[发明专利]一种宽范围高压柔性直流组合变换拓扑

说明书

本发明提供一种宽范围高压柔性直流组合变换拓扑，包含：多个串并联整流电路和柔性直流输出电路；串并联整流电路包含：变压器二次侧绕组TAy、TBy，第一桥臂至第三桥臂，LC滤波电路；TAy与TBy能够在串联、并联之间柔性切换，TAy连接设置在第一桥臂的中点及第二桥臂的中点之间，TBy连接设置在第二桥臂的中点及第三桥臂的中点之间；第一桥臂第一端、第二桥臂的第一端、第三桥臂的第一端互相连接，第一桥臂的第二端、第二桥臂的第二端、第三桥臂的第二端互相连接，LC滤波电路连接设置在第一桥臂的第一端、第二端之间；通过柔性直流输出电路实现多个串并联整流电路在串联模式、并联模式之间柔性切换。本发明实现了宽范围高电压的柔性变换。

技术领域

本发明涉及大功率DC/DC变换器拓扑领域，具体涉及一种宽范围高压柔性直流组合变换拓扑。

背景技术

阳极电源作为霍尔电推进系统的重要组成部分，需要给霍尔推力器的阳极持续提供高压大功率的直流电源，以实现阳极的正常工作。

常见的具有升压功能的单一模式的非隔离DC/DC变换器拓扑，如Boost，Buck-boost，Cuk等，由于其电路采用非隔离的形式，在高压大功率场景下工作会导致电路前后级相互影响，在电路失效时还有可能导致高压部分进入低压部分，降低了电路整体的可靠性。

常见的具有升压功能的单一模式的隔离DC/DC变换器拓扑，其主要利用变压器来实现电压的升高，升压的范围有限，无法适应宽范围高压大功率的应用场景。

基于以上应用场景与问题，如何实现大功率DC/DC变换器的柔性宽范围升压，成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽范围高压柔性直流组合变换拓扑，能够作为DC/DC变换器实现柔性宽范围升压，满足大功率、高电压场景的需求。

为了达到上述目的，本发明提供一种宽范围高压柔性直流组合变换拓扑，包含：

第一至第A串并联整流电路，以及柔性直流输出电路；所述柔性直流输出电路连接第一至第A串并联整流电路，用于实现第一至第A串并联整流电路在串联连接、并联连接之间柔性切换；

其中，第i串并联整流电路包含：

变压器二次侧绕组TAyi和TByi，i∈[1,A]；

第一桥臂至第三桥臂，各包含第一端、第二端及中点；

所述变压器二次侧绕组TAyi连接设置在第一桥臂的中点及第二桥臂的中点之间；所述变压器二次侧绕组TByi连接设置在第二桥臂的中点及第三桥臂的中点之间；第一桥臂的第一端、第二桥臂的第一端、第三桥臂的第一端互相连接；第一桥臂的第二端、第二桥臂的第二端、第三桥臂的第二端互相连接；

LC滤波电路，连接设置在第一桥臂的第一端和第一桥臂的第二端之间。

可选的，第i串并联整流电路的第一桥臂包含二极管Dyi_1，Dyi_2；第i串并联整流电路的第二桥臂包含二极管Dyi_3，Dyi_4；第i串并联整流电路的第三桥臂包含二极管Dyi_5，Dyi_6；

二极管Dyi_1的阴极、二极管Dyi_3的阴极、二极管Dyi_5的阴极互相连接；

二极管Dyi_2的阳极、二极管Dyi_4的阳极、二极管Dyi_6的阳极互相连接；

二极管Dyi_1的阳极、二极管Dyi_2的阴极、变压器二次侧绕组TAyi的非同名端互相连接；

二极管Dyi_3的阳极、二极管Dyi_4的阴极、变压器二次侧绕组TAyi的同名端、变压器二次侧绕组TByi的非同名端互相连接；

二极管Dyi_5的阳极、二极管Dyi_6的阴极、变压器二次侧绕组TByi的同名端互相连接；i∈[1,A]。