本发明专利技术涉及一种实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置，包括：分压单元，所述分压单元包括分压输出端；由所述分压单元的一个输出端和所述分压输出端取得直流电压的第一变换单元；由所述分压单元的另一个输出端和所述分压输出端取得直流电压的第二变换单元；所述第一变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第一输入端；所述第二变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第二输入端；还包括：连接所述分压输出端和所述第一输入端的平衡单元。实施本发明专利技术的实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置，具有以下有益效果：提高变换器的效率、功率密度和可靠性；避免采用复杂的控制和保护策略，降低变换器的设计和制造难度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能转换领域，更具体地说，涉及一种实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换器。
技术介绍
大功率电能变换装置一般采用三相交流输入，三相PFC (PFC — power factorcorrection)变换电路的直流输出电压通常在760V 820V左右，甚至更高，这就要求在后级DC/DC变换器中使用高电压等级的开关器件。但开关器件电压等级的提高会导致成本的増加和变换效率的下降。目前解决此问题的方法主要是通过采用三电平直流变换器或级联式直流变换器，这两类变换器都能有效的降低开关管的电压应力。三电平直流变换器通过 采用分压电容、箝位ニ极管和一定的控制方法保证其功率管的电压应力为输入直流电压的一半。其缺点在于功率管工作时序较复杂，需要采取比较复杂的控制技术来实现功率管的三电平开关；必须采取有效措施确保在稳态和各种动态情况下分压电容电压和桥臂中点电压的均衡。而级联式变换器采用电容分压来降低单个变换器的输入电压，各个变换器的输出通过并联或串联的方式获得所需的电压。其电路结构简单，级联结构中每个变换器分别连接到对应的分压电容，只需采用基本变换器拓扑的控制方式。其缺点在于高压母线分压电容的平均值虽然可以得到较好的控制，但由于三相交流输入相位的不一致，导致分压电容电压瞬时值不能完全均衡，而且两个变换器的电路參数也必然存在一定的差异，如果两个变换器的输出并联工作，输入电压和电路參数的差异会引起变换器输出电压存在差异，变换器原副边瞬时电流和功率不能均分。因此，在现有技术中，在使用级联式直流变换器时，为保证变换器的可靠性，设计时需要提高变换器功率器件的额定电流和磁性器件的最大功率的余量，造成产品成本的増加、功率密度的下降和变换效率的下降，増加了变换器设计和制造的难度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在干，针对现有技术的上述由于瞬时电流和功率存在差异，导致需要加大设计余量，继而使得成本増加、功率密度下降、效率下降的缺陷，提供ー种成本较低、功率密度较高、效率较高的实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造ー种实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置，包括将高电压值的输入直流电压分压的分压单元，所述分压単元包括一个其电压为所述输入直流电压的一半的分压输出端；由所述分压単元的ー个输出端和所述分压输出端取得分压后的交流电压并将其转换为设定电压值的直流电压输出的第一变换单元；由所述分压単元的另ー个输出端和所述分压输出端取得分压后的直流电压并将其转换为设定电压值的交流电压输出的第二变换单元；所述第一变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第一输入端；所述第二变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第二输入端；所述第一输入端和第二输入端相互连接；还包括连接所述分压输出端和所述第一输入端的平衡単元。更进一歩地，所述平衡単元包括串接在所述分压输出端和所述第一变换单元、第ニ变换单元电压输入端一端的平衡电容；所述平衡电容一端连接在所述分压输出端上，另一端连接在所述第一输入端上。更进一歩地，所述第一变换单元和第二变换单元分别为具有相同的拓扑结构的DC/DC变换器。更进一歩地，所述第一变换单元和第二变换单元的拓扑结构包括脉冲宽度调制、移相软开关或LLC串联谐振变换器。更进一歩地，还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元分别将所述第一变换单元 和所述第二变换单元输出的交流电压通过单独的整流模块整流后并联，滤波后供给所述变换装置的负载或所述第一变换单元和所述第二变换单元输出的交流电压并联后通过整流模块整流、滤波并供给所述变换装置的负载。更进一歩地，所述整流模块包括全波整流、半波整流或同步整流电路。