CN105763060B - 一种dc/dc谐振模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种DC/DC变换模块,所述DC/DC变换模块包括N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；所述N组变换单元中的分压单元之间串联；所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。所述N个第一电感耦合起来后，具有强制的均流功能，使各输入电容的电压平衡。

Description

一种DC/DC谐振模块

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种DC/DC谐振模块。

背景技术

在站点电源或者数据中心等电子设备的直流供电电源系统中，在AC/DC电源模块中，功率因数校正电路(PFC—power factor correction)的直流输出电压通常在760V～820V左右，甚至更高，一般不直接给负载使用，因此经过PFC电路后都会加一级DC/DC电路；

DC/DC装置中包含2组变换单元，所述变换单元包括一个分压单元、与第一开关单元和第二开关单元、与谐振电容、与谐振电感、与变压器、与整流单元，所述N为大于1的正整数；

现有技术存在如下问题：

第一变换单元中的谐振电感的参数与第二变换单元中的谐振电感的参数在设置时，需要设置为相同的，但是，由于第一变换单元中的谐振电感的参数与第二变换单元中的谐振电感的参数具有一定的容差范围，可能导致，在所述谐振电路工作中，第一变换单元中的谐振电感实际的参数与第二变换单元中的谐振电感实际的参数存在较大的差异。类似地，第一变换单元中的谐振电容的参数和第二变换单元中的谐振电容的参数也可能存在相似的问题。第一变换单元中的谐振电感的参数与第二变换单元中的谐振电感的参数的差异，以及第一变换单元中的谐振电容的参数和第二变换单元中的谐振电容的参数的差异，会导致：经过第一变换单元中的变压器原边的谐振电流与经过第二变换单元中的变压器原边的谐振电流不同，第一变换单元中的变压器的副边电压与第二变换单元中的变压器的副边电压不同、第一变换单元中整流单元与第一变换单元中整流单元的输出电流的值也不同，从而使两路LLC谐振变换器的功率不能平衡，造成第一分压单元Cin1，第二分压单元Cin2上的电压不均衡(其中一个的电压较大，另一个较小)，严重的情况下会引起功率开关管的电压应力超标而损坏(实例中一般压差不能超过50V)。

发明内容

本发明实施例提供一种DC/DC谐振模块,能够使所述DC/DC谐振模块中各谐振电路均流均压，使分压电容均压，使功率开关管正常工作。

第一方面提供一种DC/DC谐振模块，包括：

N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第二线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第二线路；

或者，所述第一开关单元，所述第二开关单元，第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第三线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第三线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述N组变换单元中的分压单元之间串联；

所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

在第一方面第一种可能的实现方式中，

在所述第一谐振电感连接在所述第一线路的情况下,所述变换单元还包括谐振电容A；

所述谐振电容A、第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路；

所述第一谐振电容连接在所述第二线路且所述谐振电容A连接在第三线路，或者，所述第一谐振电容连接在所述第三线路且所述谐振电容A连接在第二线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容和谐振电容A充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电。

结合第一方面至第一方面第一种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述变换单元还包括一个A滤波单元，用于对所述整流单元输出的直流电进行滤波。

结合第一方面至第一方面第一种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

所述DC/DC变换模块还包括一个B滤波单元，用于对所述所述N组变换单元中的整流单元并联后输出的直流电进行滤波，将滤波后的直流电提供给负载使用。

结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述分压单元包括电容。

结合第一方面至第一方面第四种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，

所述DC/DC变换模块还包括M个A开关单元，所述M个所述A开关单元与所述第一开关单元并联，M为正整数。

结合第一方面至第一方面第五种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，

所述DC/DC变换模块还包括K个B开关单元，所述K个所述B开关单元与所述第二开关单元并联，K为正整数。

结合第一方面至第一方面第六种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，

所述变换模块还包括第三开关单元与第四开关单元形成的串联电路、第二谐振电容、与第二谐振电感、与第二变压器、第五开关单元与第六开关单元形成的串联电路、第三谐振电容、与第三谐振电感、与第三变压器；

所述第三开关单元与第四开关单元形成的串联电路，与所述第一开关单元与所述第二开关单元形成的串联电路相并联；

所述第三开关单元、所述第四开关单元、第二谐振电容、第二谐振电感、以及第二变压器的连接关系为：

所述第三开关单元的第二端和所述第四开关单元的第一端连接到第二连接点；

所述第二连接点与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路；

所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路并且所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第二谐振电感连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第二谐振电容连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第五开关单元，所述第六开关单元，第三谐振电容、第三谐振电感、以及第三变压器的连接关系为：

