一种直流变换器制造技术

本申请公开了一种直流变换器，包括：与中间直流支撑单元串联的交错并联Boost升压电路，所述交错并联Boost升压电路包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；与所述中间直流支撑单元和所述交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路，所述交错并联Buck降压电路包括第二预设数量条并联的降压支路，每条所述降压支路均包括第二电抗器、第二开关管和第二二极管；该直流变换器能够在较宽的电压输入范围内保持稳定的输出，扩宽了直流变换器的工作范围。

A DC Converter

The present application discloses a DC converter, which includes: a staggered parallel Boost boost circuit in series with an intermediate DC support unit, the staggered parallel Boost boost circuit comprises a first preset number of parallel boost branches, each of which includes a first reactor, a first diode and a first switch tube; and the intermediate DC support unit and the staggered parallel Boost circuit. The staggered parallel Buck buck buck circuit in series with ST boost circuit comprises a second preset number of parallel buck branches, each of which includes a second reactor, a second switch tube and a second diode. The DC converter can maintain stable output over a wide voltage input range and widen the working range of the DC converter.

【技术实现步骤摘要】
一种直流变换器
本申请涉及电能变换装置领域，特别涉及一种直流变换器。
技术介绍
在大容量直流电源供电的场合，负载对变换器的输出精度、纹波有很高的要求。单个电源功率模块容量和开关管的应力有限。此外，用电负载还要求供电设备有冗余，支路故障时仍能继续供电。当交流电源供电时，交流电源电压波动致整流后的直流电压波动；蓄电池或超级电容供电时，蓄电池或超级电容电量的消耗将导致变换器的输入电压不是恒定的，而对变换器要求一个固定的输出电压。输入电压波动或变化范围大，如何保证变换器在较宽的电压输入范围内的稳定输出就显得至关重要。现有技术中，采用Buck变换器和Boost变换器串联的结构，通过对分别控制Buck的占空比和Boost变换器的输入电压，实现对直流微电网的母线电压更大程度线性化控制，实现母线电压稳定。但该技术在输入电压变化时，控制输出电压稳定将比较复杂。因此，如何保证变换器在较宽的电压输入范围内保持稳定的输出，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。申请内容本申请的目的是提供一种直流变换器，能够保证变换器在较宽的电压输入范围内保持稳定的输出。为解决上述技术问题，本申请提供一种直流变换器，该直流变换器包括：与中间直流支撑单元串联的交错并联Boost升压电路，所述交错并联Boost升压电路包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；与所述中间直流支撑单元和所述交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路，所述交错并联Buck降压电路包括第二预设数量条并联的降压支路，每条所述降压支路均包括第二电抗器、第二开关管和第二二极管；位于电源输入模块与所述交错并联Boost升压电路之间，限制充电电流大小的预充电电路；其中，所述中间直流支撑单元位于所述交错并联Boost升压电路和所述交错并联Buck降压电路之间；所述第一电抗器的第一端与电源输入模块的输出正端相连，所述第一电抗器的第二端与所述第一二极管的阳极和所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述中间直流支撑单元和所述电源输入模块的输出负端相连；所述第二电抗器的第一端与电源输出模块的输入正端相连，所述第二电抗器的第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的第二端相连，所述第二二极管的阳极与所述中间直流支撑单元和所述电源输出模块的输入负端相连。可选的，所述预充电电路包括：并联的短接接触器和充电电路；其中，所述充电电路包括充电接触器和充电电阻，所述充电接触器的第一端与所述电源输入模块的输入正端相连，所述充电接触器的第二端与所述充电电阻的第一端相连，所述充电电阻的第二端与所述第一电抗器的第一端相连。可选的，所述电源输出模块包括：对输出电压进行滤波处理的输出滤波电容；与所述滤波电容并联的等效负载电阻。可选的，还包括：与所述等效负载电阻相连，用于在所述输出电压不满足阈值时断开电路的断路模块。可选的，所述电源输入模块为提供稳定直流电压的蓄电池或超级电容。可选的，所述电源输入模块为提供稳定直流电压的交流整流后的电源。本申请提供了一种直流变换器，与中间直流支撑单元串联的交错并联Boost升压电路，所述交错并联Boost升压电路包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；与所述中间直流支撑单元和所述交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路，所述交错并联Buck降压电路包括第二预设数量条并联的降压支路，每条所述降压支路均包括第二电抗器、第二开关管和第二二极管；位于电源输入模块与所述交错并联Boost升压电路之间，限制充电电流大小的预充电电路。本申请中的交错并联Boost升压电路能够将输入的电压提升到预设大小且保持稳定，与交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路能够将交错并联Boost升压电路提升的电压降低至符合变换器输出要求的电压。该直流变换器能够在较宽的电压输入范围内保持稳定的输出，扩宽了直流变换器的工作范围。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种直流变换器的结构示意图；图2为本申请实施例所提供的另一种直流变换器的结构示意图；图3为本申请实施例在实际应用中的工作波形示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种直流变换器的结构示意图；直流变换器可以包括：与中间直流支撑单元400串联的交错并联Boost升压电路300，所述交错并联Boost升压电路300包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；其中，中间直流支撑单元400能够对电压进行平滑滤波，并吸收高幅值脉动电流使直流母线上的电压波动保持在允许范围。中间直流支撑单元400位于交错并联Boost升压电路300和交错并联Buck降压电路500之间，能够使交错并联Boost升压电路300输出的电压的波动保持在允许范围内，即保证交错并联的Buck降压电路500的输入电压的波动保持在允许范围内。由于中间直流支撑单元400在交错并联Boost电路与交错并联Buck电路之间起到了稳定电压波动的作用，所以上述三者是串联的关系，进一步来讲是中间直流支撑单元同时与交错并联Boost电路和交错并联Buck电路二者串联，中间直流支撑单元在二者之间起到了支撑电压的作用。交错并联Boost升压电路300是Boost升压电路中的一种，Boost升压电路又叫step-upconverter，是一种常见的开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。同样的，交错并联Boost升压电路也能够使输出电压比输入电压高。交错并联Boost升压电路是指并联运行的升压支路的控制信号频率相同、相角互相错开的并联运行电路。使用交错并联的连接方式能够适应输入电压变化的情况，降低输出电压纹波，并且能够根据实际应用场景搭建冗余系统，因此能够保证较高的可靠性。其中，交错并联Boost升压电路中包括第一预设数量条并联的升压支路，升压支路的数量是本领域技术人员根据实际应用场景设定的，此处并不对升压支路的具体数值进行限定。下面对升压支路的具体连接方式进行介绍，每一条升压支路都包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管。所述第一电抗器的第一端与预充电电路相连，所述第一电抗器的第二端与所述第一二极管的阳极和所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述中间直流支撑单元和所述电源输入模块的输出负端相连。升压支路中应用的各种元器件的型号均由本领域的技术人员根据方案的实际应用场景进行灵活的选择，此处并不进行具体的限定。其中，该电源输入模块100既可以是蓄电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流变换器，其特征在于，包括：与中间直流支撑单元串联的交错并联Boost升压电路，所述交错并联Boost升压电路包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；与所述中间直流支撑单元和所述交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路，所述交错并联Buck降压电路包括第二预设数量条并联的降压支路，每条所述降压支路均包括第二电抗器、第二开关管和第二二极管；位于电源输入模块与所述交错并联Boost升压电路之间，限制充电电流大小的预充电电路；其中，所述中间直流支撑单元位于所述交错并联Boost升压电路和所述交错并联Buck降压电路之间；所述第一电抗器的第一端与所述预充电电路相连，所述第一电抗器的第二端与所述第一二极管的阳极和所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述中间直流支撑单元和所述电源输入模块的输出负端相连；所述第二电抗器的第一端与电源输出模块的输入正端相连，所述第二电抗器的第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的第二端相连，所述第二二极管的阳极与所述中间直流支撑单元和所述电源输出模块的输入负端相连。

