【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及模塊電源，尤其涉及一種dc-dc電源變換器。
技術介紹
1、對于采用直流供電的設備，通常將電網提供的50hz交流電先經過一個功率因數校正（pfc）電路，將交流電轉化為一個較高的直流電（對于單相pfc電路，其直流側輸出通常為380v左右，對于三相pfc電路，其直流側輸出通常為700v左右），再經過后級dc/dc變換器轉換為所需的低壓直流電。由于前級pfc輸出電壓較高（尤其是三相pfc電路），這對后級dc/dc變換電路開關管的選擇有很高的要求，對于尺寸要求比較苛刻的dc/dc電源模塊來說，很難匹配到滿足該電壓等級要求的貼片mos管。因此，為了適應市場對體積小、重量輕、功率密度大的電源模塊需求，提高開關頻率來減小磁件的體積和重量是實現模塊輕型化的一種有效措施，但高頻對mos管有著很大挑戰，尤其是在中高壓輸入條件下，需要選擇耐壓更高的mos管，然而耐壓越高，mos管的導通和開關損耗顯得更加突出，嚴重制約了模塊電源功率的提升。
2、基于以上現象，有必要提出一種既能滿足中高壓輸入場合又能滿足小尺寸的dc-dc電源變換器。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種dc-dc電源變換器，能夠滿足中高壓輸入場合，使原邊mos管的應力得到有效降低，電源開關頻率可進一步提高，磁芯尺寸可進一步減小，進而提高整個電源模塊的功率密度，有利于實現模塊電源的高功率密度和輕型化。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
3、一種dc-dc電源
4、進一步的，所述前級三電平電路模塊包括至少一個三電平電路，所述三電平電路包括串聯連接的第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4；所述第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4依次按照源極和漏極相連，所述第一開關管q1的漏極連接直流母線的正極vin+作為所述前級三電平電路模塊的第一輸入端，所述第四開關管q4的源極連接直流母線的負極vin-作為所述前級三電平電路模塊的第二輸入端，所述三電平電路的第一開關管q1和第二開關管q2相連接的節點作為前級三電平電路模塊的第一輸出端，同時也作為所述后級llc諧振電路模塊的第一輸入端，所述三電平電路的第三開關管q3和第四開關管q4相連接的節點作為所述前級三電平電路模塊的第二輸出端，同時也作為所述后級llc諧振電路模塊的第二輸入端。
5、上述進一步方案的有益效果是：若輸入電壓較高，前級可采用多個三電平串聯，降低mos管的電壓應力；若輸入電流較大，前級可采用多個三電平并聯，降低mos的電流應力，同時減小mos管的導通損耗。
6、進一步的，所述前級三電平電路模塊的兩輸入端還并聯連接有均壓電路，所述均壓電路包括串聯連接的等值電阻r1和r2，所述電阻r1和r2連接的中間節點連接到所述第二開關管q2和第三開關管q3相連接的中間節點。
7、上述進一步方案的有益效果是：等值電阻r1和r2上分壓均勻，這樣使第一開關管q1,第二開關管q2，第三開關管q3和第四開關管q4，正常工作時承受的電壓應力減半。
8、進一步的，所述前級三電平電路模塊包括兩個相同的三電平電路，兩個所述三電平電路并聯或者串聯連接，且兩個三電平電路相同位置的開關管可錯相90度或其他度數。
9、上述進一步方案的有益效果是：若輸入電壓較高，前級可采用多個三電平串聯，降低mos管的電壓應力；若輸入電流較大，前級可采用多個三電平并聯，降低mos的電流應力，同時減小mos管的導通損耗，減小輸出紋波。
10、進一步的，在電阻r1和r2的兩端分別并聯濾波電容c1和c2，所述第一llc諧振電路和第二llc諧振電路的輸出端還分別并聯連接有濾波電容c5、c6。
11、上述進一步方案的有益效果是：濾波電容c1和c2用在直流電源輸入端中，用來濾除交流成分，使輸入的直流更平滑，濾波電容c5、c6用在直流電源輸出端中，用來濾除交流成分，使輸出的直流更平滑。
12、進一步的，所述第一llc諧振電路和所述第二llc諧振電路結構相同，所述第一llc諧振電路包括第一諧振變壓器tr1和第一整流電路，所述第二llc諧振電路包括第二諧振變壓器tr2和第二整流電路，所述第一諧振變壓器tr1的原邊一端連接所述前級三電平電路模塊的第一輸出端作為后級llc諧振電路模塊的第一輸入端，所述第一諧振變壓器tr1的原邊另一端連接所述第二諧振變壓器tr2的原邊一端，所述第二諧振變壓器tr2的原邊另一端連接所述前級三電平電路模塊的第二輸出端作為后級llc諧振電路模塊第二輸入端，所述第一整流電路的各輸入端連接所述第一諧振變壓器tr1的副邊相應端，所述第二整流電路的各輸入端連接所述第二諧振變壓器tr2的副邊相應端，所述第一整流電路的輸出端和所述第二整流電路的相應輸出端并聯作為所述dc-dc電源變換器的直流電源一輸出端。
