[发明专利]一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器

说明书

本发明公开了一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC‑DC变流器，包括2个半桥电路、2组LLC谐振腔、2组电压钳位二极管对、2个同变比的隔离变压器和三相桥电路；其中，2个半桥电路分别连接各自输入端电源，隔离变压器的原边分别接对应LLC谐振腔谐振电感一端和半桥电路中性点，谐振电感另一端连接2个分裂式谐振电容中心点，电压钳位二极管与分裂式谐振电容并联；隔离变压器的副边反极性串联连接，串联后变压器组的3个节点分别接至三相桥电路的中性点；本发明利用LLC变频调压的优势，结合PWM脉冲180º移相实现串联和并联快速切换，实现额定电压和2倍额定电压输出的快速调整，具有开关损耗小，效率高，结构简单的优点。

技术领域

本发明涉及一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器，属于变流器技术领域。

背景技术

直流系统是变电站非常重要的组成部分，它的主要任务就是给继电保护装置、断路器操作、各类信号回路提供电源。直流系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响变电站乃至整个电网的安全运行。目前变电站常用的电压等级为110V、220V。但是，由于两种等级电压的变化范围较大，特别针对隔离型DC-DC变流器的设计比较困难。因此，从变电站实际通用性需求出发，研发满足不同规格电压等级变电站直流母线需求的变流器成为当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器，利用LLC变频调压高效的优势，并结合PWM脉冲180º移相实现串联和并联快速切换，实现自动适应变电站直流额定电压或2倍额定电压等级，且两种模式都运行在效率较优点；同时，通过电流自动限流设计，实现短路电流自动保护。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器，包括2个半桥电路、2组谐振电容分裂布置的LLC谐振腔、2组电压钳位二极管对、2个同变比的隔离变压器和三相桥电路；

所述2个半桥电路分别连接各自输入端电源；

每个半桥电路均由2只MOSFET管搭建而成；

每个LLC谐振腔电路均由谐振电感、2个分裂谐振电容以及隔离变压器的励磁电感构成；

每个LLC谐振腔电路的2个分裂谐振电容两端分别并联1个电压钳位二极管；

所述三相桥电路由6只二极管搭建而成，每2只二极管组成一个桥臂，构成左桥臂，中桥臂和右桥臂；

第一个半桥电路的中性点连接第一个隔离变压器原边的非同名端连接，所述第一个隔离变压器原边的同名端连接第一个谐振电感，所述第一个谐振电感另一端连接2个分裂谐振电容的中心点；第二个半桥电路的中性点连接第二个隔离变压器原边的同名端连接，所述第二个隔离变压器原边的非同名端连接第二个谐振电感，所述第二个谐振电感另一端连接2个分裂谐振电容的中心点；

2个同变比的隔离变压器的副边反极性串联，串联后连接三相桥电路。

进一步的，一个隔离变压器副边的同名端连接三相桥电路的左桥臂的中性点，另一个隔离变压器副边的同名端连接三相桥电路的右桥臂的中性点，2个隔离变压器副边的非同名端连接，其连接点连接至三相桥电路的中桥臂的中性点。

进一步的，所述DC-DC变流器与50%占空比的高频PWM信号连接，所述50%占空比的高频PWM信号用于控制所述2个半桥电路中MOSFET管交替导通。

进一步的，额定功率和输入输出电压时，50%占空比的高频PWM信号频率运行在谐振频率，输入电压降低时通过改变高频PWM信号频率实现1-1.5倍增益的输出电压。

进一步的，