所述第五开关单元的第二端和所述第六开关单元的第一端连接到第三连接点；

所述第五连接点与所述第三变压器的第一输入端之间连接有第七线路；

所述第五开关单元的第一端与所述第五变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第五开关单元的第一端与所述所述第三变压器的第一输入端之间连接有第五线路并且所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第三谐振电感连接在所述第七线路或第八线路或第九线路；

所述第三谐振电容连接在所述第七线路或第八线路或第九线路。

结合第一方面至第一方面第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，

所述变压器的副线圈为具有中间抽头的线圈。

第二方面提供一种AC/DC电源模块，其特征在于，包括：

功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

第三方面提供一种电源系统，其特征在于，包括：

AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

第四方面提供一种通信设备，其特征在于，包括：

通信模块，用于实现通信功能；

电源系统,用于为所述通信模块供电；

所述电源系统包括AC/DC电源模块与监控模块；

所述监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行；

所述AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、

以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，用于将所述PFC电路输出的直流电降压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种DC/DC变换模块的一种实施例的电路原理图；

图2为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路原理图；

图3为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路原理图；

图4为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路原理图；

图5为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路原理图；

图6为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路原理图；

图7为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的的电路原理图；

图8为本发明的一种DC/DC变换模块的另一种实施例的的电路原理图；

图9为本发明的一种AC/DC电源模块的实施例的结构示例图；

图10为本发明的一种电源系统的实施例的结构示例图；

图11为本发明的一种通信装置的实施例的结构示例图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明解决其技术问题所采用的技术方案，是构造一种DC/DC变换模块的一种实施例的电路实现原理图；

如图1所示，所述一种DC/DC变换模块包括N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；具体地，所述第N变换单元包括第一分压单元Cinn，第一开关单元Q(2n-1)，第二开关单元Q2n，第一谐振电容Cr n，第一谐振电感Lr n，第一变压器TXn，所述N为大于1的正整数；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；具体地，所述分压单元包括第一分压单元Cin1、第二分压单元Cin2至第N分压单元Cinn；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；具体地，所述第一开关单元Q(2n-1)和第二开关单元Q2n串联后形成的电路与所述分压单元Cinn并联；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第二线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第二线路；

具体地，所述第一开关单元包括Q1、Q3至Q(2n-1)；所述第二开关单元包括Q2、Q4至Q2n；所述第一变压器包括TX1、TX2至TXN；所述Q1、与Q2、与TX1相连，所述Q3与Q4与TX2相连，所述Q(2n-1)、与所述Q2n与TXN相连；所述第一谐振电感Lr1连接在第一线路上、所述第一谐振电容Cr1连接在第二线路上，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1的位置可以互换，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1都连接在第一线路上，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1都连接在第二线路上。

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述N组变换单元中的分压单元之间串联；

所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

或者，如图2所示，是构造一种DC/DC变换模块的另一种实施例的电路实现原理图；

所述一种DC/DC变换模块包括N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；具体地，所述第N变换单元包括第一分压单元Cinn，第一开关单元Q(2n-1)，第二开关单元Q2n，第一谐振电容Cr n，第一谐振电感Lr n，第一变压器TXn，所述N为大于1的正整数；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；具体地，所述分压单元包括第一分压单元Cin1、第二分压单元Cin2至第N分压单元Cinn；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；具体地，所述第一开关单元Q(2n-1)和第二开关单元Q2n串联后形成的电路与所述分压单元Cinn并联；

所述第一开关单元，所述第二开关单元，第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第三线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第三线路；

具体地，所述第一开关单元包括Q1、Q3至Q(2n-1)；所述第二开关单元包括Q2、Q4至Q2n；所述第一变压器包括TX1、TX2至TXN；所述Q1、与Q2、与TX1相连，所述Q3与Q4与TX2相连，所述Q(2n-1)、与所述Q2n与TXN相连；所述第一谐振电感Lr1连接在第一线路上、所述第一谐振电容Cr1连接在第三线路上，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1的位置可以互换，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1都连接在第一线路上，或者所述第一谐振电感Lr1与所述第一谐振电容Cr1都连接在第三线路上。

