CN110289764A - 功率转换装置 - Google Patents

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CN110289764A
CN110289764A CN201910456276.3A CN201910456276A CN110289764A CN 110289764 A CN110289764 A CN 110289764A CN 201910456276 A CN201910456276 A CN 201910456276A CN 110289764 A CN110289764 A CN 110289764A
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inversion
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刘阳
马颖涛
董侃
史志富
刘伟志
邱腾飞
宋术全
程建华
杨二林
李水昌
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China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
China State Railway Group Co Ltd
Locomotive and Car Research Institute of CARS
Beijing Zongheng Electromechanical Technology Co Ltd
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China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
China State Railway Group Co Ltd
Locomotive and Car Research Institute of CARS
Beijing Zongheng Electromechanical Technology Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

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Abstract

本发明提供一种功率转换装置包括:逆变单元,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;整流单元,用于将逆变单元输出的交流电转换为直流电;前级升压单元,用于调整输入逆变单元的直流电的电压值;谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离;按照前级升压单元、逆变单元、谐振单元和整流单元的顺序进行布置,将前级升压单元、逆变单元和整流单元设置在入风口,谐振单元设置在出风口,使功率转换装置形成U型布局。本申请能够提高辅助变流器的工作频率和工作效率,有效减小体积和重量,提高供电***的稳定性和安全性;而且结构精简,能够提高集成化水平,便于后期维护及更换。

Description

功率转换装置
技术领域
本发明涉及轨道交通车载设备技术领域,具体涉及一种功率转换装置。
背景技术
辅助变流器是轨道车辆供电***的重要组成部分,承担着除牵引主电路之外的所有辅助设备的供电任务。辅助设备包括:车辆控制***、照明***、通风及空调***、车辆蓄电池等,在这些***中,有的为列车正常运行提供必要的保障,有的为乘客提供舒适的乘坐环境,因此车辆对辅助设备的供电***的可靠性有着较高的要求。
辅助变流器的隔离方式通常有工频变压器隔离和中频变压器隔离的方式。工频变压器隔离方式是对直流输入电压进行滤波处理后直接进行逆变,逆变得到的输出电压经工频变压器隔离后进行输出,由于工频变压器工作频率较低,使得工频变压器具有较大的体积和重量;中频变压器隔离方式是在逆变器前增加一级具有变压器隔离的中频DC/DC变换装置,先将直流输入升压/降压至期望水平,然后经谐振变换器完成单相逆变、降压隔离和整流工作,后级三相逆变器再将整流后的低压直流进行逆变和输出。中频变压器的工作频率一般在几千赫兹到几十兆赫兹,通过中频变压器隔离的方式将变压器工作频率提升至相对较高的中频区段,大幅减小了辅助设备的体积和重量,还可以通过谐振软开关技术有效降低功率损耗。
目前,采用中频变压器隔离技术的辅助变流器,存在集成化程度低、器件之间连接关系复杂的问题,影响了辅助变流器的性能,进而影响供电***的稳定性和安全性,而且集成化程度较低,还不利于生产、组装及维护维修。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种功率转换装置,能够提高辅助变流器的工作频率和工作效率,进而提高供电***的稳定性和安全性。
为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:
本发明提供一种功率转换装置,包括:前级升压单元、逆变单元、谐振单元和整流单元;
其中,按照所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元的顺序进行布置,将所述前级升压单元、所述逆变单元和所述整流单元设置在入风口,所述谐振单元设置在出风口,使功率转换装置形成U型布局;
