CN209948989U - 一种高压大功率变换器的整流均压电路和高压大功率功率变换系统 - Google Patents

一种高压大功率变换器的整流均压电路和高压大功率功率变换系统 Download PDF

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付财
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Abstract

本实用新型涉及一种高压大功率变换器的整流均压电路和高压大功率功率变换系统。所述高压大功率变换器的整流均压电路包括第一整流模块、第二整流模块、第一LC谐振模块、第二LC谐振模块,第一分压模块和第二分压模块;第一整流模块的输入端连接高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接输出模块,第二整流模块的输入端连接高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块,第一整流模块和第二整流模块彼此串联;第一LC谐振模块的第一端连接第一整流模块的输入端、第二端交叉连接第二分压模块的分压点,第二LC谐振模块的第一端连接第二整流模块的输入端、第二端交叉连接第一分压模块的分压点,第一分压模块和第二分压模块串联后与输出模块并联。

Description

一种高压大功率变换器的整流均压电路和高压大功率功率变 换系统
技术领域
本实用新型涉及电源模块领域,更具体地说,涉及一种高压大功率变换器的整流均压电路,以及采用所述高压大功率变换器的整流均压电路的高压大功率功率变换系统。
背景技术
新能源电动汽车作为一种新型交通工具,在缓解能源危机和治理城市空气质量等方面有不可比拟的优势,代表了未来汽车发展的方向。电动汽车续航里程是限制其发展的关键因素,基于目前锂电池技术,提高续航里程的简单方法便是不断提高电动汽车锂电池的串联电压,根据国标:“GB/T 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求”中的4.4要求直流充电电压最高 950V。充电电源模块作为直流快速充电桩的核心部件,是电力电子技术在新能源电动汽车领域的一个新的应用领域。根据电动汽车的快速充电、续航里程以及行业竞争对成本的要求,希望能够提供更大功率、更高电压、更大电流、更高功率密度的充电模块。
充电模块的DC/DC变换拓扑中输出端常见的有全波,桥式整流等结构。然而,随着充电模块输出电压增高,需要提高输出端的整流电路二极管耐压,普通超快恢复二极管因耐压越高反向恢复越差特性难于满足高压大功率应用场合。高压大功率输出场合可以采用高压碳化硅二极管避免反向恢复问题,但是实现不了低成本的目标。为了实现高压输出大电流应用,通常采取低压二极管串联或桥式整流电路串联来减小二极管电压应力。然而,由于器件参数差异,可能造成电压严重不均衡,这在实际使用中会极大地影响产品可靠性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种高压大功率变换器的整流均压电路,其能够解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,满足高压大功率变换器的整流均压要求,并且不需要专门的逻辑控制,大大地降低了高压大功率变换器的整流均压成本,具有较大可靠性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种高压大功率变换器的整流均压电路,包括第一整流模块、第二整流模块、第一LC谐振模块、第二LC谐振模块,第一分压模块、第二分压模块和所述输出模块;所述第一整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接输出模块,所述第二整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块,所述第一整流模块和所述第二整流模块彼此串联;所述第一LC谐振模块的第一端连接所述第一整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第二分压模块的分压点,所述第二LC谐振模块的第一端连接所述第二整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第一分压模块的分压点,所述第一分压模块和所述第二分压模块串联后与所述输出模块并联。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述第一LC 谐振模块包括第一LC谐振网络,所述第二LC谐振模块包括第二LC谐振网络,所述第一分压模块包括第一二极管串联单元,所述第二分压模块包括第二二极管串联单元,所述第一LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的输入端、第二端连接第二二极管串联单元的分压点,所述第二LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的输入端、第二端连接第一二极管串联单元的分压点。