具有多输入的混联变换器和使用其的充换电设施制造技术

本发明专利技术提供一种具有多输入的混联变换器和使用其的充换电设施，属于变换器技术领域。本发明专利技术的混联变换器包括多个直流输入、具有多个并行设置的逆变单元的逆变电路模块、AC/DC变换电路模块，并且具有复合混联的拓扑结构。本发明专利技术的充换电设施使用该混联变换器，能够接入不同类型的电源输入。

【技术实现步骤摘要】
具有多输入的混联变换器和使用其的充换电设施
本专利技术属于变换器
，涉及DC/DC变换器，尤其涉及具有多个直流输入的具有混联架构的变换器和使用该变换器的充换电设施。
技术介绍
变换器包括DC/DC变换器和AC/DC变换器，其是充电站等充换电设施中常用的部件。在汽车充电
，需要构建足够的充电站为电动汽车充电，以解决用户的里程焦虑问题。传统的充电站的电源输入一般是电网或者电池，然而在一些基础设施不完善的特殊场合、或者在特殊状况下（例如发生供电故障），很难保证能够对汽车及时充电，充电便利性差，影响用户体验；例如，有些充电站只能兼容交流电网输入，在一些环境条件下存在电网断电的情形，因此，充电站不能够为车辆充电；还例如，有些充电站只能兼容光伏组件电源输入，可能存在太阳能电池发电不够而不能够为车辆充电的情形。随着新能源汽车的快速普及，对充电站能够满足多应用场景的要求也越来越高。并且，传统的充电站等充换电设施中使用的逆变器中要求设置电压应力等级较高的开关管，以使用充换电设施的高压系统需求，因此，也大大增加了充换电设施的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提供一种新型的变换器。本专利技术的又一目的在于，提供一种能满足多应用场景的充换电设施、提高充电的便利性。为实现以上目的或者其他目的，本专利技术提供以下技术方案。按照本专利技术的一方面，提供一种混联变换器（100，200），其用于将直流输入（110）转换为直流输出，所述变换器（100，200）包括：N个直流输入（110），其中，N为大于或等于2的整数，N个所述直流输入（110）之间依次串联连接，N个所述直流输入（110）中的任意一个、或者至少两个的组合用来为混联变换器（100，200）提供直流源；逆变电路模块（120，220），其具有至少两个并行设置的逆变单元，其中，每个所述逆变单元的输入端对应连接N个所述直流输入（110）的其中一个，至少两个所述逆变单元的线圈输出端被布置为并联的输出，所述两个并行设置的逆变单元之间共用直流母线、从而实现所述两个并行的逆变单元的开关管之间形成串联连接；以及AC/DC变换电路模块（130），其用于对所述逆变电路模块（120，220）的N个线圈输出端所输出的交流信号进行整流滤波处理形成直流输出。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，所述逆变电路模块（120，220）具有至少N个并行设置的逆变单元，其中，N个所述逆变单元的输入端分别逐一对应连接N个所述直流输入（110），N个所述逆变单元的线圈输出端被布置为并联的输出，N个并行设置的所述逆变单元中相邻的所述逆变单元之间共用直流母线、从而实现相邻的所述逆变单元的开关管之间形成串联连接。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，第n个直流输入（110）的第一输入端和第二输入端分别连接所述逆变电路模块（120，220）中的第n个逆变单元的第一直流母线和第二直流母线；第（n+1）个直流输入（110）的第一输入端和第二输入端分别连接所述逆变电路模块（120，220）中的第（n+1）个逆变单元的第一直流母线和第二直流母线；其中，所述第n个直流输入（110）的第二输入端串联连接第（n+1）个直流输入（110）的第一输入端，所述第n个直流输入（110）的第二直流母线与第（n+1）个直流输入（110）的第一直流母线共用；其中，n为整数，1≤n＜N。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，N个直流输入（110）具有相同大小的直流电压，所述两个逆变单元具有相同的配置。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，所述逆变单元为单相或多相全桥逆变单元、或者为单相或多相半桥逆变单元。具体地，所述逆变单元为H桥逆变单元，所述逆变单元的线圈输出端被布置在H桥的桥上；其中，所述H桥逆变单元的主线路（W21，W22）上的开关管与相邻的H桥逆变单元的主线路上的开关管串联连接。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，N个所述直流输入（110）的第n个用来为混联变换器（100，200）提供直流源时，通过控制所述逆变单元中的开关管，使至少一个所述逆变单元工作，或者使至少两个所述逆变单元并行地工作。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，所述AC/DC变换电路模块（130）具有至少两个线圈输入端和一个直流输出端（131），两个线圈输入端分别与所述两个并行的逆变单元的线圈输出端相耦合。根据本专利技术一实施例的混联变换器，其中，至少两个所述线圈输入端中的每个的电感线圈的中部通过第一导线（W31）引出，然后共同连接至所述直流输出端（131）的第一端；至少两个所述线圈输入端的每个的电感线圈的两端分别通过整流二极管连接至第二导线（W32），然后通过第二导线（W32）共同连接至所述直流输出端（131）的第二端。按照本专利技术的又一方面，提供一种充换电设施（10），其包括：以上任一所述的混联变换器（100，200）；和N种不同类型的电源输入，其分别对应连接所述混联变换器（100，200）的N个直流输入（110）。根据本专利技术一实施例的充换电设施，其中，所述电源输入通过AC/DC变换器或DC/DC变换器连接至所述混联变换器（100，200）的相应直流输入（110），或者直接连接至所述混联变换器（100，200）的相应直流输入（110）。根据本专利技术一实施例的充换电设施，其中，所述N种不同类型的电源输入包括：电网、发电机和直流电源。根据本专利技术一实施例的充换电设施，其中，所述直流电源为光伏组件或车辆的动力电池。根据本专利技术一实施例的充换电设施，其中，所述充换电设施（10）为车辆充换电设施。本专利技术的混联变换器具有独特的拓扑架构，对开关管的电压应力等级要求低，尤其适于高压变换系统，而且，每个逆变单元的输出功率可控，整体直流输出功率也可控，容易满足各种功率输出需求，THD（总谐波失真）特性好。在应用于充换电设施时，可以接入不同类型的电源输入，容易解决充换电设施在特殊场合或特殊环境条件下对充电的限制，提高充电的便利性和健壮性，用户的体验好，并且，能够满足各种场景的车辆充电需求。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图1是按照本专利技术一实施例的混联变换器的电路结构示意图。图2是图1中的逆变单元的结构示意图。图3是图1的混联变换器在一工作情形的等效电路图。图4是图1的混联变换器在又一工作情形的等效电路图。图5是按照本专利技术又一实施例的混联变换器的电路结构示意图。图6是图5中的逆变单元的结构示意图。图7是按照本专利技术再一实施例的混联变换器的电路结构示意图。图8是按照本专利技术一实施例的充换电设施的结构示意图。具体实施方式现在将参照附图更加完全地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的示例性实施例。但是，本专利技术可按照很多不同的形式实现，并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整，并将本专利技术的构思完全传递给本领域技术人员。附图中，相同的标号指代相同或类似的元件或部件，因此，将省略对它们的描述。下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行详细描述。附图中示出了本领域普通技术人员为完全能够实现本专利技术的多个部件，对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混联变换器，其用于将直流输入转换为直流输出，其特征在于，所述变换器包括：N个直流输入，其中，N为大于或等于2的整数，N个所述直流输入之间依次串联连接，N个所述直流输入中的任意一个、或者至少两个的组合用来为混联变换器提供直流源；逆变电路模块，其具有至少两个并行设置的逆变单元，其中，每个所述逆变单元的输入端对应连接N个所述直流输入的其中一个，至少两个所述逆变单元的线圈输出端被布置为并联的输出，所述两个并行设置的逆变单元之间共用直流母线、从而实现所述两个并行的逆变单元的开关管之间形成串联连接；以及AC/DC变换电路模块，其用于对所述逆变电路模块的N个线圈输出端所输出的交流信号进行整流滤波处理形成直流输出。

