[发明专利]一种高频隔离型DC-DC双级功率变换系统结构

权利要求书

1.一种高频隔离型DC-DC双级功率变换系统结构，其特征在于，包括结合为一体的三电平降压变换器(1)和串联谐振变换器(2)，所述三电平降压变换器(1)包括三电平功率变换模块(3)和LC低通滤波器(4)，三电平功率变换模块(3)直接与LC低通滤波器(4)串联；所述串联谐振变换器(2)包括全桥逆变器(5)及高频变压器(6)和整流桥(7)，LC低通滤波器右端直接与全桥逆变器(5)连接，全桥逆变器(5)的中点分别与高频变压器(6)中的漏感L_r和谐振电容C_r连接，高频变压器(6)二次侧与整流桥(7)的两个桥臂中点相连，整流桥(7)右端并联输出稳压电容。

2.如权利要求1所述的高频隔离型DC-DC双级功率变换系统结构，其特征在于，所述的三电平功率变换模块(3)由两个输入稳压电容C_s1、C_s2，两个开关管Q1、Q2和两个续流二极管或开关管D_s1、D_s2构成，上桥臂开关管Q1与续流二极管或开关管D_s1串联然后与输入稳压电容C_s1并联，下桥臂开关管Q2与续流二极管或开关管D_s1串联同时与输入稳压电容C_s2并联，输入稳压电容C_s1、C_s2串联，输入稳压电容C_s1的上端为输入电源正极T，输入稳压电容C_s2的下端为输入电源负极B，上下两个桥臂串联，上端与输入电源正极T相连，下端与输入电源负极B相连，两个桥臂的中点与直流侧稳压电容C_s1、C_s2引出中点电位M连接，三电平功率变换模块(3)的输入侧设有输入端口T、M、B，三电平功率变换模块(3)输出侧直接与LC低通滤波器(4)串联。

3.如权利要求1所述的高频隔离型DC-DC双级功率变换系统结构，其特征在于，所述的LC低通滤波器(4)由2个对称的滤波电感L_f1、L_f2及一个滤波电容C_f组成，滤波电感L_f1、L_f2与滤波电容C_f串联，滤波电容C_f在滤波电感L_f1、L_f2的中间，从滤波电容C_f两端引出LC低通滤波器的输出端口1与端口2；LC低通滤波器(4)左端与三电平功率变换模块相连构成三电平降压变换器(1)，LC低通滤波器右端引出端1和端2直接与全桥逆变器(5)两个并联桥臂两端相连。

4.如权利要求1所述的高频隔离型双级DC-DC功率变换系统结构，其特征在于，所述全桥逆变器(5)包含两个桥臂，两个桥臂并联，其中一个桥臂由开关管S1、S3，二极管D1、D3，并联电容C1、C3构成；另一个桥臂由开关管S2、S4，二极管D2、D4，并联电容C2、C4构成，开关管S1与S3串联，开关管S2和S4串联，两个桥臂的中点分别与高频变压器(6)中的一次侧漏感L_r和谐振电容C_r连接。

5.如权利要求1所述的高频隔离型双级DC-DC功率变换系统结构，其特征在于，所述高频变压器(6)为实际设备的等效结构，包括一次侧漏电感L_r，励磁电感L_m以及一个理想变压器，励磁电感L_m与其后理想变压器并联然后再与一次侧漏电感L_r与谐振电容C_r串联，所述高频变压器二次侧的两个引出线分别与整流桥(7)的两个并联桥臂中点连接。

6.如权利要求1所述的高频隔离型双级DC-DC功率变换系统结构，其特征在于，所述的整流桥(7)由前桥臂和后桥臂并联组成，前桥臂由二极管或开关管D_r1、D_r2串联构成，后桥臂由二极管或开关管D_r3、D_r4串联构成，前桥臂和后桥臂的中点引出线与高频变压器二次侧输出相连，整流桥(7)右端并联输出稳压电容。