【技术特征摘要】
1.一种直流变换器，其特征在于，包括：与中间直流支撑单元串联的交错并联Boost升压电路，所述交错并联Boost升压电路包括第一预设数量条并联的升压支路，每条所述升压支路均包括第一电抗器、第一二极管和第一开关管；与所述中间直流支撑单元和所述交错并联Boost升压电路串联的交错并联Buck降压电路，所述交错并联Buck降压电路包括第二预设数量条并联的降压支路，每条所述降压支路均包括第二电抗器、第二开关管和第二二极管；位于电源输入模块与所述交错并联Boost升压电路之间，限制充电电流大小的预充电电路；其中，所述中间直流支撑单元位于所述交错并联Boost升压电路和所述交错并联Buck降压电路之间；所述第一电抗器的第一端与所述预充电电路相连，所述第一电抗器的第二端与所述第一二极管的阳极和所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第二端与所述中间直流支撑单元和所述电源输入模块的输出负端相连；所述第二电抗器的第一端与电源输出模块的输入正端相连，所述第二电抗器的第二端与所述第二二极管的阴极和所述第二开关管的第二端相连，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，刘海涛，刘良杰，徐绍龙，甘韦韦，钟源，曾明高，丁磊磊，杜超，袁芳，彭学标，林超勇，严志勇，莫劲威，贺庚良，钟建，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43