所述逆变单元,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;
所述整流单元,用于将逆变单元输出的交流电转换为直流电;
所述前级升压单元,用于调整输入逆变单元的直流电的电压值;
所述谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离。
进一步的,所述逆变单元为功率半导体开关管构成的单相全桥逆变电路或半桥逆变电路。
进一步的,所述整流单元为二极管构成的全桥式整流电路。
进一步的,所述前级升压单元包括:功率半导体开关管、二极管和支撑电容组;
所述功率半导体开关管的集电极和发射极分别与直流电的正极和负极相连接,所述二极管的阳极和阴极分别与所述功率半导体开关管的集电极和所述支撑电容组的一端相连接,所述支撑电容组的另一端与所述功率半导体开关管的发射极相连接;
其中,所述支撑电容组的两端分别与所述逆变单元的输入端相连接。
进一步的,所述功率半导体开关管的集电极与所述直流电的正极之间设置有检测输入电流的电流传感器;所述直流电的正极和负极之间并联有检测输入电压的电压传感器;
所述电压传感器用于检测输入电压并将检测的电压发送至控制器,所述电流传感器用于检测输入电流并将检测的电流发送至控制器,以使控制器根据检测电流和电压的大小通过控制前级升压单元调整输入逆变单元的直流电的电压值。
进一步的,所述谐振单元包括:中频变压器、谐振电容器和参数调整器;
其中,所述中频变压器的原边与所述逆变单元的输出连接,副边与所述整流单元的输入端相连接;
所述谐振电容器和所述参数调整器连接在中频变压器的原边或副边。
进一步的,所述谐振电容器和所述参数调整器连接在中频变压器的原边;
其中,所述谐振电容器的一端与所述逆变单元的一输出端相连接,另一端与所述参数调整器的一端相连接,所述中频变压器的原边分别与所述参数调整器的另一端和所述逆变单元的另一输出端相连接。
进一步的,所述谐振电容器由多个电容并排布置,多个电容的正负极分别通过两个金属排进行并联;
其中,所述谐振电容器采用对角出线。
进一步的,所述参数调整器包括导线和支撑柱;
其中,导线围绕多个支撑柱进行缠绕并形成多边形。
进一步的,所述整流单元的输出端设有并联的电压传感器,电压传感器检测整流单元输出的电压,并将检测的电压发送至控制器。
进一步的,所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元均布置于散热基板的安装面,所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元中的半导体器件与散热基板之间设置有高导热绝缘板。
进一步的,所述前级升压单元的输入端通过面板上的功率输入端子连接输入的直流电,所述整流单元的输出端通过面板上的功率输出端子连接输出的直流电;
所述功率输入端子和所述功率输出端子在面板上呈斜线式分布。
由上述技术方案可知,本发明提供的一种功率转换装置,包括:所述逆变单元,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;所述整流单元,用于将逆变单元输出的交流电转换为直流电;所述前级升压单元,用于调整输入逆变单元的直流电的电压值;谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离;其中,所述前级升压单元的输入端连接直流电源,输出端连接所述逆变单元的输入端,所述谐振单元的输入端和输出端分别与所述逆变单元的输出端和所述整流单元的输入端相连接,进而能够提高辅助变流器的工作频率和工作效率,有效减小体积和重量,提高供电***的稳定性和安全性;而且结构精简,能够提高集成化水平,便于后期维护及更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的功率转换装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的功率转换装置中逆变单元采用全桥逆变的电路图;
图3为本发明实施例提供的功率转换装置中逆变单元采用半桥逆变的电路图;
图4为本发明实施例提供的功率转换装置中整流单元的电路图;
图5为本发明实施例提供的功率转换装置中前级升压单元的电路图;
图6为本发明实施例提供的功率转换装置中谐振单元的电路图;
图7为本发明实施例提供的功率转换装置中谐振电容器组的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的功率转换装置中参数调整器的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的功率转换装置串联的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的功率转换装置并联的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的功率转换装置串联的连线示意图;
图12为本发明实施例提供的功率转换装置并联的连线示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
