交错串联DC/DC变换器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交错串联DC/DC变换器电路，旨在提供一种纹波小，转换效率高，且便于制作更小型化的高性能的DC/DC变换器电路。它包括输入直流电压、DC/DC模块、滤波电路和负载，它还包括控制电路，所述DC/DC模块包括第一模块（DC1）和第二模块（DC2），所述第一模块（DC1）和第二模块（DC2）结构相同，所述第一模块（DC1）的输入端与第二模块（DC2）的输入端并联连接所述输入直流电压，所述第一模块（DC1）的输出端与第二模块（DC2）的输出端串联后连接所述滤波电路和负载，所述控制电路与所述DC/DC模块连接，所述第一模块（DC1）和第二模块（DC2）的控制信号错开一定角度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交错串联DC/DC变换器电路。
技术介绍
在专用设备市场，如大电压小电流充电器以及电动汽车充电站等方面，对具有几百伏的电源设备需求越来越大，且对于转换效率能够达到90%以上，功率因数大于0. 99，符合EMC要求的小型化开关电源更为难得。常规输出大电压小电流的开关电源(如中国专利 CN03150858. 8公开的三电平LLC串联谐振DC/DC变换器)，虽然具有LLC串联谐振型DC/DC 变换器的优点，并且通过降低每个开关管的电压应力实现了输出大电压的要求，但是在大电压输出时，存在着很大的纹波，降低了整个系统的稳定性，同时也不可避免的增大了输入电容和输出电容的体积，导致整个DC/DC变换器的体积受到了限制，难以实现小型化的目的。 综上所述，目前现有技术里的DC/DC变换器存在着纹波大、转换效率低、不易小型化的缺陷。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种采用交错串联技术构成的纹波小，转换效率高，且便于制作更小型化的高性能的DC/DC变换器电路。本技术的技术方案是一种交错串联DC/DC变换器电路，它包括输入直流电压、至少两个DC/DC模块、滤波电路和负载，它还包括控制电路，所述DC/DC模块包括第一模块和第二模块，所述第一模块和第二模块结构相同，所述第一模块的输入端与第二模块的输入端并联连接所述输入直流电压，所述第一模块的输出端与第二模块的输出端串联后连接所述滤波电路和负载，所述控制电路与所述DC/DC模块连接，所述控制电路对第一模块和第二模块的控制信号错开一定角度。所述第一模块及第二模块的实施电路包括分压电路、箝位电路、开关电路、谐振电路、隔离变压器和整流电路，所述分压电路包括第一分压电容和第二分压电容，所述第一分压电容和第二分压电容串联后并联在所述输入直流电压两端成为所述第一模块的输入端，所述箝位电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与第二二极管的负极连接并与所述第一分压电容和第二分压电容的串联点和地线相连接，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管串联而成，所述开关电路与所述分压电路并联，所述第一开关管与第二开关管的串联点连接所述第一二极管的负极，所述第三开关管与第四开关管的串联点连接所述第二二极管的正极，所述谐振电路包括第一谐振电容、第二谐振电容、谐振电感和励磁电感，所述第一谐振电容与第二谐振电容串联后与所述开关电路并联，所述谐振电感的一端连接所述第二开关管与第三开关管的串联点，所述谐振电感的另一端连接所述励磁电感的一端，所述励磁电感的另一端连接所述第一谐振电容与第二谐振电容的串联点，所述整流电路由四个整流二极管组成桥式整流电路，所述隔离变压器的初级与所述励磁电感并联，所述隔离变压器的次级连接所述桥式整流电路的交流输入端，所述桥式整流电路的直流输出端连接滤波电路和负载。所述第一模块及第二模块的另一实施电路包括开关电路、谐振电路、隔离变压器和整流电路，直流电压两端并联所述第一模块的输入端，所述开关电路包括第一开关管、 第二开关管串联而成，所述开关电路与所述直流电压两端并联为所述第一模块的输入端， 所述谐振电路包括第一谐振电容、第二谐振电容、谐振电感和励磁电感，所述第一谐振电容与第二谐振电容串联后与所述开关电路并联，所述谐振电感的一端连接所述第一开关管与第二开关管的串联点，所述谐振电感的另一端连接所述励磁电感的一端，所述励磁电感的另一端连接所述第一谐振电容与第二谐振电容的串联点，所述整流电路由四个整流二极管组成桥式整流电路，所述隔离变压器的初级与所述励磁电感并联，所述隔离变压器的次级连接所述桥式整流电路的交流输入端，所述桥式整流电路的直流输出端连接滤波电路和负载。