一种高压电源电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高压电源电路，通过平衡电压的DC‑DC变换器，使得输入端两个电容的电压实现自动均衡，通过功率传递的DC‑DC变换器将能量传递到副边，实现能量传递的同时平衡了串联电容的电压均衡，同时解决了宽范围高压输入时器件选型困难，成本高以及控制复杂的问题；在宽范围、高输入电压的开关辅助电源应用中，使产品的成本下降，可靠性得以提升。

A high voltage power supply circuit

The invention discloses a high-voltage power supply circuit, through the DC DC converter voltage balance, the voltage input end of the two capacitor automatic equalization, DC DC converter through the power transmission of energy transfer to the side at the same time, realize the energy transfer balance voltage balancing of series capacitor, and solve the wide range voltage input device selection difficult, high cost and complicated control problems; in the application of a wide range of auxiliary power supply switch, high input voltage, the cost of the product is decreased, the reliability can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种高压电源电路
本专利技术涉及开关变换器领域，特别涉及高压电源转换的开关变换器。
技术介绍
电力电子的领域飞速发展，使得高频开关电源的应用越来越广泛。传统的工业和民用开关电源的输入端经常需要从电网取电，经过电源内部的整流滤波电路后，变成较高的直流电，再输入到功率转换电路，变成低压直流电，为负载提供电能。为了适应不同国家的电网标准，一般两相交流输入的开关电源，其输入电压范围为85VAC～264VAC，整流滤波后的直流电压约为120VDC～373VDC。用于这种场合的开关电源，根据功率的不同，供其选择的电路拓扑较多，如具有结构简单、成本低廉等特点的反激、正激电路；结构复杂，但具有软开关功能的LLC、不对称半桥、移相全桥电路等等。随着新能源产业的迅猛发展，电动汽车、风力发电、光伏等行业对超高超宽输入电压范围的开关电源的需求越来越多，且要求越来越严苛。电动汽车行业的充电桩使用的电源要求输入电压范围为200VDC～800VDC，有的要求达到1000VDC上限；风力发电及光伏行业的光伏汇流箱、逆变器等使用的电源产品要求输入电压范围达150VDC～1500VDC。随着这些电压的不断提高，对于所供电的辅助电源DC-DC变换器也提出了更高的要求，同时对于DC-DC变换器的器件选型也带来了很多的问题。如主要的开关器件mosfet，其导通电阻随着电压的提升变得大了很多，必然导致导通损耗变大，进一步导致效率的降低和热设计的问题。为了降低开关管的电压应力，三电平转换器和模块串联技术得到较多的研究和应用。对于三电平或者多电平技术，虽然可以降低器件的应力，但是随着开关器件的增多，控制策略和驱动也随着器件数量的增多而变得复杂，同时三电平技术内部也存在较多的应力不均的问题，为解决这些问题，提出了不少解决方案，这些方案无疑增加了电路的复杂性，在辅助电源要求较高的场合增加了成本及复杂性；对于多模块串联技术，虽然单个模块简单，但是为满足均压和动态等问题，采取了比较复杂的控制策略。这些技术对于辅助电源DC-DC变换来讲，虽然可以减少器件的应力，但产品的控制策略复杂，很大程度上影响了产品可靠性和成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为解决上述的问题，提供一种高压电源电路电路，应用于宽范围、高输入电压的电源中，使得产品设计及产品的控制简单，产品可靠性得以提升。本专利技术的目的是这样实现的，一种高压电源电路，将高压电转换为低压电，包括：输入正极、输入负极、第一电容、第二电容、第一DC-DC变换器、输出端DC-DC变换器。所述输入正极连接第一电容的正端，第一电容的负端连接第二电容的正端，第二电容的负端连接输入负极；所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第一电容的负端，第一DC-DC变换器的输出正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第二电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第二电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第二电容的负端，输出端DC-DC变换器的输出给负载供电。优选的，第一DC-DC变换器具有输入和输出隔离的性质，同时具有电压信号比较环节，用于比较输出电压和输入电压，使得输入电压与输出电压大小一样；优选的，第一电容和第二电容参数一致；作为上述技术方案的同等方案，所述第一DC-DC变换器和输出端DC-DC变换器的另一种连接关系为：第一DC-DC变换器的输入正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第二电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第一电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第一电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第一电容的负端，输出端DC-DC变换器的输出给负载供电。作为上述技术方案的扩展，在上述方案的基础上增加第三电容和第二DC-DC变换器，其连接关系为：所述输入正极连接第一电容的正端，第一电容的负端连接第二电容的正端，第二电容的负端连接第三电容的正端，第三电容的负端连接输入负极；所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第一电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第三电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第三电容的负端；所述第二DC-DC变换器的输入正连接第二电容的正端，所述第二DC-DC变换器的输入负连接第二电容的负端；第二DC-DC变换器的输出正连接第三电容的正端，第二DC-DC变换器的输出负连接第三电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第三电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第三电容的负端，第三DC-DC变换器输出给负载供电。