考虑到现有的采用中频变压器隔离的辅助变流器存在的集成化程度低、器件之间连接关系复杂的问题,本申请提供一种功率转换装置,包括:所述逆变单元,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;所述整流单元,用于将逆变单元输出的交流电转换为直流电;所述前级升压单元,用于调整输入逆变单元的直流电的电压值;谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离;其中,所述前级升压单元的输入端连接直流电源,输出端连接所述逆变单元的输入端,所述谐振单元的输入端和输出端分别与所述逆变单元的输出端和所述整流单元的输入端相连接,进而能够提高辅助变流器的工作频率和工作效率,进而提高供电***的稳定性和安全性;而且结构精简,能够提高集成化水平,便于后期维护及更换。
本发明提供一种功率转换装置,参见图1,具体包括:前级升压单元10、逆变单元20、谐振单元30和整流单元40;
所述逆变单元20,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;
所述整流单元40,用于将逆变单元20输出的交流电转换为直流电;
所述前级升压单元10,用于调整输入逆变单元20的直流电的电压值;
所述谐振单元30,用于对逆变单元20输出的交流电进行滤波和电压变换。
可以理解的是,直流电源输出的直流电通过逆变单元转换为交流电,该交流电通过整流单元转换为直流电,实现输入直流电与输出直流电之间的隔离。在这过程中,通过前级升压单元调整输入逆变单元的直流电的电压值,使得输入逆变单元的直流电压受到控制,进而能够提高辅助变流器的工作效率,谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离;进一步提高辅助变流器的工作频率和工作效率。
所述前级升压单元10的输入端连接直流电源,输出端连接所述逆变单元20的输入端,所述谐振单元30的输入端和输出端分别与所述逆变单元20的输出端和所述整流单元40的输入端相连接;
其中,按照所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元的顺序进行布置,所述前级升压单元、所述逆变单元和所述整流单元设置在入风口,所述谐振单元设置在出风口;
需要说明的是,按照所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元的顺序进行布置,不仅缩短了各个单元之间的连线,也避免了各个单元之间的交错连接,提高功率转换装置的集成度。考虑到不同器件的耐热性差异,将相对不耐热的器件(如半导体类器件)置于散热条件较好的区域(如近入风口区域),相对更耐热的部件(如中频变压器等器件)置于散热条件较差的区域(如近出风口区域),这样布局能够提高功率转换装置的散热,提高功率转换装置的性能。
从上述描述可知,本发明实施例提供的功率转换装置,通过将输入的直流电进行控制,达到预期电压,再经过所述逆变单元和整流单元实现直流转交流转直流,并通过谐振单元对交流电进行滤波和电压变换,进而能够提高辅助变流器的工作频率和工作效率,有效减小体积和重量,提高供电***的稳定性和安全性;而且结构精简,大幅减小了辅助设备的体积和重量,能够提高集成化水平,便于后期维护及更换。
基于上述实施例,本发明实施例提供逆变单元的两种具体实现方式:
第一种实现方式,参见图2,逆变单元由4个功率半导体开关管构成的单相全桥逆变电路;
其中,单相全桥逆变电路的四个功率半导体开关管均采用单极性控制,可以提高单相全桥逆变电路的工作效率。全桥电路中各桥臂在控制信号的作用下轮流导通,即,当功率半导体开关管VT1和功率半导体开关管VT3同时处于通态时,功率半导体开关管VT2和功率半导体开关管VT4处于断态,电流从功率半导体开关管VT1流向功率半导体开关管VT4,输出电压为正;当功率半导体开关管VT2和功率半导体开关管VT4同时处于通态时,功率半导体开关管VT1和功率半导体开关管VT3处于断态,电流从功率半导体开关管VT2流向功率半导体开关管VT3,输出电压为负,从而实现将直流电转换为交流电;其中,单相全桥逆变电路的输出电压的频率由控制信号决定。
第二种实现方式,参见图3,逆变单元由2个功率半导体开关管构成的单相半桥逆变电路;
其中,功率半导体开关管VT32导通,功率半导体开关管VT31截止,流从功率半导体开关管VT32流出,输出电压为正;功率半导体开关管VT32截止,功率半导体开关管VT31导通,流从功率半导体开关管VT32流出,输出电压为负。
从上述描述可知,采用功率半导体开关管构成逆变单元,具有结构简洁、集体小、集成度高的优点,还能够提高辅助变流器工作效率,进而提高供电***的稳定性和安全性。
基于上述实施例,本发明实施例提供一种整流单元的具体实现方式,参见图4,整流单元为二极管构成的桥式整流电路,优选为全桥式整流电路。
其中,整流单元的输出端设有并联的电压传感器,电压传感器检测整流单元输出的电压,并将检测的电压发送至控制器。
整流单元的输出端上设有并联有直流电容,该直流电容用于消除线路电感对LLC控制的影响。
从上述描述可知,采用4个二极管构成的全桥式整流电路,能够提高整流单元的工作效率,进而能够提高辅助变流器工作效率,进而提高供电***的效率和稳定性。
