一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，包括开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)，所述开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)依次连接；所述开关网络(1)包括并联的多路相同开关电路；所述变压器模块(3)包括多个变压器组，所述变压器组包括原边绕组并联的多个相同变压器，所述变压器组与所述开关电路一一对应连接；所述整流模块(4)包括整流电路，所述整流电路为串联整流电路；多个所述变压器组中对应变压器的次边绕组串联，所述次边绕组串联之后与所述串联整流电路连接进行整流。

A Power Converter with Multiple Parallel Input and Multiple Series Output

The invention discloses a power converter with multi-channel parallel input and multi-channel series output, which comprises a switching network (1), an inductance-capacitance combination module (2), a transformer module (3), a rectifier module (4) and a filter module (5). The switching network (1), an inductance-capacitance combination module (2), a transformer module (3), a rectifier module (4) and a filter module (5) are connected sequentially. The transformer module (3) comprises a plurality of transformer groups, the transformer groups include a plurality of identical transformers parallel to the original windings, and the transformer groups are connected to the switching circuits one by one; the rectifying module (4) includes a rectifying circuit, the rectifying circuit is a series rectifying circuit; and the secondary side of the strain transformer in the transformer groups is connected in series. The secondary windings are connected in series and then connected with the series rectifier circuit to rectify.

