直流变换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种直流变换器。所述直流变换器包括分压单元和变换电路，变换电路包括第一开关单元、第二开关单元、电感单元、第一单向导电单元和第二单向导电单元；电感单元包括控制模块和至少两个开关电感；所述控制模块用于当第一开关单元和第二开关单元都导通时控制至少两个开关电感并联于正相变换电压输出端和负相变换电压输出端之间，当第一开关单元导通而第二开关单元关断或第二开关单元导通而第一开关单元关断时控制所述至少两个开关电感串联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间。本实用新型专利技术在提升了电压增益的同时降低了电路对开关器件两端应力承受能力的要求，并且不会产生效率降低或电路体积和成本增加的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流变换
，尤其涉及一种直流变换器。
技术介绍
高电压转换比的DC-DC(直流-直流)变换器广泛应用于电动汽车、可再生能源系统以及不间断的电池备份系统中。通常提高直流变换器的电压增益的方法有在传统的DC-DC变换器中选取极值的占空比或是引入变压器等结构单元来提升电路的电压增益。但是，当占空比D大于0.9或者占空比D小于0.1的情况下，DC-DC变换器的效率将会降低。另外，当在不要求隔离的DC-DC变换器中，变压器的使用将会大大的增加电路的体积、成本。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种直流变换器，以解决现有技术中在升压转换时增加直流转换增益时，会产生效率降低或电路体积和成本增加的问题。为了达到上述目的，本技术提供了一种包括分压单元和变换电路，所述分压单元用于对直流电压源提供的直流电压进行分压，所述分压单元包括正直流电压输入端、负直流电压输入端和分压电压输出端；其特征在于，所述变换电路包括第一开关单元、第二开关单元、电感单元、第一单向导电单元和第二单向导电单元，其中，第一开关单元连接于所述正直流电压输入端和正相变换电压输出端之间；第二开关单元连接于所述负直流电压输入端和负相变换电压输出端之间；所述第一单向导电单元连接于所述分压电压输出端和所述正相变换电压输出端之间；所述第二单向导电单元连接于所述负相变换电压输出端和所述分压电压输出端之间；所述电感单元连接于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出 端之间；所述电感单元包括控制模块和至少两个开关电感；所述控制模块用于当所述第一开关单元和第二开关单元都导通时控制所述至少两个开关电感并联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间，当所述第一开关单元导通而所述第二开关单元关断时或当所述第二开关单元导通而第一开关单元关断时控制所述至少两个开关电感串联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间。实施时，所述第一开关单元的控制端接入第一开关控制信号，所述第二开关单元的控制端接入第二开关控制信号，所述第一开关控制信号的占空比和所述第二开关控制信号的占空比相等，所述第一开关控制信号的频率和所述第二开关控制信号的频率相等，所述第一开关控制信号的相位和所述第二开关控制信号的相位相差180度，所述第一开关控制信号的占空比大于0.5。实施时，所述第一单向导电单元用于控制由所述分压电压输出端至所述正相变换电压输出端的电流通过，所述第二单向控制单元用于控制由所述负相变换电压输出端至所述分压电压输出端的电流通过。实施时，所述第一单向导电单元包括第一钳位二极管；所述第二单向导电单元包括第二钳位二极管；所述第一钳位二极管的阳极与所述分压电压输出端连接，所述第一钳位二极管的阴极与所述正相变换电压输出端连接；所述第二钳位二极管的阳极与所述负相变换电压输出端连接，所述第二钳位二极管的阴极与所述分压电压输出端连接。实施时，所述电感单元包括电感模块；所述电感模块包括第一开关电感、第二开关电感、第一开关二极管、第二开关二极管和第三开关二极管；所述第一开关电感的第一端与所述正相变换电压输出端连接，所述第一开关电感的第二端与所述第一开关二极管的阳极连接；所述第一开关二极管的阴极与所述负相变换电压输出端连接；所述第二开关二极管的阳极与所述正相变换电压输出端连接，所述第二开关二极管的阴极与所述第二开关电感的第一端连接；所述第二开关电感的第二端与所述负相变换电压输出端连接；所述第三开关二极管的阳极与所述第一开关二极管的阳极连接，所述第三开关二极管的阴极与所述第二开关二极管的阴极连接。实施时，所述电感单元包括相互并联的至少两级所述电感模块；所述电感单元还包括设置于每相邻两级所述电感模块之间的连接二极管；所述连接二极管的阳极与所述负相变换电压输出端连接，所述连接二极管的阴极与所述正相变换电压输出端连接。实施时，本技术所述的直流变换器还包括滤波电路；所述滤波电路的第一输入端与所述正相变换电压输出端连接，所述滤波电路的第二输入端与所述负相变换电压输出端连接；所述滤波电路，用于对所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间的变换电压进行滤波。实施时，所述滤波电路包括滤波电感、第一滤波电容和滤波电阻；所述滤波电感的第一端与所述正相变换电压输出端连接，所述滤波电感的第二端与所述滤波电阻的第一端连接；所述滤波电阻的第二端与所述负相变换电压输出端连接；所述第一滤波电容的第一端与所述滤波电感的第二端连接，所述第一滤波电容的第二端与所述负相变换电压输出端连接。实施时，所述滤波电路还包括第二滤波电容和第三滤波电容；所述第二滤波电容的第一端与所述电感单元的第一端连接，所述第二滤波电容的第二端与所述正相变换电压输出端连接；所述第三滤波电容的第一端与所述电感单元的第二端连接，所述第三滤波电容的第二端与所述负相变换电压输出端连接。实施时，所述分压单元包括第一分压电容和第二分压电容；所述第一分压电容的第一端与所述正直流电压输入端连接，所述第一分压电容的第二端与所述分压电压输出端连接；所述第二分压电容的第一端与所述分压电压输出端连接，所述第二分压电容的第二端与所述负直流电压输入端连接。