【技术特征摘要】
1.一种混联变换器，其用于将直流输入转换为直流输出，其特征在于，所述变换器包括：N个直流输入，其中，N为大于或等于2的整数，N个所述直流输入之间依次串联连接，N个所述直流输入中的任意一个、或者至少两个的组合用来为混联变换器提供直流源；逆变电路模块，其具有至少两个并行设置的逆变单元，其中，每个所述逆变单元的输入端对应连接N个所述直流输入的其中一个，至少两个所述逆变单元的线圈输出端被布置为并联的输出，所述两个并行设置的逆变单元之间共用直流母线、从而实现所述两个并行的逆变单元的开关管之间形成串联连接；以及AC/DC变换电路模块，其用于对所述逆变电路模块的N个线圈输出端所输出的交流信号进行整流滤波处理形成直流输出。2.如权利要求1所述的混联变换器，其特征在于，所述逆变电路模块具有至少N个并行设置的逆变单元，其中，N个所述逆变单元的输入端分别逐一对应连接N个所述直流输入，N个所述逆变单元的线圈输出端被布置为并联的输出，N个并行设置的所述逆变单元中相邻的所述逆变单元之间共用直流母线、从而实现相邻的所述逆变单元的开关管之间形成串联连接。3.如权利要求2所述的混联变换器，其特征在于，第n个直流输入的第一输入端和第二输入端分别连接所述逆变电路模块中的第n个逆变单元的第一直流母线和第二直流母线；第（n+1）个直流输入的第一输入端和第二输入端分别连接所述逆变电路模块中的第（n+1）个逆变单元的第一直流母线和第二直流母线；其中，所述第n个直流输入的第二输入端串联连接第（n+1）个直流输入的第一输入端，所述第n个直流输入的第二直流母线与第（n+1）个直流输入的第一直流母线共用；其中，n为整数，1≤n＜N。4.如权利要求1所述的混联变换器，其特征在于，N个直流输入具有相同大小的直流电压，所述两个逆变单元具有相同的配置。5.如权利要求1所述的混联变换器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小宇，郝天磊，
申请(专利权)人：上海蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31