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述N组变换单元中的分压单元之间串联；

所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

有益效果

在没有额外增加多余的器件和均压控制环路的情况下，所述的各第一谐振电感耦合连接，各所述第一谐振电感绕制在同一磁芯的磁柱上，各绕组具有相同的匝数；当电路开始工作时，当所述N组变换单元中的第一开关单元都开通时，各第一谐振电容都处于充电状态；当N组变换单元中的第一开关单元都关闭且N组变换单元中的第二开关单元都开通时，各第一谐振电容都处于放电状态，此时谐振电路产生谐振电流，由于各第一谐振电感绕制在同一个磁芯的同一个磁柱上，且各绕组具有相同的匝数，所以各绕组中间流过磁通Φ是相同的，都等于磁芯磁柱流过的磁通。由此可以推导出，各绕组中的电流相等；即个N个第一电感耦合起来后，具有强制的均流功能。各第一谐振电感的谐振电流均等，这样就能保证各第一谐振电感所属的谐振电路的输入和输出功率均相当；从而使得各分压电容的充电电流均相等、放电电流也均相等，从而使各输入电容的电压平衡。总之，本发明的各第一谐振电感和第一谐振电容在同一个控制环路工作(即同频率工作)情况下，使得各分压电容的充放电流都相等，使得各分压电容两端电压均衡，使得开关单元中的功率开关管正常工作。

可选地，所述变换单元还包括一个A滤波单元，用于对所述整流单元输出的直流电进行滤波。具体地，各整流单元输出的直流电分别经一个A滤波单元滤波后再并联，然后输出给负载。所述A滤波单元包括滤波电容，与各整流单元中的整流二极管相连。

进一步地，所述DC/DC变换模块还包括一个B滤波单元，用于对所述N组变换单元中的整流单元并联后输出的直流电进行滤波，将滤波后的直流电提供给负载使用。具体地，各整流单元输出的直流电先并联，然后统一经B滤波单元后再输出给负载。所述B滤波单元包括的Cout电容。

进一步地，所述分压单元包括电容，所述电容用于均分输入所述DC/DC变换模块的电压。具体地，所述电容包括Cin1、Cin2至Cinn。

进一步地，如图3所示，所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

在所述第一谐振电感连接在所述第一线路的情况下,所述变换单元还包括谐振电容A；

所述谐振电容A、第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路；

所述第一谐振电容连接在所述第二线路且所述谐振电容A连接在第三线路，或者，所述第一谐振电容连接在所述第三线路且所述谐振电容A连接在第二线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容和谐振电容A充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电。

进一步地，如图4所示，所述DC/DC变换模块还包括M个A开关单元，所述M个所述A开关单元与所述第一开关单元Q1并联，M为正整数。具体地，所述M个A开关单元用于对第一开关单元Q1进行替换使用；所述A开关单元为Q1A、Q3A、至Q(2n-1)A。

所述DC/DC变换模块还包括K个B开关单元，所述K个所述B开关单元与所述第二开关单元并联，K为正整数。具体地，所述K个B开关单元用于对第二开关单元进行替换使用，与所述第一开关单元或M个A开关单元配合使用。所述第二开关单元包括Q2B、Q4B至Q2n B。

进一步地，如图5所示，所述变压器的副线圈为中间抽头的线圈。具体地，图中TX1、TX2、至TXN的副线圈都为中间抽头的线圈。

进一步地，如图6所示，所述DC/DC变换模块还包括：

第三开关单元Q1＇与第四开关单元Q2＇形成的串联电路，第二谐振电容Cr1'、与第二谐振电感Lr1'、与第二变压器TX 1'、第五开关单元Q1″与第六开关单元Q2″形成的串联电路，第三谐振电容Cr1″、与第三谐振电感Lr1″、与第三变压器TX″；

所述第三开关单元Q1＇与第四开关单元Q2＇形成的串联电路，与所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2形成的串联电路相并联；

所述第三开关单元Q1＇、所述第四开关单元Q2＇、第二谐振电容Cr1'、第二谐振电感Lr1'、以及第二变压器TX1＇的连接关系为：

所述第三开关单元的第二端和所述第四开关单元的第一端连接到第二连接点；

所述第二连接点与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路；

所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路并且所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第二谐振电感连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第二谐振电容连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第五开关单元Q1″、所述第六开关单元Q2″、第三谐振电容Cr1″、与第三谐振电感Lr1″、与第三变压器TX″的连接关系为：

