專利名稱：電壓電流源復(fù)合型dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種DC/DC變換器，特別涉及一種電壓電流源 復(fù)合型DC/DC變換器。
背景技術(shù)：
隨著社會發(fā)展，傳統(tǒng)能源日益緊張，新型清潔能源(如太陽能、 燃料電池)共直流母線發(fā)電技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。由于多種可 再生能源輸出電壓不同，在共直流母線時就需要高效的DC/DC變換 器進(jìn)行直流/直流電壓變換。目前，DC/DC變換器主要由兩類1、 隔離型DC/DC變換器。這種隔離型DC/DC變換器輸入端與輸 出端電氣不相通，通過脈沖變壓器的磁耦合方式傳遞能量，輸入輸出 完全電氣隔離，其優(yōu)點在于能實現(xiàn)電網(wǎng)和發(fā)電源的電器隔離，因而系 統(tǒng)安全性好；通過設(shè)計變壓器的變化比較容易實現(xiàn)電壓變換，因而控 制相對簡單。但是由于全部功率要通過變壓器，因而系統(tǒng)的效率相對 降低。2、 非隔離型DC/DC變換器。這種非隔離型DC/DC變換器輸入端 與輸出端電氣相通，沒有隔離，主要采用BOOST型電路來實現(xiàn)電壓 調(diào)整，電路結(jié)構(gòu)簡單，相對于隔離型DC/DC變換器的效率相對較高。 但是在輸入直流電的電壓較低時，整機(jī)的調(diào)壓效率明顯下降。針對隔離型DC/DC變換器與非隔離型DC/DC變換器各自的優(yōu)缺 點，有人提出部分隔離型DC/DC變換器，其原理電路是在直流電源 于輸出直流母線之間有一輔助變換器；輔助變換器的輸入并接在直流 電源的正負(fù)兩極，輔助變換器的輸出與輸入直流電源連接在一起，組 合生成直流母線的直流電壓波形。如果輔助變換器采用純電流源型變 換器，輸出二極管整流橋的耐壓低，但是電壓調(diào)整困難；為了實現(xiàn)電 壓調(diào)整必須額外增加調(diào)壓控制器件，降低了整機(jī)效率，增加了成本。 如果輔助變換器采用純電壓源型變換器，電壓調(diào)整變得容易，但是其 輸出二極管整流橋的耐壓增加，同樣也會增加成本。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述部分隔離型DC/DC 變換器逆變電路的不足，提出一種緊湊的部分隔離的電壓電流源復(fù)合 型DC/DC變換器。本實用新型所要解決的技術(shù)問題可通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，包括一等效直流電源、 一橋式 變換器、 一阻抗變換器、 一輸出整流器，其特征在于，等效直流電源 的輸出電壓饋送至橋式變換器，經(jīng)橋式變換器高頻變換后，產(chǎn)生高頻 交流電，該高頻交流電經(jīng)過阻抗變換器和輸出整流器濾波、整流、穩(wěn) 壓后整形隔離變成隔離直流電壓，該隔離直流電壓和等效直流電源電 壓級連在一起得到更高的輸出電壓，為負(fù)載提供相應(yīng)直流電壓。所述電壓龜流源復(fù)合型DC/DC變換器的等效直流電源的正輸出端和橋式變換器的直流母線正輸入端以及輸出整流器負(fù)輸出端連接 在一起；等效直流電源的負(fù)輸出端和橋式變換器的負(fù)輸出端連接在一 起；橋式變換器的兩交流輸出端和阻抗變換器的兩輸入端分別連接在 一起；阻抗變換器的兩輸出端和輸出整流器的兩交流輸入端分別連接 在一起；輸出整流器的正輸出端和等效直流電源的負(fù)輸出端一起為外 帶負(fù)載提供電源。所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器的橋式變換器，由四開關(guān)管 組成，第一開關(guān)管和第四開關(guān)管為一對，由同一組信號驅(qū)動，同時通 /斷；第二開關(guān)管和第三開關(guān)管為另一對，由另一組信號驅(qū)動，同時 通/斷；兩對開關(guān)管輪流通/斷，形成正/負(fù)交變的脈沖電流。所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器的阻抗變換器，包括兩電感 和一電容，電容和兩電感接成T型接法，所述阻抗變換器起到濾波的 作用。所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器的輸出整流器，包括一隔離 變壓器、 一由四個二極管組成的電橋和一輸出電容；所述第一二極管 和第四二極管為一組，同時導(dǎo)通/斷，第二二極管和第三二極管為一 組，同時通/斷；輸出電容與四個二極管組成的電橋并聯(lián)。本實用新型所述的電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器的有益效果是1、相對于傳統(tǒng)隔離型DC/DC逆變器，等效直流電源的很大一部 分能量不經(jīng)過高頻斬波直接流入電網(wǎng)，提高了整機(jī)效率并且體積也減 少很多。2、相對于傳統(tǒng)部分隔離型DC/DC變換器，輔助直流變換器電路 得到簡化，功率器件的電壓電流應(yīng)力減少，器件的利用率得到提高， 裝置的可靠性得到提高。
圖1為本實用新型所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器的電路 原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功 效易于明白了解，
