[发明专利]紧调整输出的组合变流器

说明书

本发明涉及隔离型DC/DC电能转换器，旨在提供一种紧调整输出的组合变流器。其变压器的原边侧绕组由第一绕组和辅助绕组组成，其中第一绕组与逆变电路的输出相接，辅助绕组经第二整流电路接至不隔离DC‑DC转换电路；不隔离DC‑DC转换电路的输出电容与输入直流电压串联后作为逆变电路的直流输入；在并接于输出电容的电阻上采样直流输出电压并送至隔离反馈电路，由隔离反馈电路向不隔离DC‑DC转换电路发送占空比调节信号，用于实现输出电压的紧调整。本发明中，变压器的磁芯利用率能够最大化，提高效率和功率密度；无需改变谐振电路的开关频率就能获得输出电压的稳定和调节；拓扑中只需一个主隔离变压器，减少磁芯数量；变压器副边的整流电路更容易采用同步整流技术。

技术领域

本发明涉及一种隔离型DC/DC电能转换器，具体的说是一种紧调整输出的组合变流器。

背景技术

很多电能转换的应用场合需要实现输入、输出之间的电气隔离，还需要输出电压的紧调整，以便保证负载扰动或者输入电压变动时，输出电压仍然恒定。为了实现输出的紧调整，一般采用带有高频变压器隔离DC/DC变流器，如图1所示，通过原边开关管的占空比或者开关频率的调节，实现输出电压的恒定。这样的方案虽然简单，但是效率较低，尤其是变压器的工作占空比也会随着电路的占空比调节而变化，导致变压器利用效率低。

为了提高变压器的利用率，可以采用两级DC/DC的结构，如图2所示。其中第一级DC/DC中的变压器工作在固定占空比的状态，依靠后级不隔离的DC-DC变流器实现输出电压的紧调整。采用这样的结构，前级作为电压不可调的直流变压器(DCX)，实现元件利用率最大化和转换效率的最优化。但是，所有的输入功率要经过两级变换，系统效率较低。

中国专利文献(CN102185493A)中提出一种变压器和辅助变压器的原边绕组在交流侧串联，两个变压器的直流侧独立输出，辅助变压器的输出再经过一级不隔离的DC-DC变换后与变压器的直流输出并联，实现总输出紧调整输出的高效变流拓扑。原边主电路工作于恒定的谐振频率附近，很好的实现零电压开通和零电流关断，使电路工作于高频，获得高效率。但是，该拓扑中需要增加一个独立的辅助变压器，降低了功率密度，提高了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种紧调整输出的组合变流器。本发明能以恒定频率工作于谐振频率附近，提高效率，又可以实现紧调整输出。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种紧调整输出的组合变流器，包括输入直流电压(Vin)、变压器(T)、位于变压器原边侧的逆变电路(Inverter)，以及位于变压器副边侧的输出绕组(S1)和第一整流电路(Rec1)，第一整流电路(Rec1)接至输出电容(Co)；所述变压器(T)的原边侧绕组由第一绕组(P1)和辅助绕组(S2)组成，其中第一绕组(P1)与逆变电路(Inverter)的输出相接，辅助绕组(S2)经第二整流电路(Rec2)接至不隔离DC-DC转换电路；不隔离DC-DC转换电路的输出电容(cout)与输入直流电压(Vin)串联后作为逆变电路(Inverter)的直流输入；在并接于输出电容(Co)的电阻(Ro)上采样直流输出电压(Vo)并送至隔离反馈电路，由隔离反馈电路向不隔离DC-DC转换电路发送占空比调节信号，用于实现输出电压的紧调整。

本发明中，在逆变电路(Inverter)的输入端并联电容(Cin)。

本发明中，在不隔离DC-DC的输出电容(Cout)两端反并联二极管(D)；或者，在不隔离DC-DC的输出电容(Cout)两端并联同步整流管。

本发明中，在所述逆变电路(Inverter)和变压器(T)之间设置一个阻抗网络(Zr)。

本发明中，所述阻抗网络(Zr)是由至少一个电容(Cr)与至少一个电感(Lr)组合而成的谐振电路。