一种交错高功率大电流隔离DC-DC电路制造技术

本申请涉及一种交错高功率大电流隔离DC

【技术实现步骤摘要】
一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路


[0001]本申请涉隔离DC
‑
DC电路领域，尤其是涉及一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路。

技术介绍

[0002]最近几年，氢燃料行业的飞速发展，燃料电池技术在不断突破，与之配套的DC
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DC变换器需求在不断的升级，轻量化、高密度、高效率、低成本随之成为市场竞争的关键指标。
[0003]目前高功率大电流隔离DC
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DC电路，均采用的是多个模块并联组成，每个模块均为一个小功率DC
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DC，由H桥电路、变压器，谐振网络、整流电路及控制电路构成，实现模块化并联方式提高功率和电流。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人认为，在这样实际的使用中，整个电路的输入输出电容的纹波电流比较大，直流滤波回路电感较大，使用的电气元件会比较多，对空间的利用率低，功率密度较低，且生产成本也相对较高。
技术实现思路
为了解决现有的隔离DC
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DC电路，整个电路的输入输出电容的纹波电流比较大，直流滤波回路电感较大，使用的电气元件会比较多，对空间的利用率低，功率密度较低，且生产成本也相对较高等问题，本申请提供一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，采用如下的技术方案：一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，包括m个单元电路、输入电容以及输出滤波电容，m大于等于2；每个所述单元电路包括变压器组、H桥模块、LLC谐振网络和整流电路；其中：所述变压器组包括n个变压器，所述变压器的副边绕组依次串联，形成副边串联组，每个所述变压器的原边绕组连接一个所述H桥模块；其中，n大于等于2；每个所述变压器组连接的所述H桥模块之间并联；所述LLC谐振网络连接所述副边串联组；所述整流电路的输入端连接所述LLC谐振网络；每个所述单元电路的每个所述H桥模块与一个所述输入电容并联，所述输入电容两端分别连接电源正输入端和电源负输入端；每个所述单元电路的所述整流电路的输出端与所述输出滤波电容的两端连接，所述输出滤波电容两端分别连接隔离DC
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DC电路的正输出端和负输出端。
[0006]通过采用上述技术方案，每个单元电路的输入端通过n个H桥模块与n个输入电容并联，每个单元电路的输出端通过一个整流电路与输出滤波电容并联，m个单元电路共用n个输入电容和一个输出滤波电容，这样通过控制m个单元电路之间交错（同频）工作就能够实现输入滤波电容和输出滤波电容纹波电流抵消，减少电容数量，节省电路占用空间和成本，降低空间的占有率；而且变压器组、H桥模块、LLC谐振网络和整流电路均为模块化单元设计，实现磁集成和灵活的器件布局，便于生产装配和散热处理，提升功率密度；而且每个
单元电路的n个H桥模块和整流电路合理靠近布局，实现去耦电容的纹波电流减小，使直流滤波回路电感最小化。
[0007]可选的，所述H桥模块包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关；所述第一开关与所述第二开关串联为第一开关组，所述第三开关与所述第四开关串联为第二开关组；所述第一开关组与所述第二开关组分别与所述输入电容并联；所述变压器的原边绕组的两个端分别连接在所述第一开关组的所述第一开关与所述第二开关之间和所述第二开关组的所述第三开关与所述第四开关之间。
[0008]通过采用上述技术方案，能够通过控制每个单元电路H桥模块的开关管工作状态，将输入直流电压转换为高频方波电压，此时控制单元电路内变压器的原边绕组和副边绕组的比，能够实现电压的幅值变化。
[0009]可选的，所述LLC谐振网络包括两个谐振电路和并联电感；两个所述谐振电路的第一端分别连接所述副边串联组的两端；两个所述谐振电路的第二端分别连接所述并联电感的两端；所述并联电感两端连接所述整流电路的输入端。
[0010]通过采用上述技术方案，在副边串联组和整流电路之间添加LLC谐振网络，能够使原边绕组侧H桥模块的H桥开关和LLC谐振网络侧整流电路的整流二极管实现软开关，进而减少器件损耗和关断电流应力，提升整体效率，两个相同的谐振电路同时分别连接在并联电感两侧，两个谐振电路对称分布组成一个对称式LLC谐振网络，对原、副边共模电流有一定的抑制作用。