上述两种实施方案中，所述开关电路与所述控制电路连接，所述控制电路对第一模块和第二模块的控制信号错开角度为90度。上述两种实施方案中，所述滤波电路由电容器构成。本技术的有益效果是由于本技术包括输入直流电压、DC/DC模块、滤波电路和负载，它还包括控制电路，所述DC/DC模块包括第一模块和第二模块，所述第一模块和第二模块结构相同，所述第一模块的输入端与第二模块的输入端并联连接所述输入直流电压，所述第一模块的输出端与第二模块的输出端串联后连接所述滤波电路和负载，所述控制电路与所述DC/DC模块连接，所述控制电路对第一模块和第二模块的控制信号错开一定角度；又由于现有LLC谐振半桥DC/DC变换器在整个电源的组成中占有大部分空间位置， 而尽可能减小这部分电路的空间占有率，提供这部分元件的自然散热面积是缩小整个电源体积的主要方式，而且尽可能减小纹波是提高DC/DC变换器性能和效率的保证，本技术正是将单个大功率的DC/DC变换器，拆成两个DC/DC变换器通过交错串联的方式来实现其功率输出，所以该变换器输入、输出纹波小，转换效率高，且便于制作成为更小型化的大电压小电流、高性能的DC/DC变换器。附图说明图1为本技术电路的三电平LLC谐振半桥DC/DC变换器的示意图；图2为本技术交错串联DC/DC变换器的驱动波形图；图3为本技术电路的二电平LLC谐振半桥DC/DC变换器的示意图；图4 图9为本技术交错串联DC/DC变换器在不同模式下的工作原理图。具体实施方式本技术包括输入直流电压、DC/DC模块、滤波电路和负载，所述DC/DC模块包括第一模块DCl和第二模块DC2，所述第一模块DCl和第二模块DC2结构相同，所述第一模块DCl的输入端与第二模块DC2的输入端并联连接所述输入直流电压，所述第一模块DCl 的输出端与第二模块DC2的输出端串联后连接所述滤波电路和负载，所述控制电路与所述 DC/DC模块连接，所述第一模块DCl和第二模块DC2的控制信号错开一定角度。所述的第一模块DCl的输出与第二模块DC2的输出进行串联，即第一模块的输出电压Vol的负极与第二模块的输出电压Vo2的正极相连，经滤波电路160后得到总的输出电压Vo，所述的滤波电路160由电容器C5组成，用于将脉冲电流转化成一直流电压对输出负载电路提供能量。可以理解，交错串联的模块实施可以为两个或两个以上结构相同的DC/DC模块，所述两个或两个以上结构相同的DC/DC模块中的所述开关电路与所述控制电路连接，所述两个或两个以上结构相同的DC/DC模块的控制信号在具体实施时错开角度可为90度。以下结合附图1来说明，本实施例采用交错串联LLC谐振半桥DC/DC变换器，由两个结构相同的DC/DC模块组成，两个模块控制信号错开90度以实现交错输入，输出通过串联方式经滤波电路后得到总的输出电压。交错串联LLC谐振半桥DC/DC变换器中的DC/DC 模块主要由分压电路，开关电路，箝位电路，谐振电路，隔离变压器，整流电路组成，且谐振电路部分采用了两个电容串联后与开关电路并联的接入方式。其中两个模块的组成结构及工作模式相同，故仅对第一个模块DCl进行详细阐述。第一模块DC1，用于产生第一路输出电压Vol，其包括分压电路110、箝位电路120、 开关电路130、谐振电路140、隔离变压器Tl和整流电路150，所述分压电路110由第一分压电容Cl和第二分压电容C2串联组成，并联在输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种交错串联ＤＣ／ＤＣ变换器电路，它包括输入直流电压、至少两个ＤＣ／ＤＣ模块、滤波电路和负载，其特征在于：它还包括控制电路，所述至少两个ＤＣ／ＤＣ模块包括第一模块（ＤＣ１）和第二模块（ＤＣ２），所述第一模块（ＤＣ１）和第二模块（ＤＣ２）结构相同，所述第一模块（ＤＣ１）的输入端与第二模块（ＤＣ２）的输入端并联连接所述输入直流电压，所述第一模块（ＤＣ１）的输出端与第二模块（ＤＣ２）的输出端串联后连接所述滤波电路和负载，所述控制电路与所述ＤＣ／ＤＣ模块连接，所述控制电路对第一模块（ＤＣ１）和第二模块（ＤＣ２）的控制信号错开一定角度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永富，
申请(专利权)人：珠海泰坦新能源系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44