所述第五开关单元的第二端和所述第六开关单元的第一端连接到第三连接点；

所述第五连接点与所述第三变压器的第一输入端之间连接有第七线路；

所述第五开关单元的第一端与所述第五变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第五开关单元的第一端与所述所述第三变压器的第一输入端之间连接有第五线路并且所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第三谐振电感连接在所述第七线路或第八线路或第九线路；

所述第三谐振电容连接在所述第七线路或第八线路或第九线路。

进一步地，如图6所示，本发明解决其技术问题所采用的技术方案，是构造一种DC/DC变换模块实施例二的电路实现原理图；

N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、谐振电容A、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；

所述谐振电容A、第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路；

所述第一谐振电容连接在所述第二线路；

所述谐振电容A连接在第三线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容和谐振电容A充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述N组变换单元中的分压单元之间串联；

所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

具体地，所述第一开关单元包括Q1、Q3至Q(2n-1)；所述第二开关单元包括Q2、Q4至Q2n；所述第一变压器包括TX1、TX2至TXN；所述Q1、与Q2、与TX1相连，所述Q3与Q4与TX2相连，所述Q(2n-1)、与所述Q2n与TXN相连；谐振电容A，即Cr nA连接在第一线路并且所述第一谐振电容连接在第三线路上，或者所述谐振电容A与所述第一谐振电容的位置互换。

如图7所示，本发明解决其技术问题所采用的技术方案，是构造一种DC/DC变换模块的实施例的电路实现原理图；

图7所示为包括两组变换单元的DC/DC变换模块，包括

2组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；具体地，2组变换单元为第一变换单元和第二变换单元，第一变换单元包括第一分压单元Cin1、第一开关单元Q1、第二开关单元Q2，第一谐振电容Cr1、第一谐振电感Lr1、第一变压器TX1；所述第二变换单元包括第二分压单元Cin2、第一开关单元Q3、第二开关单元Q4，第一谐振电容Cr2、第一谐振电感Lr2、第一变压器TX2；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第二线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第二线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第二线路；

或者，所述第一开关单元，所述第二开关单元，第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第三线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第三线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述2组变换单元中的分压单元之间串联；

所述2组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述2组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述2组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述2组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

可选地，所述变换单元还包括一个A滤波单元，用于对所述整流单元输出的直流电进行滤波。具体地，各整流单元输出的直流电分别经一个A滤波单元滤波后再并联，然后输出给负载。所述A滤波单元包括滤波电容，与各整流单元中的整流二极管相连。

进一步地，所述DC/DC变换模块还包括一个B滤波单元，用于对所述N组变换单元中的整流单元并联后输出的直流电进行滤波，将滤波后的直流电提供给负载使用。具体地，各整流单元输出的直流电先并联，然后统一经B滤波单元后再输出给负载。所述B滤波单元包括Cout电容。

进一步地，所述分压单元包括电容，所述电容用于均分输入所述DC/DC变换模块的电压。具体地，所述电容包括Cin1、Cin2。

进一步地，所述DC/DC变换模块还包括M个A开关单元，所述M个所述A开关单元与所述第一开关单元并联，M为正整数。具体地，所述M个A开关单元用于对第一开关单元进行替换使用。

进一步地，所述DC/DC变换模块还包括K个B开关单元，所述K个所述B开关单元与所述第二开关单元并联，K为正整数。具体地，所述K个B开关单元用于对第二开关单元进行替换使用，与所述第一开关单元或M个A开关单元配合使用。

进一步地，如图8所示，所述DC/DC变换模块还包括：

第三开关单元Q1＇与第四开关单元Q2＇形成的串联电路，第二谐振电容Cr1'、与第二谐振电感Lr1'、与第二变压器TX1＇；

第五开关单元Q1＂与第六开关单元Q2＂形成的串联电路，第三谐振电容Cr1″、与第三谐振电感Lr1″、与第三变压器TX″；

所述第三开关单元Q1＇与第四开关单元Q2＇形成的串联电路，与所述第一开关单元Q1与所述第二开关单元Q2形成的串联电路相并联；

所述第三开关单元Q1＇、所述第四开关单元Q2＇、第二谐振电容Cr1'、第二谐振电感Lr1'、以及第二变压器TX1＇的连接关系为：

所述第三开关单元的第二端和所述第四开关单元的第一端连接到第二连接点；

所述第二连接点与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路；

所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第三开关单元的第一端与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路并且所述第四开关单元的第二端与所述第二变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第二谐振电感连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第二谐振电容连接在所述第四线路或第五线路或第六线路；

