电压电流源复合型DC/DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电压电流源复合型ＤＣ／ＤＣ变换器，包括一等效直流电源、一桥式变换器、一阻抗变换器、一输出整流器，所述等效直流电源的输出电压馈送至桥式变换器，经桥式变换器高频变换后，产生高频交流电，该高频交流电经过阻抗变换器和输出整流器滤波、整流、稳压后整形隔离变成隔离直流电压，该隔离直流电压和等效直流电源电压级连在一起得到更高的输出电压，为负载提供相应直流电压。本实用新型专利技术所述电压电流源复合型ＤＣ／ＤＣ变换器电路简单、体积小、整机效率高、可靠性强。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种DC/DC变换器，特别涉及一种电压电流源 复合型DC/DC变换器。
技术介绍
随着社会发展，传统能源日益紧张，新型清洁能源(如太阳能、 燃料电池)共直流母线发电技术越来越受到人们的关注。由于多种可 再生能源输出电压不同，在共直流母线时就需要高效的DC/DC变换 器进行直流/直流电压变换。目前，DC/DC变换器主要由两类1、 隔离型DC/DC变换器。这种隔离型DC/DC变换器输入端与输 出端电气不相通，通过脉冲变压器的磁耦合方式传递能量，输入输出 完全电气隔离，其优点在于能实现电网和发电源的电器隔离，因而系 统安全性好；通过设计变压器的变化比较容易实现电压变换，因而控 制相对简单。但是由于全部功率要通过变压器，因而系统的效率相对 降低。2、 非隔离型DC/DC变换器。这种非隔离型DC/DC变换器输入端 与输出端电气相通，没有隔离，主要采用BOOST型电路来实现电压 调整，电路结构简单，相对于隔离型DC/DC变换器的效率相对较高。 但是在输入直流电的电压较低时，整机的调压效率明显下降。针对隔离型DC/DC变换器与非隔离型DC/DC变换器各自的优缺 点，有人提出部分隔离型DC/DC变换器，其原理电路是在直流电源 于输出直流母线之间有一辅助变换器；辅助变换器的输入并接在直流 电源的正负两极，辅助变换器的输出与输入直流电源连接在一起，组 合生成直流母线的直流电压波形。如果辅助变换器采用纯电流源型变 换器，输出二极管整流桥的耐压低，但是电压调整困难；为了实现电 压调整必须额外增加调压控制器件，降低了整机效率，增加了成本。 如果辅助变换器采用纯电压源型变换器，电压调整变得容易，但是其 输出二极管整流桥的耐压增加，同样也会增加成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述部分隔离型DC/DC 变换器逆变电路的不足，提出一种紧凑的部分隔离的电压电流源复合 型DC/DC变换器。本技术所要解决的技术问题可通过下述技术方案来实现电压电流源复合型DC/DC变换器，包括一等效直流电源、 一桥式 变换器、 一阻抗变换器、 一输出整流器，其特征在于，等效直流电源 的输出电压馈送至桥式变换器，经桥式变换器高频变换后，产生高频 交流电，该高频交流电经过阻抗变换器和输出整流器滤波、整流、稳 压后整形隔离变成隔离直流电压，该隔离直流电压和等效直流电源电 压级连在一起得到更高的输出电压，为负载提供相应直流电压。所述电压龟流源复合型DC/DC变换器的等效直流电源的正输出端和桥式变换器的直流母线正输入端以及输出整流器负输出端连接 在一起；等效直流电源的负输出端和桥式变换器的负输出端连接在一 起；桥式变换器的两交流输出端和阻抗变换器的两输入端分别连接在 一起；阻抗变换器的两输出端和输出整流器的两交流输入端分别连接 在一起；输出整流器的正输出端和等效直流电源的负输出端一起为外 带负载提供电源。所述电压电流源复合型DC/DC变换器的桥式变换器，由四开关管 组成，第一开关管和第四开关管为一对，由同一组信号驱动，同时通 /断；第二开关管和第三开关管为另一对，由另一组信号驱动，同时 通/断；两对开关管轮流通/断，形成正/负交变的脉冲电流。所述电压电流源复合型DC/DC变换器的阻抗变换器，包括两电感 和一电容，电容和两电感接成T型接法，所述阻抗变换器起到滤波的 作用。所述电压电流源复合型DC/DC变换器的输出整流器，包括一隔离 变压器、 一由四个二极管组成的电桥和一输出电容；所述第一二极管 和第四二极管为一组，同时导通/断，第二二极管和第三二极管为一 组，同时通/断；输出电容与四个二极管组成的电桥并联。