与现有技术相比，本技术所述的直流变换器将开关电感级联结构应用于三电平DC-DC(直流-直流)变换器中，在提升了电压增益的同时降低了电 路对开关器件两端应力承受能力的要求，并且不会产生效率降低或电路体积和成本增加的问题。附图说明图1是本技术实施例所述的直流变换器的结构图；图2是本技术实施例所述的直流变换器接入S1和S2的示意图；图3是S1和S2的波形图；图4是本技术另一实施例所述的直流变换器的结构图；图5A是本技术所述的直流变换器包括的电感单元的一实施例的结构图；图5B是本技术如图5A所示的电感单元的实施例在充电时的电流流向示意图；图5C是本技术如图5A所示的电感单元的实施例在放电时的电流流向示意图；图6A是本技术所述的直流变换器包括的电感单元的另一实施例的结构图；图6B是本技术如图6A所示的电感单元的实施例在充电时的电流流向示意图；图6C是本技术如图6A所示的电感单元的实施例在放电时的电流流向示意图；图7A是本技术又一实施例所述的直流变换器的结构图；图7B是本技术再一实施例所述的直流变换器的结构图；图8是本技术所述的直流变换器的一具体实施例的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术 保护的范围。如图1所示，本技术实施例所述的直流变换器，包括分压单元11和变换电路12，所述分压单元11用于对直流电压源10提供的直流电压Ui进行分压，所述分压单元包括三个端，分别为：正直流电压输入端In+、负直流电压输入端In-和分压电压输出端OUT；所述变换电路12包括第一开关单元121、第二开关单元122、电感单元123、第一单向导电单元124和第二单向导电单元125，其中，第一开关单元121连接于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流变换器，包括分压单元和变换电路，所述分压单元用于对直流电压源提供的直流电压进行分压，所述分压单元包括正直流电压输入端、负直流电压输入端和分压电压输出端；其特征在于，所述变换电路包括第一开关单元、第二开关单元、电感单元、第一单向导电单元和第二单向导电单元，其中，第一开关单元连接于所述正直流电压输入端和正相变换电压输出端之间；第二开关单元连接于所述负直流电压输入端和负相变换电压输出端之间；所述第一单向导电单元连接于所述分压电压输出端和所述正相变换电压输出端之间；所述第二单向导电单元连接于所述负相变换电压输出端和所述分压电压输出端之间；所述电感单元连接于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间；所述电感单元包括控制模块和至少两个开关电感；所述控制模块用于当所述第一开关单元和第二开关单元都导通时控制所述至少两个开关电感并联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间，当所述第一开关单元导通而所述第二开关单元关断时或当所述第二开关单元导通而第一开关单元关断时控制所述至少两个开关电感串联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间。

【技术特征摘要】
1.一种直流变换器，包括分压单元和变换电路，所述分压单元用于对直流电压源提供的直流电压进行分压，所述分压单元包括正直流电压输入端、负直流电压输入端和分压电压输出端；其特征在于，所述变换电路包括第一开关单元、第二开关单元、电感单元、第一单向导电单元和第二单向导电单元，其中，第一开关单元连接于所述正直流电压输入端和正相变换电压输出端之间；第二开关单元连接于所述负直流电压输入端和负相变换电压输出端之间；所述第一单向导电单元连接于所述分压电压输出端和所述正相变换电压输出端之间；所述第二单向导电单元连接于所述负相变换电压输出端和所述分压电压输出端之间；所述电感单元连接于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间；所述电感单元包括控制模块和至少两个开关电感；所述控制模块用于当所述第一开关单元和第二开关单元都导通时控制所述至少两个开关电感并联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间，当所述第一开关单元导通而所述第二开关单元关断时或当所述第二开关单元导通而第一开关单元关断时控制所述至少两个开关电感串联于所述正相变换电压输出端和所述负相变换电压输出端之间。2.如权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述第一开关单元的控制端接入第一开关控制信号，所述第二开关单元的控制端接入第二开关控制信号，所述第一开关控制信号的占空比和所述第二开关控制信号的占空比相等，所述第一开关控制信号的频率和所述第二开关控制信号的频率相等，所述第一开关控制信号的相位和所述第二开关控制信号的相位相差180度，所述第一开关控制信号的占空比大于0.5。3.如权利要求2所述的直流变换器，其特征在于，所述第一单向导电单元用于控制由所述分压电压输出端至所述正相变换电压输出端的电流通过，所述第二单向导电单元用于控制由所述负相变换电压输出端至所述分压电压输出端的电流通过。4.如权利要求3所述的直流变换器，其特征在于，所述第一单向导电单 元包括第一钳位二极管；所述第二单向导电单元包括第二钳位二极管；所述第一钳位二极管的阳极与所述分压电压输出端连接，所述第一钳位二极管的阴极与所述正相变换电压输出端连接；所述第二钳位二极管的阳极与所述负相变换电压输出端连接，所述第二钳位二极管的阴极与所述分压电压输出端连接。5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的直流变换器，其特征在于，所述电感单元包括电感模块；所述电感模块包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：管恩慧，陈硕，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11