所述第五开关单元Q1″、所述第六开关单元Q2″、第三谐振电容Cr1″、与第三谐振电感Lr1″、与第三变压器TX″的连接关系为：

所述第五开关单元的第二端和所述第六开关单元的第一端连接到第三连接点；

所述第五连接点与所述第三变压器的第一输入端之间连接有第七线路；

所述第五开关单元的第一端与所述第五变压器的第一输入端之间连接有第五线路，或者，所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路，或者，所述第五开关单元的第一端与所述所述第三变压器的第一输入端之间连接有第五线路并且所述第六开关单元的第二端与所述第三变压器的第二输入端之间连接有第六线路；

所述第三谐振电感连接在所述第七线路或第八线路或第九线路；

所述第三谐振电容连接在所述第七线路或第八线路或第九线路。

进一步地，所述变压器的副线圈为中间抽头的线圈。

具体地，电路运行原理为，当第一开关单元Q1开通时，电流从第一分压单元Cin1正极流出，经过第一开关单元Q1、第一谐振电容Cr1、第一谐振电感Lr1、第一变压器TX1，在此过程中，第一谐振电容Cr1处于充电状态；

同时，相类似的，第一开关单元Q3开通，第一谐振电容Cr2也处于充电状态。

当第一开关单元Q1、Q3都关闭，第二开关单元Q2、Q4都开通时，各谐振电容都处于放电状态，此时谐振电路产生谐振电流，谐振电感Lr1至Lr2耦合，因此具有均流作用，所以各谐振电路的谐振电流就会相等。

由于各谐振电流相同，因此经过各激磁电感NP1的电流相同，通过变压器TN变压后，电流经TN的副边NS1和NS2输出，再流经整流二极管ND1和ND2整流，然后接入滤波电容COUT滤波，最终经过配电装置供负载Rload两端接入。

有益效果

在没有额外增加多余的器件和均压控制环路的情况下，通过一个谐振电路的1个谐振电感与另外一个谐振电路的1个谐振电感绕制在同一个磁芯的磁珠上，形成耦合电感。当第一开关单元Q1、Q3开通开通时，各谐振电容处于充电状态；当Q1、Q3关闭，第二开关单元Q2、Q4开通时，谐振电容处于放电状态，此时谐振电路产生谐振电流。将两个谐振电感的谐振频率设定为相同，且两谐振电感绕制在同一个磁芯的同一个磁柱上，两个绕组具有相同的匝数。于是两个绕组中间流过磁通Φ是相同的，都等于磁芯磁柱流过的磁通。由此可以推导出，两个绕组中的电流相等；即两个电感耦合起来后，具有强制的均流功能。

由于两个谐振电感的电流均等，所以两个LLC变换器的谐振电流就会相等，这样就能保证两个LLC变换器的输入和输出功率均相当，从而使得Cin1和Cin2充放电流相等，从而使两个输入电容的电压平衡。总之，本发明使得两个谐振电路在同一个控制环路工作(即同频率工作)情况下，解决了Cin1，Cin2上电压均衡问题。

如图9所示，为本发明的一种AC/DC电源模块的实施例的结构示例图；

包括功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

如图10所示，图10为本发明的一种电源系统的实施例的结构示例图；

包括AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

具体地，所述电源系统安装在信息通信设备(ICT设备)外部。

如图11所示，图11为本发明的一种通信设备的实施例的结构示例图；

所述通信设备包括：

通信模块，用于实现通信功能；

电源系统,用于为所述通信模块供电；具体地，所述电源系统安装在所述通信设备内部；

所述电源系统包括AC/DC电源模块与监控模块；

所述监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行；

所述AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、

以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，用于将所述PFC电路输出的直流电降压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种DC/DC变换模块，其特征在于，包括：

N组变换单元与一个磁柱，所述变换单元包括分压单元、第一开关单元、第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、第一变压器、以及整流单元，所述N为大于1的正整数；

所述分压单元，用于将输入的直流电分压，输出分压后的直流电；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联后形成的电路与所述分压单元并联；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及所述第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第二线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第二线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第二线路；