本技术所述的电压电流源复合型DC/DC变换器的有益效果是1、相对于传统隔离型DC/DC逆变器，等效直流电源的很大一部 分能量不经过高频斩波直接流入电网，提高了整机效率并且体积也减 少很多。2、相对于传统部分隔离型DC/DC变换器，辅助直流变换器电路 得到简化，功率器件的电压电流应力减少，器件的利用率得到提高， 装置的可靠性得到提高。附图说明图1为本技术所述电压电流源复合型DC/DC变换器的电路 原理图。具体实施方式为了使本技术的实现的技术手段、创作特征、达成目的与功 效易于明白了解，以下结合附图，进行详细阐述。根据图1，本技术所述电压电流源复合型DC/DC变换器包括 等效直流电源l、桥式变换器2、阻抗变换器3、输出整流器4。桥式变换器2由四个开关管V^、 VTh2、 VTh3、 VTh4组成，开关管 VThl和开关管VTh4为一对，由同一组信号驱动，同时通/断；开关管 VTh2和开关管VTh3为另一对，由另一组信号驱动，同时通/断；两对开关管轮流通/断，形成正/负交变的脉冲电流。阻抗变换器3，包括电感U、 L2和电容d，电容d和电感k、 L2 接成T型接法，阻抗变换器3起到滤波的作用。输出整流器4，包括隔离变压器L，由四个二扱管Vm、 Vd2、 Vd3、vd4组成的电桥5和输出电容C2; 二极管Vm和二极管vd4为一组，同 时通/断，二极管Vd2和二扱管vd3为一组，同时通/断；输出电容C2与四个二极管VM、 VD2、 VD3、 V。4组成的电桥5并联。电压电流源复合型DC/DC变换器运行时，等效直流电源1的输出 电压Vh馈送至桥式变换器2，经桥式变换器2高频变换后，产生高 频交流电，该高频交流电经过阻抗变换器3和输出整流器4滤波、整 流、稳压后整形隔离变成隔离直流电压VDC，该隔离直流电压VDC和 等效直流电源电压Vin级连在一起得到更高的输出电压V。ut，为负载 提供相应直流电压。等效直流电源1的正输出端和桥式变换器2的直流母线正输入端 以及输出整流器4负输出端连接在一起；等效直流电源1的负输出端 和桥式变换器2的负输出端连接在一起;桥式变换器2的两交流输出 端和阻抗变换器3的两输入端分别连接在一起；阻抗变换器3的两输 出端和输出整流器4的两交流输入端分别连接在一起；输出整流器4 的正输出端和等效直流电源1的负输出端一起为外带负载提供电源。 以上是本技术的具体实施方式，对于本领域内的一般技术人 员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化， 例如本技术的桥式变换器2为全桥式，可以改成半桥式变换器， 即将开关管V^和开关管VTh3分别改成两个电容，其中器件可以是金属氧化物半导体场效应管mosfet、绝缘栅双极晶体管IGBT或其他可 控器件。类似变化同样能够实现本技术的目的，这种变化显然应 该在本技术的权利要求书的保护范围内。本技术要求保护范 围由所附的权利要求书及其等效物界定。权利要求1、电压电流源复合型DC/DC变换器，包括一等效直流电源、一桥式变换器、一阻抗变换器、一输出整流器，其特征在于，其中所述的等效直流电源的正输出端和桥式变换器的直流母线正输入端以及输出整流器负输出端连接在一起；等效直流电源的负输出端和桥式变换器的负输出端连接在一起；桥式变换器的两交流输出端和阻抗变换器的两输入端分别连接在一起；阻抗变换器的两输出端和输出整流器的两交流输入端分别连接在一起；输出整流器的正输出端和等效直流电源的负输出端一起为外带负载提供电源。2、 根据权利要求l所述的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
电压电流源复合型ＤＣ／ＤＣ变换器，包括一等效直流电源、一桥式变换器、一阻抗变换器、一输出整流器，其特征在于，其中所述的等效直流电源的正输出端和桥式变换器的直流母线正输入端以及输出整流器负输出端连接在一起；等效直流电源的负输出端和桥式变换器的负输出端连接在一起；桥式变换器的两交流输出端和阻抗变换器的两输入端分别连接在一起；阻抗变换器的两输出端和输出整流器的两交流输入端分别连接在一起；输出整流器的正输出端和等效直流电源的负输出端一起为外带负载提供电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫民，汤天浩，刘以建，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]