[0011]可选的，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容以及第二电容；所述第一电感的第一端连接所述第一电容第一端，形成第一串联谐振电路；所述第二电感的第一端连接所述第二电容的第一端，形成第二串联谐振电路；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端连接，作为所述谐振电路的第一端；所述第一电容和所述第二电容连接，作为所述谐振电路的第二端。
[0012]通过采用上述技术方案，第一电感与第一电容串联，形成第一串联谐振电路，第二电感与第二电容串联，形成第二串联谐振电路，第一串联谐振电路与第二串联谐振电路并联组成一个谐振电路，这样能够减小单个电感和单个电容的电流应力。
[0013]可选的，所述并联电感包括第五电感、第六电感以及第七电感；所述第五电感的第一端连接所述第六电感的第二端；所述第六电感的第一端连接所述第七电感的第二端；所述第五电感的第二端和所述第七电感的第一端分别为所述并联电感的两端。
[0014]可选的，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，形成以所述第一二极管的阴极为第一端、所述第二二极管的阳极为第二端的第一二极管组；所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接，形成以所述第三二极管的阴极为第一端、所述第四二极管的阳极为第二端的第二二极管组；所述第一二极管与所述第二二极管之间以及所述第三二极管与所述第四二极管之间一点为所述整流电路的两个输入端，所述整流电路的两个输入端分别连接所述并联电
感的两端；所述第一二极管组的第一端与所述第二二极管组的第一端相连，作为所述整流电路的正输出端；所述第一二极管组第二端与所述第二二极管组的第二端相连，作为所述整流电路的负输出端；所述整流电路的正输出端连接所述输出滤波电容的第一端；所述整流电路的负输出端连接所述输出滤波电容的第二端；其中，所述输出滤波电容的第一端为所述输出滤波电容与隔离DC
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DC电路的正输出端连接的一端；所述输出滤波电容的第二端为所述输出滤波电容与隔离DC
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DC电路的负输出端连接的一端。
[0015]通过采用上述技术方案，由四个二极管组成的整流桥，能够将交流电压转换为脉动性直流电压，并通过输出滤波电容电容进行滤波处理，最终输出直流电压。
附图说明
[0016]图1为本实施例一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，其特征在于，包括m个单元电路、输入电容以及输出滤波电容，m大于等于2；每个所述单元电路包括变压器组、H桥模块、LLC谐振网络和整流电路；其中：所述变压器组包括n个变压器，所述变压器的副边绕组依次串联，形成副边串联组，每个所述变压器的原边绕组连接一个所述H桥模块；其中，n大于等于2；每个所述变压器组连接的所述H桥模块之间并联；所述LLC谐振网络连接所述副边串联组；所述整流电路的输入端连接所述LLC谐振网络；每个所述单元电路的每个所述H桥模块与一个所述输入电容并联，所述输入电容两端分别连接电源正输入端和电源负输入端；每个所述单元电路的所述整流电路的输出端与所述输出滤波电容的两端连接，所述输出滤波电容两端分别连接隔离DC
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DC电路的正输出端和负输出端。2.根据权利要求1所述的交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，其特征在于，所述H桥模块包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关；所述第一开关与所述第二开关串联为第一开关组，所述第三开关与所述第四开关串联为第二开关组；所述第一开关组与所述第二开关组分别与所述输入电容并联；所述变压器的原边绕组的两个端分别连接在所述第一开关组的所述第一开关与所述第二开关之间和所述第二开关组的所述第三开关与所述第四开关之间。3.根据权利要求1所述的交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，其特征在于，所述LLC谐振网络包括两个谐振电路和并联电感；两个所述谐振电路的第一端分别连接所述副边串联组的两端；两个所述谐振电路的第二端分别连接所述并联电感的两端；所述并联电感两端连接所述整流电路的输入端。4.根据权利要求3所述的交错高功率大电流隔离DC
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DC电路，其特征在于，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容以及第二电容；所述第一电感的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建华，闫志强，汪晓霞，吕玮，刘月华，
申请(专利权)人：北京动力源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：