CN207053401U - 一种dc‑dc直流电源隔离变换系统 - Google Patents

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Abstract

一种DC‑DC直流电源隔离变换系统，包括N个LLC单元和滤波器；第二个单元的输入正极连接第一个单元的输入负极，第二个单元输出正极连接第一单元的输出正极，第二单元的负极连接第一单元的输出负极，以此类推，第N个单元的输入正极连接第N‑1单元的输入负极，第N个单元输出正极连接第N‑1单元的输出正极，第N单元的负极连接第N‑1单元的输出负极；每个LLC单元的输出端均连接到一个滤波器；本实用新型的LLC谐振变换系统会自动进行串联母线电容均压，变压器原边串联使得单个变压器原边所承受的电压减小以降低击穿风险，变压器副边并联使得次级绕组和二极管的电流应力降低，变压器分散便于热设计。

Description

一种DC-DC直流电源隔离变换系统
技术领域
本实用新型属于直流-直流变换领域，特别涉及一种DC-DC直流电源隔离变换系统。
背景技术
随着科技的进步，现代电力电子的发展趋势更倾向于高电压、大容量和高频化。
在很多石油探测和铁路设备的使用环境中，输入侧多选择1500V以上的直流母线，这样输入侧的电容需要容值大、耐压高，输入侧的开关管需要也需要损耗低、耐压高，变压器需要大体积、高绝缘。
目前电容的耐压越高，其容值越难做大，传统做法是将多个低压电容串并联使用，通过电阻均压。这样使得效率下降，发热严重。
目前的最先进的开关管碳化硅MOSFET的最高耐压也仅仅做到1200V，在更高的母线电压应用场景下，传统的做法是将单母线分为多个母线，拓扑多选用多电平变换器，其控制算法难度大，开发周期长。
较大的变压器固定复杂，热设计困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种DC-DC直流电源隔离变换系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种DC-DC直流电源隔离变换系统，包括N个LLC单元和滤波器；第二个单元的输入正极连接第一个单元的输入负极，第二个单元输出正极连接第一单元的输出正极，第二单元的输出负极连接第一单元的输出负极，第N个单元的输入正极连接第N-1单元的输入负极，第N个单元输出正极连接第N-1单元的输出正极，第N单元的输出负极连接第N-1单元的输出负极；每个LLC单元的输出端均连接到同一个滤波器；
LLC单元包括输入直流母线电容C1、开关管Q1、开关管Q2、谐振电容Cr1、谐振电容Cr2、谐振电感Lr1、变压器T1、变压器T2、变压器T3和整流二极管；输入直流母线电容C1连接在母线正负极之间；开关管Q1和开关管Q2串联在母线正负极之间，开关管Q1和开关管Q2上分别并联有电容；谐振电容Cr1和谐振电容Cr2串联连接，且与开关管Q1和开关管Q2并联；谐振电感Lr1的正极连接开关管Q1的输出端，谐振电感Lr1的负极连接谐振电容Cr1的负极；谐振电感Lr1连接变压器T1、变压器T2和变压器T3；每个变压器均串联有整流二极管，三个相同的变压器原边进行串联，副边绕组通过整流二极管后并联。
进一步的，LLC单元至少为两个。
进一步的，LLC单元之间的开关管驱动信号源是相同的或各自独立的。
与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
本实用新型的LLC谐振变换系统会自动进行串联母线电容均压，变压器原边串联使得单个变压器原边所承受的电压减小以降低击穿风险，变压器副边并联使得次级绕组和二极管的电流应力降低，变压器分散便于热设计。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型LLC单元的电路图；
图3为本实用新型实施例一示意图；
图4为本实用新型实施例二示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型进一步说明：
一种DC-DC直流电源隔离变换系统，包括N个LLC单元和滤波器；第二个单元的输入正极连接第一个单元的输入负极，第二个单元输出正极连接第一单元的输出正极，第二单元的输出负极连接第一单元的输出负极，以此类推，第N个单元的输入正极连接第N-1单元的输入负极，第N个单元输出正极连接第N-1单元的输出正极，第N单元的输出负极连接第N-1单元的输出负极；每个LLC单元的输出端均连接到同一个滤波器；
LLC单元包括输入直流母线电容C1、开关管Q1、开关管Q2、谐振电容Cr1、谐振电容Cr2、谐振电感Lr1、变压器T1、变压器T2、变压器T3和整流二极管；输入直流母线电容C1连接在母线正负极之间；开关管Q1和开关管Q2串联在母线正负极之间，开关管Q1和开关管Q2上分别并联有电容；谐振电容Cr1和谐振电容Cr2串联连接，且与开关管Q1和开关管Q2并联；谐振电感Lr1的正极连接开关管Q1的输出端，谐振电感Lr1的负极连接谐振电容Cr1的负极；谐振电感Lr1连接变压器T1、变压器T2和变压器T3；每个变压器均串联有整流二极管，三个相同的变压器原边进行串联，副边绕组通过整流二极管后并联。
LLC单元至少为两个。
每个LLC单元是相同的发波处理。
实施例1：
请参阅图3，输入为直流1500V母线电压，两个母线电容串联，各自对应一个对称半桥LLC谐振变换器，开关管为1200V碳化硅MOSFET，Q1～Q4的驱动均为隔离驱动，其中Q1和Q3驱动电路共用同一信号源，Q2和Q4驱动电路共用同一信号源。每个LLC谐振变换器中有3个变压器的原边初级绕组串联、副边次级绕组通过二极管并联，然后经过一级派型滤波，输出到直流负载。
实施例2：
参阅图4，与实施例1不同的是，每个LLC谐振变换器中有3个变压器的原边初级绕组串联、副边次级绕组直接并联再通过二极管输出，然后经过一级派型滤波，输出到直流负载。

Claims (3)

1.一种DC-DC直流电源隔离变换系统，其特征在于，包括N个LLC单元和滤波器；第二个单元的输入正极连接第一个单元的输入负极，第二个单元输出正极连接第一单元的输出正极，第二单元的输出负极连接第一单元的输出负极，第N个单元的输入正极连接第N-1单元的输入负极，第N个单元输出正极连接第N-1单元的输出正极，第N单元的输出负极连接第N-1单元的输出负极；每个LLC单元的输出端均连接到同一个滤波器；
LLC单元包括输入直流母线电容C1、开关管Q1、开关管Q2、谐振电容Cr1、谐振电容Cr2、谐振电感Lr1、变压器T1、变压器T2、变压器T3和整流二极管；输入直流母线电容C1连接在母线正负极之间；开关管Q1和开关管Q2串联在母线正负极之间，开关管Q1和开关管Q2上分别并联有电容；谐振电容Cr1和谐振电容Cr2串联连接，且与开关管Q1和开关管Q2并联；谐振电感Lr1的正极连接开关管Q1的输出端，谐振电感Lr1的负极连接谐振电容Cr1的负极；谐振电感Lr1连接变压器T1、变压器T2和变压器T3；每个变压器均串联有整流二极管，三个相同的变压器原边进行串联，副边绕组通过整流二极管后并联。
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC直流电源隔离变换系统，其特征在于，LLC单元至少为两个。
3.根据权利要求1所述的一种DC-DC直流电源隔离变换系统，其特征在于，每个LLC单元之间的开关管驱动信号源是相同的或各自独立的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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