更进一歩地，所述分压単元包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容串接后并接在电压输入端；所述第一电容和第二电容的连接点为所述分压输出端。更进一歩地，所述第一变换单元的电压输入端电连接于所述第一电容两端；其一端与所述第一电容未与所述第二电容连接的一端连接，其另一端通过所述平衡単元与所述分压输出端连接；所述第二变换单元的电压输入端电连接于所述第二电容两端；其一端与所述第二电容未与所述第一电容连接的一端连接，其另一端通过所述平衡単元与所述分压输出端连接。更进一歩地，所述第一变换单元包括依次串联的第一桥式开关模块、第一谐振模块和第一变压器；所述第一桥式开关模块并接在所述第一电容两端，其输出端为两个，其中ー个输出端依次通过第一谐振模块、第一变压器原边与另ー个输出端连接；所述第一谐振模块为LC串联谐振电路；所述第二变换单元包括依次串联的第二桥式开关模块、第二谐振模块和第二变压器；所述第二桥式开关模块并接在所述第二电容两端，其输出端为两个，其中ー个输出端依次通过第二谐振模块、第二变压器原边与另ー个输出端连接；所述第二谐振模块为LC串联谐振电路。更进一歩地，所述第一桥式开关模块包括桥式结构，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关和第四开关串接后通过所述平衡单元并接在所述第ー电容上；所述第二开关和第三开关串接后通过所述平衡单元并接在所述第一电容上；所述第一开关和第四开关的连接点和所述第二开关和第三开关的连接点为所述第一桥式开关模块的两个输出端；所述第二桥式开关模块包括桥式结构，包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；所述第五开关和第八开关串接后通过所述平衡单元并接在所述第二电容上；所述第六开关和第七开关串接后通过所述平衡单元并接在所述第二电容上；所述第五开关和第八开关的连接点和所述第六开关和第七三开关的连接点为所述第二桥式开关模块的两个输出端。实施本专利技术的实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置，具有以下有益效果由于在分压单元的分压电容的连接点上増加平衡単元，使变换器在具有一般级联DC/DC变换器的各项优点的同时，实现了两个级联直流变换器的瞬时输出功率能够有效的自主均分。減少设计上的冗余，降低成本，提高变换器的效率、功率密度和可靠性；避免采用复杂的控制和保护策略，降低变换器的设计和制造难度。附图说明图I是本专利技术实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置实施例的结构示意 图2是所述实施例中并接后整流的级联式DC/DC变换装置的电原理 图3是图2的ー种改进电原理 图4是所述实施例中整流后并接的级联式DC/DC变换装置的电原理 图5是图4的ー种改进电原理图； 图6是图4的ー种改进电原理 图7是图4的ー种改进电原理 图8是图4的ー种改进电原理图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术实施例作进ー步说明。如图I所示，在本专利技术实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置实施例中，该级联式DC/DC变换装置包括分压单元11、第一变换单元12、第二变换单元13、整流滤波单元14以及平衡単元15 ;其中，分压单元11将高电压值的输入直流电压(由三相PFC输出得到的直流电压)分压，该分压单元11包括两个电压输出端(即输入直流电压的输入端)和一个其电压为所述输入直流电压的一半的分压输出端，这样，由上述两个电压输入端中的任意ー个和分压输出端上取得的电压平均值正好是输入直流电压的一半；第一变换单元12由分压单元11的ー个电压输出端和分压输出端取得分压后的直流电压(该电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实现瞬时电压电流平衡的级联式DC/DC变换装置，包括：将高电压值的输入直流电压分压的分压单元，所述分压单元包括一个其电压为所述输入直流电压的一半的分压输出端；由所述分压单元的一个输出端和所述分压输出端取得分压后的直流电压并将其转换为设定电压值的交流电压输出的第一变换单元；由所述分压单元的另一个输出端和所述分压输出端取得分压后的直流电压并将其转换为设定电压值的交流电压输出的第二变换单元；所述第一变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第一输入端；所述第二变换单元与所述分压输出端电连接的电压输入端为第二输入端；所述第一输入端和第二输入端相互连接；其特征在于，还包括连接所述分压输出端和所述第一输入端的平衡单元。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢永刚，方耿，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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