[发明专利]基于同步导通技术的高压直流取能变换器

权利要求书

1.一种基于同步导通技术的高压直流取能变换器，其特征在于，包括高频高压变压器、高压串联开关组、同步驱动发生装置、高压二极管串联组和控制器，

所述控制器用于输出与电源输出电压、电源输入电压、电源输入电流相对应的PWM调制信号至同步驱动发生装置；

所述同步驱动发生装置用于对所述PWM调制信号进行隔离、整形处理，并输出多个正负对称的具有驱动能力的脉冲信号至高压串联开关组；

所述高压串联开关组用于在多个所述脉冲信号的控制下以同步导通的方式实现开关功能；

所述高频高压变压器用于实现原副边的隔离，以及在高压串联开关组的作用下将输入电压降低到预设的输出电压等级；

所述高压二极管串联组用于将高频高压变压器的副边输出的交流电压整流后，形成预设的恒定直流电压输出；

所述高频高压变压器包括：磁芯、骨架、沿与骨架的轴线垂直的方向由内至外依次绕制在骨架上的第一内绝缘层、磁屏蔽层、第二内绝缘层、第一原边层、第一铜箔层、第一原副边间绝缘层、副边层、第二铜箔层、第二原副边间绝缘层、第二原边层和外绝缘层；其中，所述磁屏蔽层采用磁屏蔽胶带缠绕而成，且磁屏蔽胶带的截止频率为变压器的工作频率，其中第一铜箔层与第一原边层的参考点相接，第二铜箔层与第二原边层的参考点相接。

2.根据权利要求1所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述高压串联开关组包括依次串联的多个开关单元，每个开关单元包括并联的开关器件S3i、具有静态均压作用的静态均压电路和具有动态均压作用的第一动态均压电路，其中1i≤n，且i、n为整数。

3.根据权利要求2所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述静态均压电路包括功率电阻R3i'、所述第一动态均压电路包括功率电阻R3i、电容C3i和电容C3i'，功率电阻R3i和电容C3i串联后再分别与电容C3i'、功率电阻R3i'、开关器件S3i并联；每个所述静态均压电路中的功率电阻R3i'用于静态均压，每个第一动态均压电路中的功率电阻R3i和电容C3i用于动态均压、电容C3i'用于动态均压补偿。

4.根据权利要求2所述的高压直流取能变换器，其特征在于，在所述同步驱动发生装置输出的脉冲信号的上升沿时刻，各个开关单元的开关器件S3i均为上升沿触发；在所述同步驱动发生装置输出的脉冲信号的下降沿时刻，各个开关单元的开关器件S3i均为下降沿触发。

5.根据权利要求2所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述开关器件S3i可以为MOSFET、IGBT或SiC功率管。

6.根据权利要求2所述的高压直流取能变换器，其特征在于，还包括RCD吸收电路，其用于吸收高压串联开关组中的各个开关器件S3i的漏极与源极间的电压尖刺。

7.根据权利要求6所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述RCD吸收电路包括依次串联的RC并联电路和多个第一二极管基础单元，所述第一二极管基础单元包括电阻R1j、电容C1j和二极管D1j，其中1j≤n，且j、n为整数；电阻R1j与电容C1j串联后再与二极管D1j并联，且二极管D1j的负极与电阻R1j的一端连接、正极与电容C1j的一端连接，电阻R1j的另一端与电容C1j的另一端连接。

8.根据权利要求1所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述高压二极管串联组包括依次串联的多个第二二极管基础单元，所述第二二极管基础单元包括并联的二极管D5k和具有动态均压作用的第二动态均压电路，其中1k≤n，且k、n为整数。

9.根据权利要求8所述的高压直流取能变换器，其特征在于，所述第二动态均压电路包括电容C5k、电容C5k'和电阻R5k；电容C5k'和电阻R5k串联后分别与电容C5k、二极管D5k并联，且二极管D5k的正极与电容C5k'的一端连接、负极与电阻R5k的一端连接，电容C5k'的另一端与电阻R5k的另一端连接；每个所述第二动态均压电路中的电容C5k'和电阻R5k用于动态均压、电容C5k用于动态均压补偿。