CN114337305A - 直流电压变换电路及装置 - Google Patents

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CN114337305A
CN114337305A CN202111683363.6A CN202111683363A CN114337305A CN 114337305 A CN114337305 A CN 114337305A CN 202111683363 A CN202111683363 A CN 202111683363A CN 114337305 A CN114337305 A CN 114337305A
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张广星
陈楠
戈波
雷洁霆
杨德功
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Suzhou Huichuan Control Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种直流电压变换电路及装置,涉及开关电源技术领域,电路包括依次连接的降压模块、共模抑制模块、谐振模块和变压模块,降压模块包括开关管Q1和Q2、二极管D1和D2,共模抑制模块包括电感L1和L5;Q1的漏极和Q2的源极均与电源连接,Q1的源极与L1的一端和D1的负极连接,D1的正极与D2的负极连接,D2的正极分别与L5的一端和Q2的漏极连接,L1的另一端与L5的另一端均与谐振模块连接;降压模块对电源的输入电压进行降压,共模抑制模块对降压模块产生的漏电流进行抑制,谐振模块进行谐振滤波,变压模块进行变压,得到输出电压并输出至负载。本发明解决了现有技术容易出现磁环温度升高,导致DC/DC变换器性能降低的问题,还达到了降低成本的效果。

Description

直流电压变换电路及装置
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域,尤其涉及一种直流电压变换电路及装置。
背景技术
DC/DC变换器是一种将固定直流电源转变为可变直流电源的变换装置,广泛应用在汽车电子、工业自动化、通讯电源等领域。现有DC/DC变换器有多种拓扑,其中,采用三电平的降压式变换电路(BUCK电路)和谐振电路(LLC电路)的方案中,为了抑制DC/DC变换器的共模干扰,保证整个系统的电磁兼容性,一般会在DC输入端的端口处增加共模电感。这种方式存在的问题是,虽然可以抑制共模干扰,但容易出现磁环温度升高的问题,导致DC/DC变换器的性能降低,从而导致不仅不能抑制共模干扰,还会导致DC输入端的线缆绝缘损坏,存在安全风险。
发明内容
本发明的主要目的在于:提供一种直流电压变换电路及装置,旨在解决现有DC/DC变换器中抑制共模干扰的方式容易出现磁环温度升高,导致DC/DC变换器性能降低的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种直流电压变换电路,所述电路的输入端与电源连接,输出端与负载连接,所述电路包括:
依次连接的降压模块、共模抑制模块、谐振模块和变压模块,所述降压模块与所述电源连接,所述变压模块与所述负载连接;
其中,所述降压模块包括开关管Q1和Q2、二极管D1和D2,所述共模抑制模块包括电感L1和电感L5;
所述开关管Q1的漏极与所述电源的正极连接,源极分别与所述电感L1的一端和所述二极管D1的负极连接,所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极连接,所述二极管D2的正极分别与所述电感L5的一端和所述开关管Q2的漏极连接,所述开关管Q2的源极与所述电源的负极连接,所述电感L1的另一端与所述谐振模块的正输入端连接,所述电感L5的另一端与所述谐振模块的负输入端连接;
所述降压模块对接收到的输入电压进行降压处理,输出降压后的电压,所述降压后的电压通过所述共模抑制模块输出至所述谐振模块,所述谐振模块对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块,所述变压模块对所述滤波后的电压进行变压处理,得到输出电压;所述共模抑制模块对所述降压模块进行降压处理时产生的漏电流进行抑制。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述电路还包括连接在所述电源和所述降压模块之间的滤波模块;
所述滤波模块用于对所述输入电压进行滤波处理,输出滤波后的输入电压至所述降压模块。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述滤波模块包括电容组C11和电容组C12,所述电容组C11包括并联的至少一个电容,所述电容组C12包括并联的至少一个电容;
所述电容组C11的正极与所述电源的正极连接,所述电容组C11的负极与所述电容组C12的正极连接,所述电容组C12的负极与所述电源的负极连接。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述开关管Q1和Q2均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q1和Q2均用于接收外部控制电路发送的第一控制信号,并根据所述第一控制信号导通或关断,以控制所述降压后的电压的输出方向;
所述开关管Q1的栅极和所述开关管Q2的栅极均与所述控制电路连接。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述谐振模块包括相互连接的开关单元和谐振单元;所述开关单元与所述共模抑制模块连接,所述谐振单元与所述变压模块连接;