基于上述实施例,本发明实施例提供一种前级升压单元的具体实现方式,参见图5,前级升压单元包括:功率半导体开关管VT、二极管和支撑电容组;
功率半导体开关管VT的集电极和发射极分别与直流电的正极和负极相连接,所述二极管的阳极和阴极分别与所述功率半导体开关管VT的集电极和所述支撑电容组的一端相连接,所述支撑电容组的另一端与所述功率半导体开关管VT的发射极相连接;通过控制功率半导体开关管VT的栅极,能够控制功率半导体开关管VT的开关,从而达到调整输入逆变单元的直流电的电压值。
其中,所述支撑电容组的两端分别与所述逆变单元20的输入端相连接,用于储能,并采用绝缘卡箍对支撑电容组进行固定,以提高支撑电容组对地的耐压能力。
所述功率半导体开关管VT的集电极与所述直流电的正极之间设置有检测输入电流的电流传感器;所述直流电的正极和负极之间并联有检测输入电压的电压传感器;
所述电压传感器用于检测输入电压并将检测的电压发送至控制器,所述电流传感器用于检测输入电流并将检测的电流发送至控制器,以使控制器根据检测电流和电压的大小通过控制前级升压单元10调整输入逆变单元20的直流电的电压值。
基于上述实施例,本发明实施例提供一种谐振单元的具体实现方式,参见图6,谐振单元包括:中频变压器、谐振电容器和参数调整器;
需要说明的是,谐振电容器既可以布置于中频变压器的一次侧(原边),也可以布置在中频变压器的二次侧(副边),二者可以做到等价。在本实施例中将谐振电容器布置在中频变压器的一次侧(原边)。
所述谐振电容器的一端与所述逆变单元20的一输出端相连接,另一端与所述参数调整器的一端相连接,所述中频变压器的原边分别与所述参数调整器的另一端和所述逆变单元20的另一输出端相连接;
其中,所述中频变压器的副边与所述整流单元40的输入端相连接。
进一步的,谐振电容器的一种连接方案如图7所示,由多个电容73并排布置,图7中为5只相同的电容73并排布置,5只相同的电容73的正负极分别通过铜排72和铜排74进行并联。铜排72和铜排74连接的端子为谐振电容器的输入端和输出端,谐振电容器的连接的端子采用端子71和端子75式的对角出线,保证并联器件结构路径的一致性,避免了并联电容73个体之间的电流不均衡,发热不均衡。
进一步的,参数调整器的一种实现方式如图8所示,参数调整器包括导线和支撑柱84,导线围绕多个支撑柱84进行缠绕并形成多边形。图8中,由导线围绕4个支撑柱84从内侧进行固定并围成四边形,导线的端81和端82分别为该参数调整器的输入端和输出端,每根支撑柱84中嵌装一组扎线扣83。可以通过选择不同的扎线扣83,可以得到不同的线圈间距;还可以根据需要绕制出分数匝线圈,图8中的线圈即为41/2匝。该参数调整器用于实现对电感的进行定量控制,满足对回路杂散参数的需求,而且参数调整器还能起到滤除谐波,限制涌流的作用。
从上述描述可知,本申请实施例提供的功率转换装置结构紧凑,进而方便在机组内的安装和测试,而且通过引线将驱动板连接到功率半导体开关管的控制端子,可将引线杂散参数的带来干扰降到最低,实现对功率转换装置的保护。
基于上述实施例,功率转换装置中前级升压单元、逆变单元、谐振单元和整流单元均布置于散热基板安装面,且前级升压单元、逆变单元、谐振单元和整流单元中的半导体器件与散热基板之间用高导热绝缘板进行隔离,实现在不降低散热性能的前提下,提高器件封装对地的耐压能力。
进一步的,所述前级升压单元的输入端通过面板上的功率输入端子连接输入的直流电,所述整流单元的输出端通过面板上的功率输出端子连接输出的直流电;
所述功率输入端子和所述功率输出端子在面板上呈斜线式分布,便于在机组内实现多个相同单元之间的串并联使用,而且功率输入端子和功率输出端子统一布置在前端的面板上,便于同其他功能单元的连接。
需要说明的是,将驱动板和控制器的控制接口均设置与前端的面板上,便于组装与测试。
基于功率输入端子和功率输出端子的分布,可将功率转换装置视作为基本单元,为了适配更高制式的输入电压,并由基本单元1和单元2的前级进行串联,如图9所示。将基本单元1的1.2端子和基本单元2的1.1端子进行短接,此时基本单元1的1.1端子和基本单元2的1.2端子构成直流输入端;分别将基本单元1和基本单元2的输出同名端进行短接,构成该组合单元的直流输出端;为了满足用户更高输出功率的需求,如图10所示,将基本单元1和基本单元2并联使用,分别将这两个单元的输入、输出同名端进行短接,构成该并联单元的直流输入和输出。
为了避免在基本单元在串、并联过程中功率端子连接线发生交错,如图11所示,功率端子占据前面板的左上角区域,控制接口占据前面板的右下角。从左上到右下,功率端子依次为直流输入P、直流输入N、直流输出P、直流输出N;图11和图12中示意的连接,分别对应图9和图10的串/并联组合使用方案,可有效避免模块功率端子之间线缆/铜排的交错问题。
从上述描述可知,本发明提供的功率转换装置,具有如下优点:
1.更合理地满足了发热器件的散热需求,使对高温较敏感的半导体器件放置进风口区域,耐受能力较高的变压器置于出风口位置,周全了其各自对工作环境的温度要求。
2.谐振单元中增加了参数调整器,可通过调整线路长度改变分布参数,实现对谐振参数的准确控制。
3.提高了绝缘性能和耐压性能,保证电气部件在工作中均匀性,避免个别器件承受“应力”过大,提高了功率转换装置的可靠性。
4.功率转换装置结构紧凑,提高了智能化和集成化水平,同时简化了现场总装操作,便于后期维护及更换。