【技术实现步骤摘要】
一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器
本专利技术属于电子电路技术，具体涉及一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器。
技术介绍
新能源电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机和治理城市空气质量等方面有着传统汽车无可比拟的优势，代表了未来汽车发展的方向。电动汽车充电站等充电设施建设是电动汽车产业健康发展的前提和基础。充电设施主要包括交流充电桩和直流快速充电桩，而充电电源模块是直流充电桩的核心部件，其技术的发展备受行业客户关注。由于行业竞争加剧，电源模块生产企业加紧开发单个大功率充电模块来降低成本，提高功率密度，进而提升产品竞争力。由于受单个功率器件开关管的特性限制，开发大功率高频直流/直流(DC/DC)变换器，必须采用多个开关管并联，但是多个并联的开关管工作在高频条件下，开关管的均流问题在实际使用中会极大地影响产品可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，该变换器中开关电路的开关管不需要直接并联使用，通过将该多路开关电路并联大幅提升整个变换器的功率等级，以及通过将整流电路串联的方式实现高压输出，并通过多个变压器原边分别并联、副边交叉串联的方式解决器件参数差异导致的功率严重不均衡问题，大大提高该方案实际使用的可靠性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，包括开关网络1、电感电容组合模块2、变压器模块3、整流模块4和滤波模块5，所述开关网络1、电感电容组合模块2、变压器模块3、整流模块4和滤波模块5依次连接；所述开关网络1包括并联的多路相同开关电路；所述变压器模块3包括多个变压器组，所述变压器组包括原边绕组并联的多个相同变压器，所述变压器组与所述开关电路一一对应连接；所述整流模块4包括整流电路，所述整流电路为串联整流电路；多个所述变压器组中对应变压器的次边绕组串联，所述次边绕组串联之后与所述串联整流电路连接进行整流。其中，所述开关电路为全桥电路或半桥电路。所述电感电容组合模块2包括串联或者并联的电容和电感，所述变压器组通过所述电感电容组合模块2与所述开关电路连接。所述整流电路为半桥整流电路或/和全桥整流电路。所述半桥整流电路或/和全桥整流电路串联连接。所述次边绕组串联之后与串联的整流电路一一对应连接。所述滤波模块5为滤波电路。还包括电压源，所述电压源为电压源电路。与现有技术相比，本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器至少具有以下有益效果：本专利技术通过将变压器组中多个变压器的原边绕组并联；多个变压器组中对应变压器的次边绕组进行串联，次边绕组串联之后与串联的整流电路连接进行整流，该连接方式解决了开关电路中晶体管之间由于器件参数之间的偏差导致的功率不均衡的问题，并且可以输出高电压实现了串联整流电路中晶体管的均压和均流。附图说明图1为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器的工作原理框图；图2为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器的基本原理图；图3为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图2的电路原理图；图4为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中开关电路的电路原理图；图5为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中串联整流电路的电路原理图；图6为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中滤波电路的电路原理图；图7为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中电感电容组合模块包括一个电感和一个电容的电路原理图。图8为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中电感电容组合模块包括一个电感、两个电容或者两个电感一个电容的电路原理图。图9为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器中电感电容组合模块包括四个元素且其中至少一个电感和至少一个电容的结构示意图。图10为图9中部分结构示意图的具体电路原理图。图11为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图2的变换图；图12为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图2的另一种实施例的图；图13为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图8的电路原理图；图14为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图8的扩展变换图；图15为本专利技术多路并联输入且多路串联输出的功率变换器基于图3的变换图；根据图16进行仿真。图17为图16的仿真波形图；图18为图16中串联整流二极管两端电压的仿真波形图；图19为图16中电感Lr1和Lr2参数偏差±5％极限条件下的仿真波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。结合说明书附图对本专利技术进行进一步说明。如图1所示，为变换器的工作原理框图，包括开关网络1、无源器件及变压器、整流模块4和滤波模块5，开关网络1将输入电压源电压斩波变成方波，经过无源器件和变压器进行隔离变压，然后经过整流模块4转换成脉动直流，再通过滤波模块5转换成稳定直流供给负载Ro。如图2所示，该多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，主要包括开关网络1、电感电容组合模块2、变压器模块3、整流模块4和滤波模块5。其中：所述开关网络1、电感电容组合模块2、变压器模块3、整流模块4和滤波模块5依次连接；所述开关网络1包括并联的多个相同的开关电路。本实施例中，所述开关网络1包括第一开关电路101和第二开关电路102。第一开关电路101和第二开关电路102相同且并联。所述开关电路可以是全桥电路或半桥电路。所述变压器模块3包括多个变压器组，本实施例中包括第一变压器组301和第二变压器组302；所述变压器组包括原边绕组并联的多个相同变压器，所述变压器组与所述开关电路连接，第一变压器组301和第二变压器组302中各包括两个变压器，分别为变压器T1、变压器T2和变压器T3、变压器T4，第一变压器组301中的变压器T1、变压器T2的原边绕组并联，第二变压器组302中的变压器T3、变压器T4的原边绕组并联。多个所述变压器组中对应变压器的次边绕组串联，所述次边绕组串联之后与所述串联整流电路连接进行整流；第一变压器组301中的变压器T1的次边绕组与第二变压器组302中的变压器T3的次边绕组串联，第一变压器组301中的变压器T2的次边绕组与第二变压器组302中的变压器T4的次边绕组串联。所述整流模块4包括整流电路，所述整流电路为串联的整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，包括开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)，所述开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)依次连接；其特征在于：所述开关网络(1)包括并联的多路相同开关电路；所述变压器模块(3)包括多个变压器组，所述变压器组包括原边绕组并联的多个相同变压器，所述变压器组与所述开关电路一一对应连接；所述整流模块(4)包括整流电路，所述整流电路为串联整流电路；多个所述变压器组中对应变压器的次边绕组串联，所述次边绕组串联之后与所述串联整流电路连接进行整流。

【技术特征摘要】
1.一种多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，包括开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)，所述开关网络(1)、电感电容组合模块(2)、变压器模块(3)、整流模块(4)和滤波模块(5)依次连接；其特征在于：所述开关网络(1)包括并联的多路相同开关电路；所述变压器模块(3)包括多个变压器组，所述变压器组包括原边绕组并联的多个相同变压器，所述变压器组与所述开关电路一一对应连接；所述整流模块(4)包括整流电路，所述整流电路为串联整流电路；多个所述变压器组中对应变压器的次边绕组串联，所述次边绕组串联之后与所述串联整流电路连接进行整流。2.根据权利要求1所述的多路并联输入且多路串联输出的功率变换器，其特征在于，所述开关电路为全桥电路或半桥电路。3.根据权利要求1所述的多路并联输入且多路串...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏建国，邓礼宽，
申请(专利权)人：深圳市优优绿能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44