所述开关单元,用于接收外部控制电路发送的第二控制信号,并根据所述第二控制信号导通或关断,以控制所述谐振单元的工作状态;
所述谐振单元,用于对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述开关单元包括开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8,所述开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q3的漏极、所述开关管Q5的漏极、所述开关管Q7的漏极均分别与所述电感L1的另一端和电容C1的一端连接,所述开关管Q4的源极、所述开关管Q6的源极、所述开关管Q8的源极均分别与所述电感L2的另一端和所述电容C1的另一端连接,所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点、所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极共接点、所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点均与所述谐振单元连接,所述开关管Q3的栅极、所述开关管Q4的栅极、所述开关管Q5的栅极、所述开关管Q6的栅极、所述开关管Q7的栅极和所述开关管Q8的栅极均与所述控制电路连接。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述谐振单元包括三相LC谐振电路,所述LC谐振电路包括串联的一电感和一电容。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述谐振单元包括串联的电容C2和电感L2,串联的电容C3和电感L3,以及串联的电容C4和电感L4;
所述电容C2与所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点连接,所述电感L2与所述变压模块连接,所述电容C3与所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极的共接点连接,所述电感L3与所述变压模块连接,所述电容C4与所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点连接,所述电感L4与所述变压模块连接。
可选地,上述直流电压变换电路中,所述变压模块包括变压器T1、T2和T3;
所述变压器T1的第一输入端、所述变压器T2的第一输入端和所述变压器T3的第一输入端均与所述谐振模块连接,所述变压器T1的第二输入端、所述变压器T2的第二输入端和所述变压器T3的第二输入端共接,所述变压器T1的第一输出端与二极管D3的正极连接,第二输出端与二极管D4的正极连接,所述变压器T2的第一输出端与二极管D5的正极连接,第二输出端与二极管D6的正极连接,所述变压器T3的第一输出端与二极管D7的正极连接,第二输出端与二极管D8的正极连接,所述二极管D3的负极、所述二极管D4的负极、所述二极管D5的负极、所述二极管D6的负极、所述二极管D7的负极和所述二极管D8的负极共接后分别与电容C5的一端和所述负载的一端连接,所述变压器T1的第三输出端、所述变压器T2的第三输出端和所述变压器T3的第三输出端共接后分别与所述电容C5的另一端和所述负载的另一端连接。
第二方面,本发明提供了一种直流电压变换装置,所述装置包括:
如上述的直流电压变换电路。
本发明提供的上述一个或多个技术方案,可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果:
本发明提出的一种直流电压变换电路及装置,通过采用依次连接的降压模块、共模抑制模块、谐振模块和变压模块,对电源输入的输入电压依次进行降压处理、谐振滤波和变压处理,得到输出电压;其中,共模抑制模块包括电感L1和电感L5,当降压模块进行降压处理时产生了漏电流,通过电感L1和电感L5对漏电流进行抑制,防止因路径上阻抗小导致漏电流增大,引起磁环温度过高,实现了在抑制共模干扰的同时,可以避免磁环温升过高的技术效果,提升了DC/DC变换器的安全性;相比现有增加共模电感的方式,以两个普通电感来抑制共模干扰,不仅节省了成本,还可以减小整体体积。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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的前提下,还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。
图1为本发明直流电压变换电路的原理图;
图2为本发明直流电压变换电路的另一原理图;
图3为图2中漏电流的路径示意图。
图4为针对图1进行漏电流仿真试验的仿真结果;
图5为针对图2进行漏电流仿真试验的仿真结果。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明的目的、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,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,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的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。
