[实用新型]一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC-DC变换器

摘要

一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器。相比现有的方案，其输入相数可自由调节，且各输入相可自动均流，使得变换器的控制策略简单。所提变换器第一个模块由一个电感、一个主功率开关及其漏源极寄生电容、一个箝位辅助开关及箝位电容、一个变压器及其漏感、n‑1个电容和二极管所构成，其它模块均由一个电感、一个主功率开关及其漏源极寄生电容、一个箝位辅助开关及箝位电容、一个变压器及其漏感、n个电容和二极管所构成，通过调节n的大小即可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节，通过模块数的调节即可实现对变换器中开关器件电流应力的调节。此外变换器中开关管实现了零电压导通、二极管实现了零电流关断。较适用于需要电气隔离的大容量高增益升压变换场合。

主权项

1.一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器，其特征在于：该变换器包含一个直流输入源，m个模块，二极管D0，输出滤波电容C0，负载RL;其中m个模块如下：模块一包括电感L1，功率开关S1，功率开关S1漏源极电容CVT1，辅助开关STC1，箝位电容CC1，漏感LK1，隔离变压器T1，二极管D1 2、D1 3···D1 n，电容C1 2、C1 3···C1 n；电感 L1的一端接输入电源的正极，另一端连接漏感LK1的一端，同时与功率开关S1的漏极及箝位辅助开关STC1的源极相连，功率开关S1的源极与箝位电容CC1另一端相连然后接地，辅助开关STC1的漏极与箝位电容CC1一端相连，漏感LK1的另一端与变压器T1一次侧的一端相连，变压器T1二次侧一端与二极管D2 1的阳极及电容C1 2、C1 3···C1 n的另一端相连，同时与滤波电容Co以及负载RL的另一端相连；二极管D1 2的阴极与电容C1 2的一端相连，二极管D1 3的阴极与电容C1 3的一端相连，. . . ，以此类推二极管D1 n的阴极与电容C1 n的一端相连;模块二包括电感L2，功率开关S2，功率开关S2漏源极电容CVT2，辅助开关STC2，箝位电容CC2，漏感LK2，隔离变压器T2，二极管D 2 1、D2 2···D2 n，电容C2 1、C2 2···C2 n；电感 L2的一端接输入电源的正极，另一端连接漏感LK2的一端，同时与功率开关S2的漏极及箝位辅助开关STC2的源极相连，功率开关S2的源极与箝位电容CC2另一端相连然后接地，辅助开关STC2的漏极与箝位电容CC2一端相连，漏感LK2的另一端与变压器T2一次侧的一端相连，变压器T2二次侧一端与电容C2 1、C2 2···C2 n的另一端相连，二极管D2 1的阴极与电容C2 1的一端相连，二极管D2 2的阴极与电容C2 2的一端相连，. . . ，以此类推二极管D2 n的阴极与电容C2 n的一端相连;模块三包括电感L3，功率开关S3，功率开关S3漏源极电容CVT3，辅助开关STC3，箝位电容CC3，漏感LK3，隔离变压器T3，二极管D 3 1、D3 2···D3 n，电容C3 1、C3 2···C3 n；电感 L3的一端接输入电源的正极，另一端连接漏感LK3的一端，同时与功率开关S3的漏极及箝位辅助开关STC3的源极相连，功率开关S3的源极与箝位电容CC3另一端相连然后接地，辅助开关STC3的漏极与箝位电容CC3一端相连，漏感LK3的另一端与变压器T3一次侧的一端相连，变压器T3二次侧一端与电容C3 1、C3 2···C3 n的另一端相连，二极管D3 1的阴极与电容C3 1的一端相连，二极管D3 2的阴极与电容C3 2的一端相连，. . . ，以此类推二极管D3 n的阴极与电容C3 n的一端相连；以此类推，模块m包括电感Lm，功率开关Sm，功率开关Sm漏源极电容CVTm，辅助开关STCm，箝位电容CCm，漏感LKm，隔离变压器Tm，二极管Dm 1、Dm 2···Dnm，电容Cm 1、Cm 2···Cnm；电感 Lm的一端接输入电源的正极，另一端连接漏感LKm的一端，同时与功率开关Sm的漏极及箝位辅助开关STCm的源极相连，功率开关Sm的源极与箝位电容CCm另一端相连然后接地，辅助开关STCm的漏极与箝位电容CCm一端相连，漏感LKm的另一端与变压器Tm一次侧的一端相连，变压器Tm二次侧一端依次连接在电容Cm 1、Cm 2···Cnm的另一端，二极管Dm 1的阴极与电容Cm 1的一端相连，二极管Dm 2的阴极与电容Cm 2的一端相连，. . . ，以此类推二极管Dmn的阴极与电容Cmn的一端相连；二极管Dmn的阴极与电容Cmn的一端之间的节点与二极管D0的阳极相连；模块与模块之间的连接关系为：第一个模块中变压器T1二次侧一端与电容C1 2另一端之间的节点接模块二中二极管D2 1的阳极，第一个模块中二极管D1 2阴极与C1 2一端之间的节点接模块二中二极管D2 2的阳极，第一个模块中二极管D1 3阴极与C1 3一端之间的节点接模块二中二极管D2 3的阳极，...，以此类推，第一个模块中二极管D1 n的阴极与电容C1 n一端之间的节点接模块二中二极管D2 n的阳极；第二个模块中二极管D2 1阴极与C2 1一端之间的节点接模块三中二极管D3 1的阳极，第二个模块中二极管D2 2阴极与C2 2一端之间的节点接模块三中二极管D3 2阳极，...，以此类推，第二个模块中二极管D2 n阴极与C2 n一端之间的节点接模块三中二极管D3 n阳极；以此类推，第m‑1个模块中二极管Dm‑1 1阴极与电容Cm‑1 1一端之间的节点接模块m中二极管Dm 1的阳极，第m‑1个模块中二极管Dm‑1 2阴极与电容Cm‑1 2一端之间的节点接模块m中二极管Dm 2的阳极，...，以此类推，第m‑1个模块中二极管Dm‑1 n的阴极与电容Cm‑1 n一端之间的节点接模块m中二极管Dmn的阳极；第m个模块中二极管Dm 1阴极与电容Cm 1一端之间的节点接模块一中二极管D1 2的阳极，第m个模块中二极管Dm 2阴极与电容Cm 2一端之间的节点接模块一中二极管D1 3的阳极，...，以此类推，第m个模块中二极管Dmn‑1阴极与电容Cmn‑1一端之间的节点接模块一中二极管D1 n的阳极；负载RL与C0并联，负载RL一端接二极管D0的阴极，另一端接到模块一中压器T1二次侧一端与电容C1 2另一端之间的节点；二极管D0的阳极与二极管Dmn的阴极与电容Cmn的一端之间的节点相连；模块与模块之间的变压器一次侧的另一端接到一起，二次侧的另一端也接在一起。