连接二极管D2(n‑1)的阳极，二极管D1(n‑1)的阳极连接二极管Dmn阴极；以此类推到二极管D11的阴极连接二极管D21的阳极，二极管D11阳极连接二极管Dm2阴极；模块2，电感L2一端连接直流输入电源正极，二极管DVT2的阴极连接漏感能量缓冲模块中电容CVT的一端；二极管D2n的阴极连接二极管D3n的阳极，二极管D2(n‑1)的阴极连接二极管D3(n‑1)的阳极；以此类推到二极管D21的阴极连接二极管D31的阳极；以此类推到第m模块，模块m，电感Lm一端连接直流输入电源正极，二极管DVTm的阴极连接漏感能量缓冲模块中电容CVT的一端，二极管Dmn的阴极连接二极管D1(n‑1)的阳极，二极管Dm(n‑1)的阴极连接二极管D1(n‑2)的阳极；以此类推到二极管Dm2的阴极连接二极管D11的阳极；最后在电容Cm1的另一端连接二极管D0的阳极，二极管D0的阴极与电容C0和负载RL的一端相连，电容C0的另一端和负载RL的另一端与变压器T1二次侧同名端相连；漏感能量缓冲模块中，电感LVT的另一端连接直流输入电源正极，电感LVT的一端连接功率开关SVT的源极，功率开关SVT的漏极连接箝位电容的一端，箝位电容的另一端连接地；电感LVT的一端与功率开关漏极之间的结点连接二极管DVT的阴极，二极管DVT的阳极连接地。