需要说明,在本发明中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外,在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;可以是两个元件内部的连通,也可以是两个元件的相互作用关系。
在本发明中,若有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外,各个实施例的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时,应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
DC/DC变换器是一种将固定直流电源转变为可变直流电源的变换装置,广泛应用在汽车电子、工业自动化、通讯电源等领域。随着电力电子技术的发展,高频化、小型化已成为DC/DC变换器发展的重要方向,对散热性、可靠性、电磁兼容性(EMC,Electro MagneticCompatibility)等性能提出了更高的要求。
对现有技术的分析发现,DC/DC变换器有多种拓扑,其中,采用三电平的降压式变换电路(BUCK电路)和谐振电路(LLC电路)的方案中,为了抑制DC/DC变换器的共模干扰,保证整个系统的电磁兼容性,一般会在DC输入端的端口处增加共模电感。这种方式存在的问题是,虽然增加共模电感可以抑制共模干扰,但对于高压大功率的DC/DC变换器,共模电感不仅体积大、成本高,设计不合理时还会存在磁环温度升高的问题。磁环温度升高后,DC/DC变换器的性能降低,不仅不能抑制共模干扰,还会导致DC输入端的线缆绝缘损坏,存在安全风险。
鉴于现有技术中抑制共模干扰的方式容易出现磁环温度升高,导致DC/DC变换器性能降低的技术问题,本发明提供了一种直流电压变换电路及装置,具体实施方式和实施例如下:
实施例一
参照图1的电路原理图,提出本发明直流电压变换电路的第一实施例。所述电路可应用于DC/DC变换器,该变换器可进一步应用于开关电源设备。下面结合图1所示的电路原理图,对本实施例的直流电压变换电路进行详细描述。所述电路的输入端与电源连接,输出端与负载连接,电源可以是直流电压源,负载可以是需要直流电供电的设备,该电路将电源提供的固定直流电转换为可变直流电,为负载供电。所述电路可以包括:
依次连接的降压模块10、共模抑制模块20、谐振模块30和变压模块40,所述降压模块10与所述电源连接,所述变压模块40与所述负载连接;
所述降压模块10对接收到的输入电压进行降压处理,输出降压后的电压,所述降压后的电压通过所述共模抑制模块20输出至所述谐振模块30,所述谐振模块30对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块40,所述变压模块40对所述滤波后的电压进行变压处理,得到输出电压;所述共模抑制模块20对所述降压模块10进行降压处理时产生的漏电流进行抑制。
DC/DC转换器是开关电源芯片,利用电容、电感的储能特性,通过可控开关进行高频开关的动作,将输入的电能储存在电容或电感里,当开关接通时,电源通过电路直接给负载提供能量,当开关断开时,存储的电能释放,给负载提供能量。
其中,所述共模抑制模块20包括电感L1和电感L5;
所述电感L1的一端与所述降压模块10的正输出端连接,所述电感L5的一端与所述降压模块10的负输出端连接,所述电感L1的另一端和所述电感L5的另一端均与所述谐振模块30连接。
通过电感L1和电感L5分别对降压模块10进行降压处理时产生的漏电流进行抑制,仅仅用普通电感即可实现漏电流抑制,相比现有采用一个共模电感的方式,节省了器件成本,从而可降低转换器的整体成本。
所述降压模块10包括开关管Q1和Q2、二极管D1和D2;
所述开关管Q1的漏极与所述电源的正极连接,源极分别与所述电感L1的一端和所述二极管D1的负极连接,所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极连接,所述二极管D2的正极分别与所述电感L5的一端和所述开关管Q2的漏极连接,所述开关管Q2的源极与所述电源的负极连接,所述电感L1的另一端与所述谐振模块的正输入端连接,所述电感L5的另一端与所述谐振模块的负输入端连接。
本实施例中,所述二极管D1的正极还分别与所述电容组C11的负极和所述电容组C12的正极连接,以接收经所述滤波模块50滤波处理后的输入电压。降压模块10采用了BUCK电路拓扑,将接收到的输入电压,即直流电压DC+进行降压后,通过电感L1和电感L5输出至谐振模块30。
进一步地,所述开关管Q1和Q2均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q1和Q2均用于接收外部控制电路发送的第一控制信号,并根据所述第一控制信号导通或关断,以控制所述降压后的电压的输出方向;
所述开关管Q1的栅极和所述开关管Q2的栅极均与所述控制电路连接。
本实施例中,开关管Q1和开关管Q2可控,方便开关电源设备中控制电路与电压变换电路相互配合,即开关电源设备中控制器与DC/DC变换器连接,实现对本实施例电压变换电路的工作状态的控制。
本实施例提出的新的共模干扰抑制方案,相比现有直接增加共模电感的方式,只需要两个普通电感即可实现工模干扰抑制,并且,由于普通电感的体积和成本均优于共模电感,因此,还具有减小DC/DC转换器的体积,降低开关电源成本的效果。
进一步地,所述电路还包括连接在所述电源和所述降压模块10之间的滤波模块50;
所述滤波模块50用于对所述输入电压进行滤波处理,输出滤波后的输入电压至所述降压模块10。