作为上述技术方案的同等方案，另一种连接关系为：所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第一电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第二电容的负端；所述第二DC-DC变换器的输入正连接第三电容的正端，所述第二DC-DC变换器的输入负连接第三电容的负端；第二DC-DC变换器的输出正连接第二电容的正端，第二DC-DC变换器的输出负连接第二电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第二电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第二电容的负端，输出端DC-DC变换器输出给负载供电。作为上述技术方案的同等方案，连接关系还可以为：所述第一DC-DC变换器的输入正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第二电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第一电容的负端；所述第二DC-DC变换器的输入正连接第三电容的正端，所述第二DC-DC变换器的输入负连接第三电容的负端；第二DC-DC变换器的输出正连接第一电容的正端，第二DC-DC变换器的输出负连接第一电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第一电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第一电容的负端，输出端DC-DC变换器输出给负载供电。优选的，第二DC-DC变换器具有输入和输出隔离的性质，同时具有电压信号比较环节，用于比较输出电压和输入电压，使得输入电压与输出电压大小一样；优选的，第三电容与第一电容和第二电容参数一致。作为上述技术方案的进一步扩展，在上述方案的基础上根据以上的连接关系，可以推导出具有n个正负端依次串联的电容和n-1个DC-DC变换器的连接关系：一种高压电源电路包括输出端DC-DC变换器、n个正负端依次串联的电容和n-1个DC-DC变换器，n个电容正负端依次串联连接形成电容串联电路，电容串联电路的正端和负端分别接至输入正和输入负，第一DC-DC变换器的输入正和输入负分别连接到第一电容的正端和负端，第二DC-DC变换器的输入正和输入负分别连接到第二电容的正端和负端，第n-1个DC-DC变换器的输入正和输入负分别连接到第n-1电容的正端和负端；第一DC-DC变换器的输出正和输出负分别连接到第n电容的正端和负端，第二DC-DC变换器的输出正和输出负分别连接到第n电容的正端和负端，第n-1个DC-DC变换器的输出正和输出负分别连接到第n电容的正端和负端；输出端DC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电源电路，其特征在于：包括输入正极、输入负极、第一电容、第二电容、第一DC‑DC变换器、输出端DC‑DC变换器；所述输入正极连接第一电容的正端，第一电容的负端连接第二电容的正端，第二电容的负端连接输入负极；所述第一DC‑DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC‑DC变换器的输入负连接第一电容的负端，第一DC‑DC变换器的输出正连接第二电容的正端，第一DC‑DC变换器的输出负连接第二电容的负端；所述输出端DC‑DC变换器输入正连接第二电容的正端，输出端DC‑DC变换器输入负连接第二电容的负端，输出端DC‑DC变换器的输出给负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种高压电源电路，其特征在于：包括输入正极、输入负极、第一电容、第二电容、第一DC-DC变换器、输出端DC-DC变换器；所述输入正极连接第一电容的正端，第一电容的负端连接第二电容的正端，第二电容的负端连接输入负极；所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第一电容的负端，第一DC-DC变换器的输出正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第二电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第二电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第二电容的负端，输出端DC-DC变换器的输出给负载供电。2.根据权利要求1所述的一种高压电源电路，其特征在于：第一DC-DC变换器的输入正连接第二电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第二电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第一电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第一电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第一电容的负端，输出端DC-DC变换器的输出给负载供电。3.根据权利要求1或2所述的一种高压电源电路，其特征在于：第一DC-DC变换器具有输入和输出隔离的性质，同时具有电压信号比较环节，用于比较输出电压和输入电压，使得输入电压与输出电压大小一样；第一电容和第二电容参数相同。4.根据权利要求3所述的一种高压电源电路，其特征在于：还包括第三电容和第二DC-DC变换器，所述输入正极连接第一电容的正端，第一电容的负端连接第二电容的正端，第二电容的负端连接第三电容的正端，第三电容的负端连接输入负极；所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的输入负连接第一电容的负端；第一DC-DC变换器的输出正连接第三电容的正端，第一DC-DC变换器的输出负连接第三电容的负端；所述第二DC-DC变换器的输入正连接第二电容的正端，所述第二DC-DC变换器的输入负连接第二电容的负端；第二DC-DC变换器的输出正连接第三电容的正端，第二DC-DC变换器的输出负连接第三电容的负端；所述输出端DC-DC变换器输入正连接第三电容的正端，输出端DC-DC变换器输入负连接第三电容的负端，第三DC-DC变换器输出给负载供电。5.根据权利要求4所述的一种高压电源电路，其特征在于：所述第一DC-DC变换器的输入正连接第一电容的正端，第一DC-DC变换器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建峰，金若愚，申志鹏，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44