13、進一步的，所述第一llc諧振電路還包括第一串聯諧振電路，所述第一串聯諧振電路的一端連接所述后級llc諧振電路模塊的第一輸入端，所述第一串聯諧振電路的另一端連接所述前級三電平電路模塊的第一輸出端；所述第二llc諧振電路還包括第二串聯諧振電路，所述第二串聯諧振電路的一端連接所述后級llc諧振電路模塊的第二輸入端，所述第二串聯諧振電路的另一端連接所述前級三電平電路模塊的第二輸出端。
14、進一步的，所述第一串聯諧振電路包括串聯連接的第一諧振電感lr1和第一諧振電容c3；所述第二串聯諧振電路包括串聯連接的第二諧振電感lr2和第二諧振電容c4。
15、進一步的，所述第一諧振變壓器tr1和所述第二諧振變壓器tr2均為副邊帶中心抽頭的變壓器，所述第一諧振變壓器tr1和所述第二諧振變壓器tr2的副邊中心抽頭作為所述dc-dc電源變換器的直流電源輸出端vo+；所述第一整流電路包括第一整流開關管q5和第二整流開關管q6，所述第一整流開關管q5和第二整流開關管q6的漏極分別連接所述第一諧振變壓器tr1的副邊兩輸入端，所述第二整流電路包括第三整流開關管q7和第四整流開關管q8，所述第三整流開關管q7和第四整流開關管q8的漏極分別連接所述第二諧振變壓器tr2的副邊兩輸入端，所述第一整流開關管q5、第二整流開關管q6、第三整流開關管q7和第四整流開關管q8的源極連接作為所述dc-dc電源變換器的直流電源輸出端vo-。
16、進一步的，所述第一諧振變壓器t本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種DC-DC電源變換器，其特征在于，包括前級三電平電路模塊和后級LLC諧振電路模塊；所述前級三電平模塊的兩輸入端分別連接直流母線的正極Vin+和負極Vin-，所述前級三電平模塊的兩輸出端分別連接所述后級LLC諧振電路模塊的兩輸入端，所述LLC諧振電路模塊的兩輸出端作為所述DC-DC電源變換器的直流電源輸出端Vo+、Vo-，所述后級LLC諧振電路模塊包括第一LLC諧振電路和第二LLC諧振電路，所述第一LLC諧振電路的輸入端和第二LLC諧振電路的輸入端串聯，所述第一LLC諧振電路的輸出端和第二LLC諧振電路的輸出端并聯。
2.根據權利要求1所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊包括至少一個三電平電路，所述三電平電路包括串聯連接的第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4；所述第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4依次按照源極和漏極相連，所述第一開關管Q1的漏極連接直流母線的正極Vin+作為所述前級三電平電路模塊的第一輸入端，所述第四開關管Q4的源極連接直流母線的負極Vin-作為所述前級三電平電路模塊
3.根據權利要求2所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊包括兩個相同的三電平電路，兩個所述三電平電路并聯或者串聯連接，且兩個三電平電路相同位置的開關管可錯相90度。
4.根據權利要求2所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊的兩輸入端還并聯連接有均壓電路，所述均壓電路包括串聯連接的等值電阻R1和R2，所述電阻R1和R2連接的中間節點連接到所述第二開關管Q2和第三開關管Q3相連接的中間節點。
5.根據權利要求4所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，在所述電阻R1和R2的兩端分別并聯濾波電容C1和C2；所述第一LLC諧振電路和第二LLC諧振電路的輸出端還分別并聯連接有濾波電容C5、C6。
6.根據權利要求1所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述第一LLC諧振電路和所述第二LLC諧振電路結構相同，所述第一LLC諧振電路包括第一諧振變壓器Tr1和第一整流電路，所述第二LLC諧振電路包括第二諧振變壓器Tr2和第二整流電路，所述第一諧振變壓器Tr1的原邊一端連接所述前級三電平電路模塊的第一輸出端作為后級LLC諧振電路模塊的第一輸入端，所述第一諧振變壓器Tr1的原邊另一端連接所述第二諧振變壓器Tr2的原邊一端，所述第二諧振變壓器Tr2的原邊另一端連接所述前級三電平電路模塊的第二輸出端作為后級LLC諧振電路模塊第二輸入端，所述第一整流電路的各輸入端連接所述第一諧振變壓器Tr1的副邊相應端，所述第二整流電路的各輸入端連接所述第二諧振變壓器Tr2的副邊相應端，所述第一整流電路的輸出端和所述第二整流電路的相應輸出端并聯作為所述DC-DC電源變換器的直流電源輸出端。