更进一步地,所述滤波模块50包括电容组C11和电容组C12,所述电容组C11包括并联的至少一个电容,所述电容组C12包括并联的至少一个电容;
所述电容组C11的正极与所述电源的正极连接,所述电容组C11的负极与所述电容组C12的正极连接,所述电容组C12的负极与所述电源的负极连接。
本实施例中,电容组C11包括并联的两个或两个以上的电容,电容组C12中电容的数量与电容组C11中电容的数量一致。
滤波模块50对电源提供的输入电压进行滤波处理后,再输出给降压模块10,使输入电压可以稳定地输出给降压模块10。
进一步地,所述谐振模块30包括相互连接的开关单元和谐振单元;所述开关单元与所述共模抑制模块20连接,所述谐振单元与所述变压模块40连接;
所述开关单元,用于接收外部控制电路发送的第二控制信号,并根据所述第二控制信号导通或关断,以控制所述谐振单元的工作状态;
所述谐振单元,用于对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块40。
具体的,开关单元包括正输入端、负输入端和输出端,开关单元的正输入端作为谐振模块的正输入端与电感L1的另一端连接,开关单元的负输入端作为谐振模块的负输入端与电感L5的另一端连接,开关单元的输出端与谐振单元连接。
更进一步地,所述开关单元包括开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8,所述开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q3的漏极、所述开关管Q5的漏极、所述开关管Q7的漏极均分别与所述电感L1的另一端和电容C1的一端连接,所述开关管Q4的源极、所述开关管Q6的源极、所述开关管Q8的源极均分别与所述电感L2的另一端和所述电容C1的另一端连接,所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点、所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极共接点、所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点均与所述谐振单元连接,所述开关管Q3的栅极、所述开关管Q4的栅极、所述开关管Q5的栅极、所述开关管Q6的栅极、所述开关管Q7的栅极和所述开关管Q8的栅极均与所述控制电路连接。
更进一步地,所述谐振单元包括三相LC谐振电路,所述LC谐振电路包括串联的一电感和一电容。
更进一步地,所述谐振单元包括串联的电容C2和电感L2,串联的电容C3和电感L3,以及串联的电容C4和电感L4;
所述电容C2与所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点连接,所述电感L2与所述变压模块40连接,所述电容C3与所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极的共接点连接,所述电感L3与所述变压模块40连接,所述电容C4与所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点连接,所述电感L4与所述变压模块40连接。
进一步地,所述变压模块40包括变压器T1、T2和T3;
所述变压器T1的第一输入端、所述变压器T2的第一输入端和所述变压器T3的第一输入端均与所述谐振模块30连接,所述变压器T1的第二输入端、所述变压器T2的第二输入端和所述变压器T3的第二输入端共接,所述变压器T1的第一输出端与二极管D3的正极连接,第二输出端与二极管D4的正极连接,所述变压器T2的第一输出端与二极管D5的正极连接,第二输出端与二极管D6的正极连接,所述变压器T3的第一输出端与二极管D7的正极连接,第二输出端与二极管D8的正极连接,所述二极管D3的负极、所述二极管D4的负极、所述二极管D5的负极、所述二极管D6的负极、所述二极管D7的负极和所述二极管D8的负极共接后分别与电容C5的一端和所述负载的一端连接,所述变压器T1的第三输出端、所述变压器T2的第三输出端和所述变压器T3的第三输出端共接后分别与所述电容C5的另一端和所述负载的另一端连接。
本实施例中,变压器T1的第一输入端与谐振模块30中的电感L2连接,变压器T2的第一输入端与谐振模块30中的电感L3连接,变压器T3的第一输入端与谐振模块30中的电感L4连接。在所述二极管D3的负极、二极管D4的负极、二极管D5的负极、二极管D6的负极、二极管D7的负极和二极管D8的负极的共接点处引出所述电路的正输出端Vout+,在变压器T1的第三输出端、变压器T2的第三输出端和变压器T3的第三输出端的共接点处引出所述电路的负输出端Vout-,正输出端Vout+和负输出端Vout-可连接在负载两端。
本实施例的电路,前级采用三电平BUCK电路拓扑,后级采用三相半桥LLC电路拓扑,在BUCK电路部分,开关管Q1和开关管Q2的开通和关断操作,产生漏电流。为了更清楚地说明本实施例的电压变换电路对漏电流的抑制效果,将本实施例的抑制共模模块20中的电感L5去掉,并将电感L1更换为共模电感,得到如图2所示的另一电路原理图。
针对图2的原理图进行漏电流路径分析,可以得到如图3所示的漏电流的路径示意图,当降压模块10的BUCK电路中开关管Q2的开通和关断产生了漏电流,该漏电流经谐振模块30中的BK-到达下级开关管,然后通过LC滤波电路和变压器达到负输出端,再经过与本实施例的电路连接的分布电容C6和C7返回至降压模块10的直流电源负极端DC-,到达开关管Q2。在该路径中,只有LC电路的漏感,路径上的阻抗小,导致漏电流较大。而图2中开关管Q1的路径上,电感L1使该路径的阻抗大,因此流过开关管Q2的漏电流就较小。
