一种超大功率宽范围恒功率变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种超大功率宽范围恒功率变换器，包括：第一

【技术实现步骤摘要】
一种超大功率宽范围恒功率变换器


[0001]本专利技术涉及电源模块领域，更具体地说，涉及一种超大功率宽范围恒功率变换器。

技术介绍

[0002]当今社会，汽车已经和每个人的生活息息相关。发展新能源汽车是缓解能源危机和治理城市空气质量问题的毕竟之路。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，对推动新能源汽车发展至关重要。
[0003]直流快充的需求，对充电电源模块的功率和宽范围的恒功率要求越来越高。一方面，充电电源模块的功率逐渐增大，从7.5KW，到15kW，20KW，以及现在的30KW、40KW。另一方面，针对不同类型的车，充电电源模块的恒功率范围也逐渐扩大，从600V～750V、375V～500V恒功率范围，到500V～1000V，300V～500V恒功率，以及300V～1000V恒功率。
[0004]现有单管功率器件的容量的限制，即最高电压和最大电流的限制，给更大功率的宽范围恒功率模块设计带来了困难。功率器件的并联又会存在不均流，可靠性降低的风险。而就器件成本而言，大量广泛使用的硅(Si)器件最划算最便宜。不过，碳化硅(SiC)器件由于其更有的性能也逐渐广泛应用起来。从性价比上来说，Si器件还是略胜一筹。因此，怎么选择性价比高的器件，做到更大功率的宽范围恒功率模块，是电源设计工程师需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以采用高性价比的功率器件，实现超宽范围的恒功率输出的超大功率宽范围恒功率变换器。
[0006]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，构造一种超大功率宽范围恒功率变换器，包括：第一开关网络、第二开关网络、第三开关网络、第四开关网络、第五开关网络、第六开关网络、第一谐振网络、第二谐振网络、第三谐振网络、第四谐振网络、第五谐振网络、第六谐振网络、变压器模块、整流模块、开关模块和高低压控制模块；
[0007]所述第一开关网络和所述第四开关网络彼此串联，所述第二开关网络和所述第五开关网络彼此串联，所述第三开关网络和所述第六开关网络彼此串联；所述第一开关网络经所述第一谐振网络、所述第二开关网络经所述第二谐振网络、所述第三开关网络经所述第三谐振网络、所述第四开关网络经所述第四谐振网络、所述第五开关网络经所述第五谐振网络、所述第六开关网络经所述第六谐振网络分别连接所述变压器模块的各个原边绕组；所述变压器模块的各个副边绕组的一端彼此连接、另一端连接所述整流模块；
[0008]所述整流模块分别输出第一输出电压和第二输出电压到所述开关模块，所述高低压控制模块控制所述开关模块中的开关器件切换以实现所述超大功率宽范围恒功率变换器的超大功率和超宽范围的恒功率输出。
[0009]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述变压器模块包括第一变压
器网络、第二变压器网络、第三变压器网络、第四变压器网络、第五变压器网络、第六变压器网络，所述整流模块包括第一整流网络和第二整流网络；
[0010]所述第一变压器网络的原边绕组连接所述第一谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第二变压器网络的原边绕组连接所述第二谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第三变压器网络的原边绕组连接所述第三谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第四变压器网络的原边绕组连接所述第四谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络，所述第五变压器网络的原边绕组连接所述第二谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络，所述第六变压器网络的原边绕组连接所述第六谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络；所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络的副边绕组的第二端彼此连接；所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络的副边绕组的第二端彼此连接。
[0011]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络分别包括第一变压器，所述第一变压器的原边绕组分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络、副边绕组的第一端均连接所述第一整流网络、副边绕组的第二端彼此连接；
[0012]所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络分别包括第二变压器，所述第二变压器的原边绕组分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络、副边绕组的第一端均连接所述第二整流网络、副边绕组的第二端彼此连接。
[0013]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络分别包括原边绕组串联的第一变压器和第二变压器，所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络分别包括原边绕组串联的第三变压器和第四变压器，所述第一整流网络包括第一整流单元和第二整流单元，所述第二整流网络包括第三整流单元和第四整流单元；
[0014]所述第一变压器的原边绕组的第一端分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络、原边绕组的第二端连接所述第二变压器的原边绕组的第一端，所述第二变压器的原边绕组的第二端同样分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络，所述第一变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第一整流单元、副边绕组的第二端彼此连接，所述第二变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第二整流单元、副边绕组的第二端彼此连接；