7.根據權利要求6所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述第一LLC諧振電路還包括第一串聯諧振電路，所述第一串聯諧振電路的一端連接所述后級LLC諧振電路模塊的第一輸入端，所述第一串聯諧振電路的另一端連接所述前級三電平電路模塊的第一輸出端；所述第二LLC諧振電路還包括第二串聯諧振電路，所述第二串聯諧振電路的一端連接所述后級LLC諧振電路模塊的第二輸入端，所述第二串聯諧振電路的另一端連接所述前級三電平電路模塊的第二輸出端。
8.根據權利要求7所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述第一串聯諧振電路包括串聯連接的第一諧振電感Lr1和第一諧振電容C3；所述第二串聯諧振電路包括串聯連接的第二諧振電感Lr2和第二諧振電容C4。
9.根據權利要求6所述的DC-DC電源變換器，其特征在于，所述第一諧振變壓器Tr1和所述第二諧振變壓器Tr2均為副邊帶中心抽頭的變壓器，所述第一諧振變壓器Tr1和所述第二諧振變壓器Tr2的副邊中心抽頭作為所述DC-DC電源變換器的直流電源輸出端Vo+；所述第一整流電路包括第一整流開關管Q5和第二整流開關管Q6，所述第一整流開關管Q5和第二整流開關管Q6的漏極分別連接所述第一諧振變壓器Tr1的副邊兩輸入端，所述第二整流電路包括第三整流開關管Q7和第四整流開關管Q8，所述第三整流開關管Q7和第四整流開關管Q8的漏極分別連接所述第二諧振變壓器Tr2的副邊兩...
【技術特征摘要】
1.一種dc-dc電源變換器，其特征在于，包括前級三電平電路模塊和后級llc諧振電路模塊；所述前級三電平模塊的兩輸入端分別連接直流母線的正極vin+和負極vin-，所述前級三電平模塊的兩輸出端分別連接所述后級llc諧振電路模塊的兩輸入端，所述llc諧振電路模塊的兩輸出端作為所述dc-dc電源變換器的直流電源輸出端vo+、vo-，所述后級llc諧振電路模塊包括第一llc諧振電路和第二llc諧振電路，所述第一llc諧振電路的輸入端和第二llc諧振電路的輸入端串聯，所述第一llc諧振電路的輸出端和第二llc諧振電路的輸出端并聯。
2.根據權利要求1所述的dc-dc電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊包括至少一個三電平電路，所述三電平電路包括串聯連接的第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4；所述第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4依次按照源極和漏極相連，所述第一開關管q1的漏極連接直流母線的正極vin+作為所述前級三電平電路模塊的第一輸入端，所述第四開關管q4的源極連接直流母線的負極vin-作為所述前級三電平電路模塊的第二輸入端，所述三電平電路的第一開關管q1和第二開關管q2相連接的節點作為前級三電平電路模塊的第一輸出端，同時也作為所述后級llc諧振電路模塊的第一輸入端，所述三電平電路的第三開關管q3和第四開關管q4相連接的節點作為所述前級三電平電路模塊的第二輸出端，同時也作為所述后級llc諧振電路模塊的第二輸入端。
3.根據權利要求2所述的dc-dc電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊包括兩個相同的三電平電路，兩個所述三電平電路并聯或者串聯連接，且兩個三電平電路相同位置的開關管可錯相90度。
4.根據權利要求2所述的dc-dc電源變換器，其特征在于，所述前級三電平電路模塊的兩輸入端還并聯連接有均壓電路，所述均壓電路包括串聯連接的等值電阻r1和r2，所述電阻r1和r2連接的中間節點連接到所述第二開關管q2和第三開關管q3相連接的中間節點。
5.根據權利要求4所述的dc-dc電源變換器，其特征在于，在所述電阻r1和r2的兩端分別并聯濾波電容c1和c2；所述第一llc諧振電路和第二llc諧振電路的輸出端還分別并聯連接有濾波電容c5、c6。
6.根據權利要求1所述的dc-dc電源變換器，其特征在于，所述第一llc諧振電路和所述第二llc諧振電路結構相同，所述第一llc諧振電路包括第一諧振變壓器tr1和第一整流電路，所述第二llc諧振電路包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董雷，鄧衛華，昝國驥，高騰，黃文章，程航，潘懋舜，
申請(專利權)人：武漢永力睿源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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