5.功率转换装置的应用具有较强的适应性和扩展性,该功率转换装置可作为基本的功能单元,可针对不同的功率需求,将多个模块并联使用,达到扩容的效果;也可以将多个模块的输入进行串联,以适应更高等级的输入电压;
6.功率转换装置的端子布置方式,可有效避免在模块串、并联使用过程中的线缆/铜排的交错问题。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中,说明了大量具体细节。然而能够理解的是,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。类似地,应当理解,为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。更确切地说,如权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面,也不局限于任何单一的实施例,也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且,可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (12)

1.一种功率转换装置,其特征在于,包括:前级升压单元、逆变单元、谐振单元和整流单元;
其中,按照所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元的顺序进行布置,将所述前级升压单元、所述逆变单元和所述整流单元设置在入风口,所述谐振单元设置在出风口,使功率转换装置形成U型布局;
所述逆变单元,用于将输入的直流电转换为交流电并输出交流电;
所述整流单元,用于将逆变单元输出的交流电转换为直流电;
所述前级升压单元,用于调整输入逆变单元的直流电的电压值;
所述谐振单元,用于在逆变单元输出的交流电压的激励下进行电压变换和电气隔离。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述逆变单元为功率半导体开关管构成的单相全桥逆变电路或半桥逆变电路。
3.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述整流单元为二极管构成的全桥式整流电路。
4.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述前级升压单元包括:功率半导体开关管、二极管和支撑电容组;
所述功率半导体开关管的集电极和发射极分别与直流电的正极和负极相连接,所述二极管的阳极和阴极分别与所述功率半导体开关管的集电极和所述支撑电容组的一端相连接,所述支撑电容组的另一端与所述功率半导体开关管的发射极相连接;
其中,所述支撑电容组的两端分别与所述逆变单元的输入端相连接。
5.根据权利要求4所述的功率转换装置,其特征在于,所述功率半导体开关管的集电极与所述直流电的正极之间设置有检测输入电流的电流传感器;所述直流电的正极和负极之间并联有检测输入电压的电压传感器;
所述电压传感器用于检测输入电压并将检测的电压发送至控制器,所述电流传感器用于检测输入电流并将检测的电流发送至控制器,以使控制器根据检测电流和电压的大小通过控制前级升压单元调整输入逆变单元的直流电的电压值。
6.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述谐振单元包括:中频变压器、谐振电容器和参数调整器;
其中,所述中频变压器的原边与所述逆变单元的输出连接,副边与所述整流单元的输入端相连接;
所述谐振电容器和所述参数调整器连接在中频变压器的原边或副边。
7.根据权利要求6所述的功率转换装置,其特征在于,所述谐振电容器和所述参数调整器连接在中频变压器的原边;
其中,所述谐振电容器的一端与所述逆变单元的一输出端相连接,另一端与所述参数调整器的一端相连接,所述中频变压器的原边分别与所述参数调整器的另一端和所述逆变单元的另一输出端相连接。
8.根据权利要求6所述的功率转换装置,其特征在于,所述谐振电容器由多个电容并排布置,多个电容的正负极分别通过两个金属排进行并联;
其中,所述谐振电容器采用对角出线。
9.根据权利要求6所述的功率转换装置,其特征在于,所述参数调整器包括导线和支撑柱;
其中,导线围绕多个支撑柱进行缠绕并形成多边形。
10.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述整流单元的输出端设有并联的电压传感器,电压传感器检测整流单元输出的电压,并将检测的电压发送至控制器。
11.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元均布置于散热基板的安装面,所述前级升压单元、所述逆变单元、所述谐振单元和所述整流单元中的半导体器件与散热基板之间设置有高导热绝缘板。
12.根据权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,所述前级升压单元的输入端通过面板上的功率输入端子连接输入的直流电,所述整流单元的输出端通过面板上的功率输出端子连接输出的直流电;
所述功率输入端子和所述功率输出端子在面板上呈斜线式分布。
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