[0015]所述第三变压器的原边绕组的第一端分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络、原边绕组的第二端连接所述第四变压器的原边绕组的第一端，所述第四变压器的原边绕组的第二端同样分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络，所述第三变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第三整流单元、副边绕组的第二端彼此连接，所述第四变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第四整流单元、副边绕组的第二端彼此连接；
[0016]所述第一整流单元和所述第二整流单元并联，所述第三整流单元和所述第四整流单元并联。
[0017]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述第一开关网络、所述第二开关网络、所述第三开关网络、所述第四开关网络、所述第五开关网络、所述第六开关网络分别包括开关器件全桥拓扑电路、开关器件对称半桥拓扑电路或开关器件不对称半桥拓扑电路；所述第一整流单元、所述第二整流单元、所述第三整流单元和所述第四整流单元分别包括开关器件整流桥。
[0018]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述开关器件包括硅开关器件或者碳化硅开关器件。
[0019]在本专利技术所述的超大功率宽范围恒功率变换器中，所述变压器模块包括第一变压器网络、第二变压器网络和第三变压器网络，所述整流模块包括第一整流网络、第二整流网络、第三整流网络和第四整流网络；
[0020]所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大功率宽范围恒功率变换器，其特征在于，包括：第一开关网络、第二开关网络、第三开关网络、第四开关网络、第五开关网络、第六开关网络、第一谐振网络、第二谐振网络、第三谐振网络、第四谐振网络、第五谐振网络、第六谐振网络、变压器模块、整流模块、开关模块和高低压控制模块；所述第一开关网络和所述第四开关网络彼此串联，所述第二开关网络和所述第五开关网络彼此串联，所述第三开关网络和所述第六开关网络彼此串联；所述第一开关网络经所述第一谐振网络、所述第二开关网络经所述第二谐振网络、所述第三开关网络经所述第三谐振网络、所述第四开关网络经所述第四谐振网络、所述第五开关网络经所述第五谐振网络、所述第六开关网络经所述第六谐振网络分别连接所述变压器模块的各个原边绕组；所述变压器模块的各个副边绕组的一端彼此连接、另一端连接所述整流模块；所述整流模块分别输出第一输出电压和第二输出电压到所述开关模块，所述高低压控制模块控制所述开关模块中的开关器件切换以实现所述超大功率宽范围恒功率变换器的超大功率和超宽范围的恒功率输出。2.根据权利要求1所述的超大功率宽范围恒功率变换器，其特征在于，所述变压器模块包括第一变压器网络、第二变压器网络、第三变压器网络、第四变压器网络、第五变压器网络、第六变压器网络，所述整流模块包括第一整流网络和第二整流网络；所述第一变压器网络的原边绕组连接所述第一谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第二变压器网络的原边绕组连接所述第二谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第三变压器网络的原边绕组连接所述第三谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第一整流网络，所述第四变压器网络的原边绕组连接所述第四谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络，所述第五变压器网络的原边绕组连接所述第二谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络，所述第六变压器网络的原边绕组连接所述第六谐振网络、副边绕组的第一端连接所述第二整流网络；所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络的副边绕组的第二端彼此连接；所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络的副边绕组的第二端彼此连接。3.根据权利要求2所述的超大功率宽范围恒功率变换器，其特征在于，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络分别包括第一变压器，所述第一变压器的原边绕组分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络、副边绕组的第一端均连接所述第一整流网络、副边绕组的第二端彼此连接；所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络分别包括第二变压器，所述第二变压器的原边绕组分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络、副边绕组的第一端均连接所述第二整流网络、副边绕组的第二端彼此连接。4.根据权利要求2所述的超大功率宽范围恒功率变换器，其特征在于，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络、所述第三变压器网络分别包括原边绕组串联的第一变压器和第二变压器，所述第四变压器网络、所述第五变压器网络、所述第六变压器网络分别包括原边绕组串联的第三变压器和第四变压器，所述第一整流网络包括第一整流单元和第二整流单元，所述第二整流网络包括第三整流单元和第四整流单元；所述第一变压器的原边绕组的第一端分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络、原边绕组的第二端连接所述第二变压器的原边绕组的第一端，所述
第二变压器的原边绕组的第二端同样分别连接所述第一谐振网络、所述第二谐振网络或所述第三谐振网络，所述第一变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第一整流单元、副边绕组的第二端彼此连接，所述第二变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第二整流单元、副边绕组的第二端彼此连接；所述第三变压器的原边绕组的第一端分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络、原边绕组的第二端连接所述第四变压器的原边绕组的第一端，所述第四变压器的原边绕组的第二端同样分别连接所述第四谐振网络、所述第五谐振网络或所述第六谐振网络，所述第三变压器的副边绕组的第一端分别连接所述第三整流单元、副边绕组的第二端彼...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧，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：