或者，所述第一开关单元，所述第二开关单元，第一谐振电容、第一谐振电感、以及所述第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路或第三线路；

所述第一谐振电容连接在所述第一线路或第三线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电；

所述第一变压器，用于对所述交流电进行降压，由所述第一变压器的副线圈输出降压后的交流电；

整流单元，用于对所述第一变压器输出的降压后的交流电进行整流，输出直流电；

所述N组变换单元中的分压单元之间串联；

所述N组变换单元中的分压单元用于对所述输入的直流电进行均等分压；

所述N组变换单元中的所述第一谐振电感耦合绕制在所述一个磁柱上，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感谐振频率相同，所述N组变换单元中的所述第一谐振电感的绕组具有相同的匝数。

2.根据权利要求1所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

在所述第一谐振电感连接在所述第一线路的情况下,所述变换单元还包括谐振电容A；

所述谐振电容A、第一开关单元、所述第二开关单元、第一谐振电容、第一谐振电感、以及第一变压器的连接关系为：

所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第一端连接到第一连接点；

所述第一连接点与所述第一变压器的第一输入端之间连接有第一线路；

所述第一开关单元的第一端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第二线路；

所述第二开关单元的第二端与所述第一变压器的第二输入端之间连接有第三线路；

所述第一谐振电感连接在所述第一线路；

所述第一谐振电容连接在所述第二线路且所述谐振电容A连接在第三线路，或者，所述第一谐振电容连接在所述第三线路且所述谐振电容A连接在第二线路；

通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的打开和闭合，使得所述第一谐振电容和谐振电容A充电和放电，所述第一谐振电感产生谐振电流，以将所述分压单元输出的直流电转换为交流电。

3.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述变换单元还包括一个A滤波单元，用于对所述整流单元输出的直流电进行滤波。

4.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述DC/DC变换模块还包括一个B滤波单元，用于对所述所述N组变换单元中的整流单元并联后输出的直流电进行滤波，将滤波后的直流电提供给负载使用。

5.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述分压单元包括电容。

6.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述DC/DC变换模块还包括M个A开关单元，所述M个所述A开关单元与所述第一开关单元并联，M为正整数。

7.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述DC/DC变换模块还包括K个B开关单元，所述K个所述B开关单元与所述第二开关单元并联，K为正整数。

8.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，所述DC/DC变换模块还包括：

第三开关单元与第四开关单元形成的串联电路、第二谐振电容、与第二谐振电感、与第二变压器、第五开关单元与第六开关单元形成的串联电路、第三谐振电容、与第三谐振电感、与第三变压器；

所述第三开关单元与第四开关单元形成的串联电路，与所述第一开关单元与所述第二开关单元形成的串联电路相并联；

所述第三开关单元、所述第四开关单元、第二谐振电容、第二谐振电感、以及第二变压器的连接关系为：

所述第三开关单元的第二端和所述第四开关单元的第一端连接到第二连接点；

所述第二连接点与所述第二变压器的第一输入端之间连接有第四线路；

所述第二谐振电感连接在所述第四线路；

所述第二谐振电容连接在所述第四线路；

所述第五开关单元，所述第六开关单元，第三谐振电容、第三谐振电感、以及第三变压器的连接关系为：

所述第五开关单元的第二端和所述第六开关单元的第一端连接到第三连接点；

所述第三连接点与所述第三变压器的第一输入端之间连接有第七线路；

所述第三谐振电感连接在所述第七线路；

所述第三谐振电容连接在所述第七线路。

9.根据权利要求1或2所述的DC/DC变换模块，其特征在于，

所述变压器的副线圈为具有中间抽头的线圈。

10.一种AC/DC电源模块，其特征在于，包括：

功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

11.一种电源系统，其特征在于，包括：

AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行情况；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，将所述PFC电路输出的直流电降压。

12.一种通信设备，其特征在于，包括：

通信模块，用于实现通信功能；

电源系统,用于为所述通信模块供电；

所述电源系统包括AC/DC电源模块与监控模块；

所述监控模块，用于检测所述AC/DC电源模块的运行；

所述AC/DC电源模块，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述AC/DC电源模块包括功率因素矫正PFC电路、

以及如权利要求1-9中任意一项所述的DC/DC变换模块；

所述功率因素矫正PFC电路，用于将输入所述AC/DC电源模块的交流电转换为直流电；

所述DC/DC变换模块，用于将所述PFC电路输出的直流电降压。