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述第一LC 谐振模块进一步包括至少第三LC谐振网络,所述第二LC谐振模块进一步包括至少第四LC谐振网络,所述第一分压模块进一步包括与所述第一二极管串联单元并联的第三二极管串联单元,所述第二分压模块包括与所述第二二极管串联单元并联的第四二极管串联单元,所述第一LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的第一输入端、第二端连接第二二极管串联单元的分压点,所述第三LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的第二输入端、第二端连接第四二极管串联单元的分压点,所述第二LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的第一输入端、第二端连接第一二极管串联单元的分压点,所述第四LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的第二输入端、第二端连接第三二极管串联单元的分压点。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述第一LC 谐振网络、所述第二LC谐振网络、所述第三LC谐振网络和所述第四LC谐振网络分别包括串联的谐振电感和谐振电容,所述第一二极管串联单元、所述第二二极管串联单元、所述第三二极管串联单元和所述第四二极管串联单元分别包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
本实用新型解决其技术问题采用的另一技术方案是,构造一种高压大功率变换器的整流均压电路,包括第一-第N整流模块、第一-第N LC谐振模块,第一第N分压模块以及输出模块;所述第一-第N整流模块的输入端分别连接所述高压大功率变换器的第一-第N输出端、输出端连接所述输出模块,所述第一-第N整流模块彼此串联;所述第一-第N LC谐振模块的第一端分别连接所述第一-第N整流模块的输入端,所述第一LC谐振模块的第二端交叉连接所述第二分压模块的分压点,所述第二LC谐振模块的第二端交叉连接所述第三分压模块的分压点,所述第N-1谐振模块的第二端交叉连接所述第N分压模块的分压点,所述第N谐振模块的第二端交叉连接所述第一分压模块的分压点,其中N≥3。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述第一-第 N LC谐振模块分别包括至少一个LC谐振网络;所述第一-第N分压模块分别包括至少一个的二极管串联单元,每个二极管串联单元包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述第一-第 N LC谐振模块包括至少两个LC谐振网络;所述第一-第N分压模块分别包括至少两个并联的二极管串联单元,每个二极管串联单元包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述整流模块包括二极管全桥整流单元、开关管全桥整流单元、二极管半桥整流单元、和/ 或开关管半桥整流单元。
在本实用新型所述的高压大功率变换器的整流均压电路中,所述输出模块包括并联的滤波单元和负载单元,所述滤波单元包括电容滤波单元和/或电容电感滤波单元。
本实用新型解决其技术问题采用的再一技术方案是,构造一种高压大功率功率变换系统,包括高压大功率变换器和所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其中所述高压大功率变换器包括开关变换器网络和变压器网络。
实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路以及高压大功率功率变换系统,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第一优选实施例的原理框图;
图2a-2d是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第二-第五优选实施例的电路原理图;
图3是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第六优选实施例的电路原理图;
图4a-4d是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第七-第十优选实施例的电路原理图;
图5a-5b是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第十一-十二优选实施例的电路原理图;
图6是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第十三优选实施例的电路原理图;
图7是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第十四优选实施例的原理框图;
图8是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第十五优选实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型涉及一种高压大功率变换器的整流均压电路,包括第一整流模块、第二整流模块、第一LC谐振模块、第二LC谐振模块,第一分压模块和第二分压模块;所述第一整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接输出模块,所述第二整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块,所述第一整流模块和所述第二整流模块彼此串联;所述第一LC谐振模块的第一端连接所述第一整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第二分压模块的分压点,所述第二LC谐振模块的第一端连接所述第二整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第一分压模块的分压点,所述第一分压模块和所述第二分压模块串联后与所述输出模块并联。实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
