[发明专利]功率变换装置及其设置方法

说明书

本发明公开了一种功率变换装置及其设置方法，包括升压单元，至少两个功率变换单元；功率变换单元的输入端具有两个；升压单元的输入端与交流电源的一端连接，输出端与多个功率变换单元中的第一个功率变换单元的其中一个输入端连接；多个功率变换单元中的最后一个功率变换单元的其中一个输入端与所述交流电源的另一端连接；多个功率变换单元之间的输入端串联，输出端并联。这样可以使得开关器件上的电压应力和电流应力为现有功率变换装置的1/n倍，从而可降低开关和导通损耗，而且在相同波纹条件下PFC单元输入电感量大幅下降，进而降低了电感的体积，提升了功率密度。

技术领域

本发明涉及功率变换领域，具体涉及一种功率变换装置及其设置方法。

背景技术

随着功率变换器对功率密度和效率的要求不断提升，而变换器拓扑技术并未出现大的突破，现有的技术已经满足不了需求。

单个功率变换器采用两级结构，功率因数校正(PFC：Power Factor Correction)单元实现AC-DC预稳压，DC-DC变换单元将预稳电压转换为所需要的输出电压。这种方式开关器件应力相对较高，磁件体积也相应较大，在中大功率应用中效率和体积都没有优势。为此，通常做法是通过在PFC单元或者DC-DC单元实现多相并联，可以降低器件应力，磁性器件的体积也有所降低，改善了效率和散热，同时利用交错控制降低了输入和输出电流纹波。或采用交错PFC采用耦合电感，DC-DC隔离变压器采用矩阵变压器，以上这些现有技术都在一定程度上有助于效率和功率密度的提升，但并不能有效减小磁性器件的体积和开关器件的应力，而且不能实现自动均流，需要增加额外的均流控制，增加了系统的控制复杂度。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种功率变换装置及其设置方法，解决现有功率变换器体积和应力大，控制复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种功率变换装置，包括升压单元，至少两个功率变换单元；所述功率变换单元的输入端为双输入端，输出端为双输出端；所述升压单元的输入端与交流电源的一端连接，输出端与所述多个功率变换单元中的第一个功率变换单元的其中一个输入端连接；所述多个功率变换单元中的最后一个功率变换单元的其中一个输入端与所述交流电源的另一端连接；所述与多个功率变换单元之间的输入端串联，输出端并联。

在本发明的一种实施例中，所述功率变换单元包括具有双输入端和双输出端的第一变换子单元以及第二变换子单元；

所述各功率变换单元的第一变换子单元的双输出端分别与第二变换子单元的双输入端连接；

所述各功率变换单元的第二变换子单元之间的两输出端分别并联；

所述各功率变换单元的第一变换子单元之间的输入端依次串联；且第一个功率变换单元的第一变换子单元的其中一个输入端与所述升压单元的输出端连接；最后一个功率变换单元的第一变换子单元的其中一个输入端与所述交流电源的另一端连接。

在本发明的一种实施例中，所述第一变换子单元为非隔离AC-DC变换子单元或非隔离DC-DC变换子单元，所述第二变换子单元为隔离DC-DC变换子单元。

在本发明的一种实施例中，所述第一变换子单元为非隔离AC-DC变换子单元时，所述非隔离AC-DC变换子单元为H桥电路变换子单元或双向开关H桥电路变换子单元；

所述第一变换子单元为非隔离DC-DC变换子单元时，所述非隔离DC-DC变换子单元为半桥电路变换子单元；

所述隔离DC-DC变换子单元为LLC半桥电路变换子单元或LLC全桥电路变换子单元。