一种隔离型三电平DCDC降压转换电路的制作方法

专利2026-07-11  16


本技术涉及电压转换电路,尤其涉及一种隔离型三电平dcdc降压转换电路。


背景技术:

1、dcdc转换器(direct current-direct current converter),即直流变直流可实现不同直流电源值之间的转换,只要符合这个定义的元器件叫dcdc转换器,dcdc电路实现高低压直流电之间的变化,能适应更宽范围的输入输出电压;

2、目前新能源行业中,太阳能光伏组件、储能电池模组已经串联至1500v电压等级使用,在轨道交通领域中,常用1500v直流电源给接触网供电,智慧高速公路路段远距离传输采用1500v直流给设备供电。但是1500v的直流电源并不能给设备直接供电,需要进行一级或者多级dcdc转换,将一个宽范围输入电压直流转换为适合设备正常工作的电压。

3、目前现有技术的dcdc变换器输入直流电压高达1500v,由于mos管、igbt等半导体器件耐压等级有限,原有的两电平dcdc变换器拓扑难以满足1000v以上的高电压应用,此外现有高电压等级输入的dcdc变换器,往往不具备电气隔离能力,安全性较低。


技术实现思路

1、本实用新型提供为解决现有dcdc变换器拓扑难以满足1000v以上的高电压应用以及不具备电气隔离能力,安全性较低的问题提出一种隔离型三电平dcdc降压转换电路。

2、本实用新型通过以下技术方案实现:

3、一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,包括高压输入端串联的电容c1、电容c2,电容c1、电容c2连接串联的开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4,所述开关管q2、开关管q3连接串联的二极管d1、二极管d2,所述开关管q2、开关管q3连接串联的电容c3、电感l1、隔离变压器t1,隔离变压器连接串联的二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6,二极管d4连接串联的电感l2、电容c4、低压输出端。

4、进一步的,所述高压输入端一侧设置有输入电压采集vin,输入电流采集iin,所述隔离变压器t1的输入侧设置有中线电流采集il,所述低压输出端一侧设置有输出电压采集vo,输出电流采集iout。

5、进一步的,所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4为绝缘栅双极晶体管,场效应管或碳化硅场效应管。

6、进一步的,所述电容c1、电容c2为直流滤波支撑电容,所述电容c3为谐振电容,所述电容c4为滤波电容。

7、进一步的,所述二极管d1、二极管d2为续流二极管,所述二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6为整流滤波二极管。

8、进一步的,所述电感l1为谐振电感,所述电感l2为滤波电感。

9、进一步的,所述开关管q1的栅极连接驱动信号pwm-t1,开关管q2的栅极连接驱动信号pwm-t2,开关管q3的栅极连接驱动信号pwm-t3,开关管q4的栅极连接驱动信号pwm-t4。

10、本实用新型的有益效果:

11、(1)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,通过采用绝缘栅双极晶体管、场效应管或碳化硅场效应管等先进的功率半导体器件,可以实现高效的能量转换,减少能量损耗,提高整体效率。

12、(2)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,电容c1和电容c2在高压输入端串联,可以提供电压平衡和电压分压,有助于保护后续的电路元件免受高电压输入端可能带来的损坏。

13、(3)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,通过使用滤波电容c4和滤波电感l2,可以有效滤除输出端的脉动和噪声,提供稳定的输出电压。

14、(4)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,通过电容c3和电感l1组成谐振电路,有助于在转换过程中降低开关损耗,并提高转换效率。

15、(5)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,通过使用pwm-t1、pwm-t2、pwm-t3和pwm-t4等驱动信号,可以精确控制开关管q1、q2、q3和q4的导通和截止时间,从而调节转换电路的输出电压和电流。

16、(6)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,通过vin、iin、il、vo和iout等采集信号,可以实时监测输入和输出端的电压、电流和功率,实现对电路性能的有效管理和控制。

17、(7)本实用新型提出的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,解决了在现有igbt、mosfet耐压水平下,更高直流电压接入转换的问题,同时增加了电气隔离,提高了电气安全特性。



技术特征:

1.一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,包括高压输入端串联的电容c1、电容c2,电容c1、电容c2连接串联的开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4,所述开关管q2、开关管q3连接串联的二极管d1、二极管d2,所述开关管q2、开关管q3连接串联的电容c3、电感l1、隔离变压器t1,隔离变压器连接串联的二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6,二极管d4连接串联的电感l2、电容c4、低压输出端。

2.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述高压输入端一侧设置有输入电压采集vin,输入电流采集iin,所述隔离变压器t1的输入侧设置有中线电流采集il,所述低压输出端一侧设置有输出电压采集vo,输出电流采集iout。

3.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4为绝缘栅双极晶体管,场效应管或碳化硅场效应管。

4.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述电容c1、电容c2为直流滤波支撑电容,所述电容c3为谐振电容,所述电容c4为滤波电容。

5.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述二极管d1、二极管d2为续流二极管,所述二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6为整流滤波二极管。

6.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述电感l1为谐振电感,所述电感l2为滤波电感。

7.根据权利要求1所述的一种隔离型三电平dcdc降压转换电路,其特征在于,所述开关管q1的栅极连接驱动信号pwm-t1,开关管q2的栅极连接驱动信号pwm-t2,开关管q3的栅极连接驱动信号pwm-t3,开关管q4的栅极连接驱动信号pwm-t4。


技术总结
本技术涉及电压转换电路技术领域,尤其涉及一种隔离型三电平DCDC降压转换电路,包括高压输入端串联的电容C1、电容C2,电容C1、电容C2连接串联的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4,所述开关管Q2、开关管Q3连接串联的二极管D1、二极管D2,所述开关管Q2、开关管Q3连接串联的电容C3、电感L1、隔离变压器T1,隔离变压器连接串联的二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6,二极管D4连接串联的电感L2、电容C4、低压输出端,本技术解决了在现有IGBT、MOSFET耐压水平下,更高直流电压接入转换的问题,同时增加了电气隔离,提高了电气安全特性。

技术研发人员:贺宗攀,纪永亮,黄海权
受保护的技术使用者:成都康斯维智慧能源技术有限公司
技术研发日:20240329
技术公布日:2024/12/17
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