本发明对图1的电路和图2的电路分别进行漏电流仿真试验,具体分别在图1和图2的电路中的两个霍尔检测点A1和A2处进行电流采集,得到如图4所示的仿真结果和图5所示的仿真结果。在图4和图5中,横向表示时间,单位为s,纵向表示漏电流的仿真波形,上方为A1检测点的电流波形,下方为A2检测点的电流波形。由图4和图5对比可知,图4中的漏电流波形明显比图5中的更稳定,因此,本实施例的电路通过电感L1和电感L5构成的共模抑制模块,确实使电路中的共模干扰明显减小。
本实施例提供的直流电压变换电路,通过采用依次连接的降压模块、共模抑制模块、谐振模块和变压模块,对电源输入的输入电压依次进行降压处理、谐振滤波和变压处理,得到输出电压;其中,共模抑制模块包括电感L1和电感L5,当降压模块进行降压处理时产生了漏电流,通过电感L1和电感L5对漏电流进行抑制,防止因路径上阻抗小导致漏电流增大,引起磁环温度过高,实现了在抑制共模干扰的同时,可以避免磁环温升过高的技术效果,提升了DC/DC变换器的安全性;相比现有增加共模电感的方式,以两个普通电感来抑制共模干扰,不仅节省了成本,还可以减小整体体积。
实施例二
基于同一发明构思,在实施例一的基础上,提出本发明直流电压变换装置的第一实施例,该直流电压变换装置可应用于开关电源设备。所述装置可以包括:
如实施例一所述的直流电压变换电路。
所述装置分别与电源和负载连接,将电源提供的固定直流电转换为可变直流电,为负载供电。
本实施例的装置中,仅通过常规电子器件即可实现直流电压变换,并通过常规电感器件即可实现抑制共模干扰,成本低且体积小。
需要说明,本实施例提供的直流电压变换装置中直流电压变换电路的具体结构可参照上述实施例,由于本实施例采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,为了说明书的简洁,此处不再赘述。
需要说明,上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直流电压变换电路,其特征在于,所述电路的输入端与电源连接,输出端与负载连接,所述电路包括:
依次连接的降压模块、共模抑制模块、谐振模块和变压模块,所述降压模块与所述电源连接,所述变压模块与所述负载连接;
其中,所述降压模块包括开关管Q1和Q2、二极管D1和D2,所述共模抑制模块包括电感L1和电感L5;
所述开关管Q1的漏极与所述电源的正极连接,源极分别与所述电感L1的一端和所述二极管D1的负极连接,所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极连接,所述二极管D2的正极分别与所述电感L5的一端和所述开关管Q2的漏极连接,所述开关管Q2的源极与所述电源的负极连接,所述电感L1的另一端与所述谐振模块的正输入端连接,所述电感L5的另一端与所述谐振模块的负输入端连接;
所述降压模块对接收到的输入电压进行降压处理,输出降压后的电压,所述降压后的电压通过所述共模抑制模块输出至所述谐振模块,所述谐振模块对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块,所述变压模块对所述滤波后的电压进行变压处理,得到输出电压;所述共模抑制模块对所述降压模块进行降压处理时产生的漏电流进行抑制。
2.如权利要求1所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述电路还包括连接在所述电源和所述降压模块之间的滤波模块;
所述滤波模块用于对所述输入电压进行滤波处理,输出滤波后的输入电压至所述降压模块。
3.如权利要求2所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述滤波模块包括电容组C11和电容组C12,所述电容组C11包括并联的至少一个电容,所述电容组C12包括并联的至少一个电容;
所述电容组C11的正极与所述电源的正极连接,所述电容组C11的负极与所述电容组C12的正极连接,所述电容组C12的负极与所述电源的负极连接。
4.如权利要求1所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述开关管Q1和Q2均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q1和Q2均用于接收外部控制电路发送的第一控制信号,并根据所述第一控制信号导通或关断,以控制所述降压后的电压的输出方向;
所述开关管Q1的栅极和所述开关管Q2的栅极均与所述控制电路连接。
5.如权利要求1所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述谐振模块包括相互连接的开关单元和谐振单元;所述开关单元与所述共模抑制模块连接,所述谐振单元与所述变压模块连接;
所述开关单元,用于接收外部控制电路发送的第二控制信号,并根据所述第二控制信号导通或关断,以控制所述谐振单元的工作状态;
所述谐振单元,用于对所述降压后的电压进行谐振滤波,输出滤波后的电压至所述变压模块。
6.如权利要求5所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述开关单元包括开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8,所述开关管Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8均采用NMOS场效应管;