图1是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第一优选实施例的原理框图。如图1所示,本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路,包括第一整流模块110、第二整流模块120、第一LC谐振模块210、第二LC 谐振模块220,第一分压模块310和第二分压模块320,以及输出模块400。如图1所示,所述第一整流模块110的输入端连接所述高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接输出模块400,所述第二整流模块120的输入端连接所述高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块400。所述第一LC 谐振模块210的第一端连接所述第一整流模块110的输入端、第二端交叉连接所述第二分压模块320的分压点。所述第二LC谐振模块220的第一端连接所述第二整流模块120的输入端、第二端交叉连接所述第一分压模块310的分压点。所述第一分压模块310和所述第二分压模块320串联后与所述输出模块 400并联。
在本实用新型的优选实施例中,所述第一整流模块110、第二整流模块120 可以是分别串联在高压大功率变换器的输出侧的全波整流模块、半波整流模块,例如二极管全桥整流单元、开关管全桥整流单元、二极管半桥整流单元、和/或开关管半桥整流单元。在本实用新型的优选实施例中,第一LC谐振模块 210、第二LC谐振模块220可以是谐振电感和谐振电容串联构成,其电容电感的位置和相互变换,其可以仅包括一个谐振电容和一个谐振电容,也可以包括多个谐振电容或谐振电容,这些谐振电感和谐振电容可以以任何方式串联。进一步地,第一LC谐振模块、第二LC谐振模块可以包括一个LC串联谐振网络,也可以包括多个相互并联的LC串联谐振网络。在本实用新型的优选实施例中,输出模块400可以包括并联的滤波单元和负载单元。例如,所述滤波单元包括电容滤波单元和/或电容电感滤波单元。本领域技术人知悉,上述第一整流模块110、第二整流模块120、第一LC谐振模块210、第二LC谐振模块220,第一分压模块310和第二分压模块320,以及输出模块400可以采用本领域中已知的任何模块构建,也可以采用本实用新型后续说明书中记载的各种类型的模块分别或者组合构建。本领域技术人员基于本实用新型的教导,能够构造各种这样的模块。
实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
图2a-2d是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第二-第五实施例的电路原理图。如图2a所示,本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路包括第一整流模块110、第二整流模块120、第一LC谐振模块210、第二LC谐振模块220,第一分压模块310和第二分压模块320,以及输出模块400。如图2a所示,所述第一整流模块110为四个二极管D31-D32构成的二极管全桥整流模块,所述第一整流模块210为四个二极管D35-D38构成的二极管全桥整流模块。其中二极管D31的阳极和二极管D33的阴极的连接点构成第一整流模块210的第一输入端A,二极管D32的阳极和二极管D34的阴极的连接点构成第一整流模块210的第二输入端B,二极管D31的阴极和二极管D32的阴极的连接点第一整流模块210的第一输出端,二极管D33的阳极和二极管D34的阳极的连接点构成第一整流模块210的第二输出端。同理,二极管D35的阳极和二极管D37的阴极连接点构成第二整流模块220的第一输入端a,二极管D36的阳极和二极管D38的阴极连接点构成第二整流模块212的第二输入端b。二极管D35的阴极和二极管D36的阴极的连接点第二整流模块220的第一输出端,二极管D37的阳极和二极管D38的阳极的连接点构成第二整流模块220的第二输出端。
进一步如图2a所示,第一LC谐振模块210包括串联的谐振电感L11和谐振电容C11,第二LC谐振模块220包括串联的谐振电感L12和谐振电容 C12。所述第一分压模块310包括二极管D11和D12,所述第二分压模块320 包括二极管D13和D14。所述二极管D11的阴极连接所述第一整流模块210 的第一输出端,阳极连接所述二极管D12的阴极,所述二极管D12的阳极连接第一整流模块210的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端。所述二极管D11的阳极与所述二极管D12的阴极的连接点构成所述第一分压模块310 的分压点。所述二极管D13的阳极与所述二极管D14的阴极的连接点构成所述第二分压模块320的分压点。所述二极管D13的阴极同样连接第一整流模块210的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端,阳极连接二极管D14 的阴极,二极管D14的阳极连接第二整流模块220的第二输出端。所述谐振电感L11的第一端连接第一整流模块210的第一输入端A、第二端经谐振电容 C11连接所述第二分压模块320的分压点。同样的,所述谐振电感L12的第一端连接第二整流模块210的第一输入端a、第二端经谐振电容C12连接所述第一分压模块310的分压点。
