CN218416212U - 一种适用于高压输入的多输出开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于高压输入的多输出开关电源，包括三电平逆变电路和多绕组变压器、多个整流滤波单元及多个非隔离变换器；所述多绕组变压器含有一个输入绕组和多个输出绕组，其输入绕组连接于所述三电平逆变电路的输出端，三电平逆变电路的输入端接入直流电源；所述多个整流滤波单元的输入端分别连接于所述多绕组变压器的各个输出绕组；所述的多个非隔离变换器的输入端分别连接于所述的多个整流滤波单元的输出端，非隔离变换器的输出端均连接外部电路。本实用新型的技术方案具有体积小、各路输出相互隔离以及转换效率高等特点，适用于输入电压高，提供多路稳定隔离输出的开关电源领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子变换技术领域，尤其涉及一种高压输入的多输出开关电源。
背景技术
当前使用的高压输入的多路输出电源，一般采用的方案是针对每一路单独采用一个高压输入的电源模块来实现。这种方式存在一些问题，一方面高压输入的电源模块市面上很少，难以选到合适的规格型号；另一方面采用这种方式效率低、体积大。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种新型的适用于高压输入的多输出开关电源，实现任意高压输入得到多种输出的目的，解决了现有技术中高压输入的多路输出电源每一路单独采用一个高压输入的电源模块来实现，效率低、体积大的问题。
本实用新型提供一种适用于高压输入的多输出开关电源，包括三电平逆变电路和多绕组变压器、多个整流滤波单元及多个非隔离变换器；所述多绕组变压器含有一个输入绕组和多个输出绕组，其输入绕组连接于所述三电平逆变电路的输出端，三电平逆变电路的输入端接入高压直流源；所述多个整流滤波单元的输入端分别连接于所述多绕组变压器的各个输出绕组；所述的多个非隔离变换器的输入端分别连接于所述的多个整流滤波单元的输出端，非隔离变换器的输出端均连接外部电路。
在具体的实现方式中，所述的三电平逆变电路为三电平半桥变换电路、或三电平全桥变换电路、或三电平半桥LLC变换电路、或三电平全桥LLC变换电路。
在具体的实现方式中，所述输出整流滤波单元为全桥整流电路、或全波整流电路。
在具体的实现方式中，上述全桥整流电路、或全波整流电路的整流管采用二极管或者同步整流MOS管。
在具体的实现方式中，所述的非隔离变换器为Buck电路、或多路交错Buck电路。
在具体的实现方式中，上述的Buck电路、或多路交错Buck电路的续流管可以采用二极管或同步整流MOS管。
本实用新型提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
采用两级式的电路拓扑，前级由三电平逆变电路多绕组变压器和多个整流滤波单元组成，其中多绕组变压器的副边可以根据需求设计多个绕组，每个绕组对应一路不稳压的输出，以实现较高的效率；后级通过非隔离变换器，将前级每一路不稳压的输出转化为稳定的输出，实现多路稳定输出，为后级提供多路隔离的稳定电源。采用本实用新型提出的方案，能够方便实现任意高压输入和多路输出，并且具有较高的效率和较小的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的三电平逆变电路的实施例1；
图3为本实用新型的三电平逆变电路的实施例2；
图4为本实用新型的三电平逆变电路的实施例3；
图5为本实用新型的三电平逆变电路的实施例4；
图6为本实用新型实施例的主功率回路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，为本实用新型的一种适用于高压输入的多输出开关电源的原理框图。下面对工作原理进行说明：
一种适用于高压输入的多输出开关电源包括三电平逆变电路、多绕组变压器、多个整流滤波单元和对应的多个非隔离变换器。多绕组变压器含有一个输入绕组和多个输出绕组，输出绕组数可根据需求设置，变压器的输入绕组连接于三电平逆变电路的输出端，三电平逆变电路的输入端接入直流源；多个整流滤波单元的输入端分别对应连接于变压器的多个输出绕组；多个非隔离变换器的输入端分别对应连接于多个整流滤波单元的输出端，非隔离变换器的输出端均连接外部电路。具体运行中，三电平逆变电路工作于开环状态，将输入直流电压Vin转化为交流方波电压，通过变压器的多个副边输出绕组的隔离变压输出，再分别对应接入多个整流滤波单元，转化为多组相互隔离且不稳压的输出电压Vbus1～Vbusn；对应的多组非隔离变换器分别将相互隔离不稳压的输出电压Vbus1～Vbusn转化为多路相互隔离且稳定的输出电压Vo1～Von。
图2、3、4、5分别为图1中三电平逆变电路的具体实现方式，图2中所示的为三电平半桥逆变电路，图3中所示的为三电平全桥逆变电路、图4中所示的为三电平半桥LLC逆变电路，图5中所示的为三电平全桥LLC逆变电路。
图1中的整流滤波单元1～整流滤波单元n的具体实现方式可以是全桥整流电路或全波整流逆变电路，其中整流管采用二极管或者同步整流MOS管。图1中的非隔离变换器1～非隔离变换器n的具体实现方式可以采用Buck电路，也可以采用多路交错Buck电路，其中Buck电路或多路交错Buck电路的续流管可以采用二极管或同步整流MOS管。
图6为实用新型的一种适用于高压输入的多输出开关电源实施例的主功率回路的电路图，实施例以三组输出为例，其中三电平逆变电路采用三电平半桥LLC逆变电路实现，其工作于开环状态，开关频率接近谐振频率点，以实现较高的效率，其中电感Lm也可以利用变压器的励磁电感来实现。三电平半桥LLC逆变电路的输入接直流电压Vin，输出接入变压器Tr的输入绕组，变压器Tr的三个输出绕组分别接整流滤波单元1、整流滤波单元2、整流滤波单元3，整流滤波单元1采用二极管D3～D6构成全桥整流后并经滤波电容C3输出；整流滤波单元2采用二极管D7～D10构成全桥整流后并经滤波电容C4输出；整流滤波单元3采用二极管D11～D14构成全桥整流后并经滤波电容C5输出；三组整流滤波单元的输出对应接入三组非隔离变换器，三组非隔离变换器均采用同步Buck电路实现，三组Buck电路的整流管Qs1、Qs3、Qs5与续流管Qs2、Qs4、Qs6均采用MOS管实现。三组Buck电路分别输出相互隔离的电压V01、V02、V03。
本说明书中的以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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实用新型技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于，包括三电平逆变电路、多绕组变压器、多个整流滤波单元及多个非隔离变换器；
所述多绕组变压器含有一个输入绕组和多个输出绕组，其输入绕组连接于所述三电平逆变电路的输出端，三电平逆变电路的输入端接入直流输入电源；
所述多个整流滤波单元的输入端分别连接于所述多绕组变压器的各个输出绕组；
所述的多个非隔离变换器的输入端分别连接于所述的多个整流滤波单元的输出端，非隔离变换器的输出端均连接外部电路。
2.根据权利要求1所述的适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于，所述三电平逆变电路为三电平半桥变换电路、或三电平全桥变换电路、或三电平半桥LLC变换电路、或三电平全桥LLC变换电路。
3.根据权利要求1所述的适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于所述的整流滤波单元为全桥整流电路、或全波整流电路。
4.根据权利要求3所述的适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于所述的全桥整流电路、或全波整流电路的整流管采用二极管或者同步整流MOS管。
5.根据权利要求1所述的适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于，所述的非隔离变换器为Buck电路、或多路交错Buck电路。
6.根据权利要求5所述的适用于高压输入的多输出开关电源，其特征在于，所述Buck电路、或多路交错Buck电路的续流管采用二极管或同步整流MOS管。
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