所述开关管Q3的漏极、所述开关管Q5的漏极、所述开关管Q7的漏极均分别与所述电感L1的另一端和电容C1的一端连接,所述开关管Q4的源极、所述开关管Q6的源极、所述开关管Q8的源极均分别与所述电感L2的另一端和所述电容C1的另一端连接,所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点、所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极共接点、所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点均与所述谐振单元连接,所述开关管Q3的栅极、所述开关管Q4的栅极、所述开关管Q5的栅极、所述开关管Q6的栅极、所述开关管Q7的栅极和所述开关管Q8的栅极均与所述控制电路连接。
7.如权利要求6所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述谐振单元包括三相LC谐振电路,所述LC谐振电路包括串联的一电感和一电容。
8.如权利要求7所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述谐振单元包括串联的电容C2和电感L2,串联的电容C3和电感L3,以及串联的电容C4和电感L4;
所述电容C2与所述开关管Q3的源极和所述开关管Q4的漏极的共接点连接,所述电感L2与所述变压模块连接,所述电容C3与所述开关管Q5的源极和所述开关管Q6的漏极的共接点连接,所述电感L3与所述变压模块连接,所述电容C4与所述开关管Q7的源极和所述开关管Q8的漏极的共接点连接,所述电感L4与所述变压模块连接。
9.如权利要求1所述的直流电压变换电路,其特征在于,所述变压模块包括变压器T1、T2和T3;
所述变压器T1的第一输入端、所述变压器T2的第一输入端和所述变压器T3的第一输入端均与所述谐振模块连接,所述变压器T1的第二输入端、所述变压器T2的第二输入端和所述变压器T3的第二输入端共接,所述变压器T1的第一输出端与二极管D3的正极连接,第二输出端与二极管D4的正极连接,所述变压器T2的第一输出端与二极管D5的正极连接,第二输出端与二极管D6的正极连接,所述变压器T3的第一输出端与二极管D7的正极连接,第二输出端与二极管D8的正极连接,所述二极管D3的负极、所述二极管D4的负极、所述二极管D5的负极、所述二极管D6的负极、所述二极管D7的负极和所述二极管D8的负极共接后分别与电容C5的一端和所述负载的一端连接,所述变压器T1的第三输出端、所述变压器T2的第三输出端和所述变压器T3的第三输出端共接后分别与所述电容C5的另一端和所述负载的另一端连接。
10.一种直流电压变换装置,其特征在于,所述装置包括:
如权利要求1至9中任一项所述的直流电压变换电路。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100328968A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Stmicroelectronics S.R.I. Multi-phase resonant converter and method of controlling it
CN103001524A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 阳光电源股份有限公司 一种单相逆变器
CN211127591U (zh) * 2020-01-10 2020-07-28 长沙广义变流技术有限公司 一种dc/dc高压直流电源模块
JP2021027698A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力変換装置
CN113812078A (zh) * 2019-04-15 2021-12-17 浦卓科技创新服务有限公司 电转换器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100328968A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Stmicroelectronics S.R.I. Multi-phase resonant converter and method of controlling it
CN101951152A (zh) * 2009-06-24 2011-01-19 意法半导体股份有限公司 多相谐振转换器及控制其的方法
CN103001524A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 阳光电源股份有限公司 一种单相逆变器
CN113812078A (zh) * 2019-04-15 2021-12-17 浦卓科技创新服务有限公司 电转换器
JP2021027698A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力変換装置
CN211127591U (zh) * 2020-01-10 2020-07-28 长沙广义变流技术有限公司 一种dc/dc高压直流电源模块

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
江友华: "《高压大功率电能变换器及应用》", 上海交通大学出版社, pages: 151 - 152 *

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