在本实用新型的其他优选实施例中,所述谐振电感L11和所述谐振电容 C11构成的谐振网络可以连接在第一整流模块210的第二输入端B和所述第二分压模块320的分压点之间(如图2b-2c),所述谐振电感L12和所述谐振电容C12构成的谐振网络可以连接在第二整流模块220的第二输入端b和所述第一分压模块310的分压点之间(如图2c-2d)。本领域技术人员可以随意设置所述谐振电感L11和所述谐振电容C11构成的谐振网络和所述谐振电感L12 和所述谐振电容C12构成的谐振网络的连接方式(参见图2a-2d),这些设置方式均落入本实用新型的保护范围。
进一步参见图2a-2d,输出模块400可以包括并联的滤波单元410和负载单元420。例如,所述滤波单元410包括电容C40和电容C41串联构成的电容滤波单元。所述电容滤波单元并联在所述第一整流模块210的第一输出端和第二整流模块220的第二输出端之间。
实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
图3是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第六优选实施例的电路原理图。在图3所示优选实施例中,本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路同样包括第一整流模块110、第二整流模块120、第一LC谐振模块、第二LC谐振模块,第一分压模块和第二分压模块,以及输出模块。与图2a类似,所述第一整流模块110为四个二极管D31-D32构成的二极管全桥整流模块,所述第一整流模块210为四个二极管D35-D38构成的二极管全桥整流模块;所述输出模块同样包括并联的滤波单元和负载单元。
而在本实施例中,其与图2a的区别在于,第一LC谐振模块、第二LC谐振模块分别包括两个并联的LC串联谐振网络,而第一分压模块310和第二分压模块分别包括两个并联的二极管串联单元。如图3所示,在本实施例中,第一LC谐振模块包括串联的谐振电感L11和谐振电容C11构成的第一LC串联谐振网络,串联的谐振电感L14和谐振电容C13构成的第三LC串联谐振网络。第二LC谐振模块220包括串联的谐振电感L12和谐振电容C12构成的第二 LC串联谐振网络、串联的谐振电感L15和谐振电容C15构成的第四LC串联谐振网络。所述第一分压模块310包括二极管D11和D12构成的第一二极管串联单元,D15和D16构成的第三二极管串联单元;所述第二分压模块320 包括二极管D13和D14构成的第二二极管串联单元,D17和D18构成的第四二极管串联单元。
如图3所示,所述二极管D11的阴极连接所述第一整流模块210的第一输出端,阳极连接所述二极管D12的阴极,所述二极管D12的阳极连接第一整流模块210的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端。所述二极管 D11的阳极与所述二极管D12的阴极的连接点构成所述第一分压模块310的第一分压点。同样的,所述二极管D15的阴极连接所述第一整流模块210的第一输出端,阳极连接所述二极管D16的阴极,所述二极管D16的阳极连接第一整流模块210的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端。所述二极管D15的阳极与所述二极管D16的阴极的连接点构成所述第一分压模块310 的第二分压点。所述二极管D13的阳极与所述二极管D14的阴极的连接点构成所述第二分压模块320的第一分压点。所述二极管D13的阴极同样连接第一整流模块210的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端,阳极连接二极管D14的阴极,二极管D14的阳极连接第二整流模块220的第二输出端。所述二极管D17的阳极与所述二极管D18的阴极的连接点构成所述第二分压模块320的第二分压点。所述二极管D17的阴极同样连接第一整流模块210 的第二输出端和第二整流模块220的第一输出端,阳极连接二极管D18的阴极,二极管D14的阳极连接第二整流模块220的第二输出端。
所述谐振电容C11的第一端连接第一整流模块210的第一输入端、第二端经谐振电感L11连接所述第二分压模块320的第一分压点。同样的,所述谐振电容C14的第一端连接第一整流模块210的第二输入端、第二端经谐振电感L11连接所述第二分压模块320的第二分压点。所述谐振电容C12的第一端连接第二整流模块210的第一输入端、第二端经谐振电感L12连接所述第一分压模块310的第一分压点。所述谐振电容C15的第一端连接第二整流模块210的第二输入端、第二端经谐振电感L12连接所述第一分压模块310的第二分压点。
在本实用新型的其他优选实施例中,如图4a-4d所示,所述谐振电感L11 和谐振电容C11的位置,所述谐振电感L14和谐振电容C13的位置,所述谐振电感L12和谐振电容C12的位置、所述谐振电感L15和谐振电容C15的位置可以互换,并且第一整流模块110、第二整流模块120可以采用开关管全波整流单元,或者可以采用二极管半波整流单元,开关管半波整流单元。