以下結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)闡述。根據(jù)圖1，本實用新型所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器包括 等效直流電源l、橋式變換器2、阻抗變換器3、輸出整流器4。橋式變換器2由四個開關(guān)管V^、 VTh2、 VTh3、 VTh4組成，開關(guān)管 VThl和開關(guān)管VTh4為一對，由同一組信號驅(qū)動，同時通/斷；開關(guān)管 VTh2和開關(guān)管VTh3為另一對，由另一組信號驅(qū)動，同時通/斷；兩對開關(guān)管輪流通/斷，形成正/負(fù)交變的脈沖電流。阻抗變換器3，包括電感U、 L2和電容d，電容d和電感k、 L2 接成T型接法，阻抗變換器3起到濾波的作用。輸出整流器4，包括隔離變壓器L，由四個二扱管Vm、 Vd2、 Vd3、vd4組成的電橋5和輸出電容C2; 二極管Vm和二極管vd4為一組，同 時通/斷，二極管Vd2和二扱管vd3為一組，同時通/斷；輸出電容C2與四個二極管VM、 VD2、 VD3、 V。4組成的電橋5并聯(lián)。電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器運行時，等效直流電源1的輸出 電壓Vh饋送至橋式變換器2，經(jīng)橋式變換器2高頻變換后，產(chǎn)生高 頻交流電，該高頻交流電經(jīng)過阻抗變換器3和輸出整流器4濾波、整 流、穩(wěn)壓后整形隔離變成隔離直流電壓VDC，該隔離直流電壓VDC和 等效直流電源電壓Vin級連在一起得到更高的輸出電壓V。ut，為負(fù)載 提供相應(yīng)直流電壓。等效直流電源1的正輸出端和橋式變換器2的直流母線正輸入端 以及輸出整流器4負(fù)輸出端連接在一起；等效直流電源1的負(fù)輸出端 和橋式變換器2的負(fù)輸出端連接在一起;橋式變換器2的兩交流輸出 端和阻抗變換器3的兩輸入端分別連接在一起；阻抗變換器3的兩輸 出端和輸出整流器4的兩交流輸入端分別連接在一起；輸出整流器4 的正輸出端和等效直流電源1的負(fù)輸出端一起為外帶負(fù)載提供電源。 以上是本實用新型的具體實施方式
，對于本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人 員，不花費創(chuàng)造性的勞動，在上述實施例的基礎(chǔ)上可以做多種變化， 例如本實用新型的橋式變換器2為全橋式，可以改成半橋式變換器， 即將開關(guān)管V^和開關(guān)管VTh3分別改成兩個電容，其中器件可以是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管mosfet、絕緣柵雙極晶體管IGBT或其他可 控器件。類似變化同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本實用新型的目的，這種變化顯然應(yīng) 該在本實用新型的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范 圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1、電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，包括一等效直流電源、一橋式變換器、一阻抗變換器、一輸出整流器，其特征在于，其中所述的等效直流電源的正輸出端和橋式變換器的直流母線正輸入端以及輸出整流器負(fù)輸出端連接在一起；等效直流電源的負(fù)輸出端和橋式變換器的負(fù)輸出端連接在一起；橋式變換器的兩交流輸出端和阻抗變換器的兩輸入端分別連接在一起；阻抗變換器的兩輸出端和輸出整流器的兩交流輸入端分別連接在一起；輸出整流器的正輸出端和等效直流電源的負(fù)輸出端一起為外帶負(fù)載提供電源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，其 特征在于，所述的橋式變換器由四開關(guān)管組成，形成正/負(fù)交變的脈 沖電流。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，其 特征在于，所述的阻抗變換器包括兩電感和一電容，電容和兩電感接 成T型濾波器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，其 特征在于，所述的輸出整流器包括一隔離變壓器、 一由四個二極管組 成的電橋和一輸出電容；所述第一二極管和第四二極管為一組，同時 通/斷，第二二極管和第三二極管為一組，同時通/斷；輸出電容與四 個二極管組成的電橋并聯(lián)。
專利摘要本實用新型公開了一種電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器，包括一等效直流電源、一橋式變換器、一阻抗變換器、一輸出整流器，所述等效直流電源的輸出電壓饋送至橋式變換器，經(jīng)橋式變換器高頻變換后，產(chǎn)生高頻交流電，該高頻交流電經(jīng)過阻抗變換器和輸出整流器濾波、整流、穩(wěn)壓后整形隔離變成隔離直流電壓，該隔離直流電壓和等效直流電源電壓級連在一起得到更高的輸出電壓，為負(fù)載提供相應(yīng)直流電壓。本實用新型所述電壓電流源復(fù)合型DC/DC變換器電路簡單、體積小、整機(jī)效率高、可靠性強。
文檔編號H02M3/28GK201113795SQ20072007476
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者劉以建, 吳衛(wèi)民, 湯天浩 申請人:上海海事大學(xué)