[发明专利]一种直流变换系统及其控制方法

权利要求书

1.一种直流变换系统，包括多个直流变压器子模块；其特征在于，每个直流变压器子模块的输入端串联或者每个直流变压器子模块的输出端串联，后一个直流变压器子模块的输入端与前一个直流变压器子模块的输出端并联；在子模块的输入端串联时，最后一个子模块的输出端作为直流变换系统的输出端实现高变比降压；在子模块的输出端串联时，第一个子模块的输入端作为直流变换系统的输入端实现高变比升压；每个直流变压器子模块的负输入端与该直流变压器子模块的正输出端连接。

2.根据权利要求1所述的直流变换系统，其特征在于，所述直流变压器子模块包括依次连接的逆变电路、谐振电路、高频变压器和整流电路；所述逆变电路与输入电容并联；所述整流电路与输出滤波电容并联。

3.根据权利要求2所述的直流变换系统，其特征在于，对于相邻的两个直流变压器子模块，第一个直流变压器子模块的输入电容与第二个直流变压器子模块的输入电容串联，第一个直流变压器子模块的输出滤波电容与第二个直流变压器子模块的输入电容并联。

4.根据权利要求2所述的直流变换系统，其特征在于，所述逆变电路为全桥电路、不对称半桥电路、对称半桥电路或二极管箝位三电平电路。

5.根据权利要求2～4之一所述的直流变换系统，其特征在于，所述整流电路包括由第一二极管和第二二极管串联连接组成的第一桥臂、由第三二极管和第四二极管串联连接组成的第二桥臂；第一桥臂和第二桥臂并联；所述第一二极管阳极与所述高频变压器副边绕组的一端连接，所述第四二极管的阴极与所述高频变压器副边绕组的另一端连接。

6.一种权利要求1～5之一所述直流变换系统的控制方法，其特征在于，该方法包括：

当所述直流变换系统运行在开环模式时，每个直流变压器子模块的功率开关管频率f_s与串联谐振频率f_r相同；直流变压器子模块的逆变电路为不对称半桥或者对称半桥结构时，逆变电路每个桥臂的两个功率开关互补导通；直流变压器子模块的逆变电路为全桥电路或者是二极管箝位三电平电路时，逆变电路每个桥臂的两个功率开关管互补导通，开关信号为满占空比信号；

当所述直流变换系统运行在闭环模式时，在直流变压器子模块的输入端串联时，除了最后一个直流变压器子模块外，其余所有的直流变压器子模块均采用开环模式；在直流变压器子模块的输出端串联时，除了第一个直流变压器子模块外，其余所有的直流变压器子模块均采用开环模式；对于需要闭环控制的直流变压器子模块，将其输出端口的电压的参考值V_ref与采样得到的输出端口电压V_o作差后送入PI控制器，得到压控振荡器的参考值，将压控振荡器的输出接到过零比较器的输入端，得到该直流变压器子模块的功率开关管的开关信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当开关管频率f_s大于串联谐振频率f_r时，直流变压器子模块处于降压模式；当开关管频率f_s小于串联谐振频率f_r时，直流变压器子模块处于升压模式。