在本实用新型的进一步的优选实施例中,如图5a-5b所示,所述滤波模块可以包括一个滤波电容,且第一整流模块110、第二整流模块120的连接点不与滤波模块连接,或者所述滤波模块可以包括两个滤波电容,且第一整流模块 110、第二整流模块120的连接点与滤波模块的两个滤波电容的连接点O连接,并且与第一分压模块和第二分压模块的连接点M连接。
在本实用新型的进一步的优选实施例中,如图6所示,第一整流模块110、第二整流模块120可以是三相整流模块,而对应的每个LC谐振模块包括三个谐振网络,而每个对应的分压模块包括三个并联的二极管串联单元。如图6 所示,第一整流模块110、第二整流模块120可以是N相整流模块,而对应的每个LC谐振模块包括N个谐振网络,而每个对应的分压模块包括N个并联的二极管串联单元。N为大于3的正整数。基于本实用新型的教导,本领域技术人员可以构造这样的高压大功率变换器的整流均压电路。
实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
图7是本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路的第六优选实施例的原理框图。如图7所示,本实用新型的高压大功率变换器的整流均压电路,包括第一整流模块110、第二整流模块120、第三整流模块130、….第N-1 整流模块1(N-1)0、第N整流模块1N0;第一LC谐振模块210、第二LC 谐振模块220、第三LC谐振模块230、…、第N-1谐振模块2(N-1)0,第N 谐振模块2N0,第一分压模块310、第二分压模块320、第三分压模块330、…第N-1分压模块3(N-1)0、第N分压模块3N0;以及输出模块400。如图7 所示,所述第一整流模块110的输入端连接所述高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接输出模块400,所述第二整流模块120的输入端连接所述高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块400。同理,所述第三整流模块130的输入端连接所述高压大功率变换器的第三输出端、输出端连接输出模块400,所述N-1整流模块1(N-1)0的输入端连接所述高压大功率变换器的第N-1输出端、输出端连接输出模块400,所述N整流模块1N0的输入端连接所述高压大功率变换器的第N输出端、输出端连接输出模块400。所述第一LC谐振模块210的第一端连接所述第一整流模块110的输入端、第二端交叉连接所述第二分压模块320的分压点。所述第二LC谐振模块220的第一端连接所述第二整流模块120的输入端、第二端交叉连接所述第一分压模块310 的分压点。所述第三LC谐振模块230的第一端连接所述第三整流模块130的输入端、第二端交叉连接下一分压模块的分压点。所述第(N-1)LC谐振模块 2(N-1)0的第一端连接所述第(N-1)整流模块1(N-1)0的输入端、第二端交叉连接第N分压模块的分压点,所述第N LC谐振模块2N0的第一端连接所述第N)整流模块1N0的输入端、第二端交叉连接第一分压模块310的分压点。在本实施例中,第一分压模块310、第二分压模块320、第三分压模块330、…第N-1分压模块3(N-1)0、第N分压模块3N0串联后与所述输出模块400并联。
在本实用新型的优选实施例中,各个整流模块、LC谐振模块、分压模块和输出模块可以参照图1-6中所示的实施例构造,在此就不再累述了。
进一步地,图8中示出了N=3时的优选的高压大功率变换器的整流均压电路电路图。在本实用新型的进一步的优选实施例中,N可以根据实际情况进行取值,例如N=4、5等等均落入本实用新型的保护范围。
实施本实用新型的所述的高压大功率变换器的整流均压电路,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
本实用新型的另一个方面还涉及一种高压大功率功率变换系统,包括高压大功率变换器和所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其中所述高压大功率变换器包括开关变换器网络和变压器网络。在此,所述开关变换器网络可以是一个变换器,也可以是多个变换器串联或并联。变压器网络可以是1个变压器,也可以是多个变压器串联或并联或串并联组合。本领域技术人员基于本实用新型的教导,可以选择任何的开关变换器网络、变压器网络,以及上述任一种高压大功率变换器的整流均压电路进行组合,这些均落入本实用新型的保护范围。
实施本实用新型的所述的高压大功率功率变换系统,输出侧通过至少两路整流模块串联大幅提升整个高压大功率变换器的电压等级,通过在串联的每路整流模块中增加LC谐振模块的方式,通过其与并联的另一路中的分压模块之间的交叉连接,解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题,可以满足高压大功率变换器的需求;并且LC谐振模块不需要专门的逻辑控制,大大地降低了所述的高压大功率变换器的整流均压电路成本,具有较大可靠性,能够满足更大功率的高压大功率变换器的整流均压电路的设计需求。
虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本实用新型范围的情况下,还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或材料,可以对本实用新型做各种修改,而不脱离本实用新型的范围。因此,本实用新型不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,包括第一整流模块、第二整流模块、第一LC谐振模块、第二LC谐振模块,第一分压模块、第二分压模块和输出模块;所述第一整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第一输出端、输出端连接所述输出模块,所述第二整流模块的输入端连接所述高压大功率变换器的第二输出端、输出端连接输出模块,所述第一整流模块和所述第二整流模块彼此串联;所述第一LC谐振模块的第一端连接所述第一整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第二分压模块的分压点,所述第二LC谐振模块的第一端连接所述第二整流模块的输入端、第二端交叉连接所述第一分压模块的分压点,所述第一分压模块和所述第二分压模块串联后与所述输出模块并联。
2.根据权利要求1所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述第一LC谐振模块包括第一LC谐振网络,所述第二LC谐振模块包括第二LC谐振网络,所述第一分压模块包括第一二极管串联单元,所述第二分压模块包括第二二极管串联单元,所述第一LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的输入端、第二端连接第二二极管串联单元的分压点,所述第二LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的输入端、第二端连接第一二极管串联单元的分压点。
3.根据权利要求2所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述第一LC谐振模块进一步包括至少第三LC谐振网络,所述第二LC谐振模块进一步包括至少第四LC谐振网络,所述第一分压模块进一步包括与所述第一二极管串联单元并联的第三二极管串联单元,所述第二分压模块包括与所述第二二极管串联单元并联的第四二极管串联单元,所述第一LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的第一输入端、第二端连接第二二极管串联单元的分压点,所述第三LC谐振网络的第一端连接所述第一整流模块的第二输入端、第二端连接第四二极管串联单元的分压点,所述第二LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的第一输入端、第二端连接第一二极管串联单元的分压点,所述第四LC谐振网络的第一端连接所述第二整流模块的第二输入端、第二端连接第三二极管串联单元的分压点。
4.根据权利要求3所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述第一LC谐振网络、所述第二LC谐振网络、所述第三LC谐振网络和所述第四LC谐振网络分别包括串联的谐振电感和谐振电容,所述第一二极管串联单元、所述第二二极管串联单元、所述第三二极管串联单元和所述第四二极管串联单元分别包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
5.一种高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,包括第一-第N整流模块、第一-第N LC谐振模块,第一第N分压模块以及输出模块;所述第一-第N整流模块的输入端分别连接所述高压大功率变换器的第一-第N输出端、输出端连接所述输出模块,所述第一-第N整流模块彼此串联;所述第一-第N LC谐振模块的第一端分别连接所述第一-第N整流模块的输入端,所述第一LC谐振模块的第二端交叉连接所述第二分压模块的分压点,所述第二LC谐振模块的第二端交叉连接所述第三分压模块的分压点,所述第N-1谐振模块的第二端交叉连接所述第N分压模块的分压点,所述第N谐振模块的第二端交叉连接所述第一分压模块的分压点,其中N≥3。
6.根据权利要求5所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述第一-第N LC谐振模块分别包括至少一个LC谐振网络;所述第一-第N分压模块分别包括至少一个的二极管串联单元,每个二极管串联单元包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
7.根据权利要求5所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述第一-第N LC谐振模块包括至少两个LC谐振网络;所述第一-第N分压模块分别包括至少两个并联的二极管串联单元,每个二极管串联单元包括至少两个串联的二极管,所述两个二极管的连接点为分压点。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述整流模块包括二极管全桥整流单元、开关管全桥整流单元、二极管半桥整流单元、和/或开关管半桥整流单元。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其特征在于,所述输出模块包括并联的滤波单元和负载单元,所述滤波单元包括电容滤波单元和/或电容电感滤波单元。
10.一种高压大功率功率变换系统,其特征在于,高压大功率变换器和根据权利要求1-9中任意一项所述的高压大功率变换器的整流均压电路,其中所述高压大功率变换器包括开关变换器网络和变压器网络。
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