技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，涉及到高頻鏈功率變換系統，特別涉及一種模塊化即插即用結構的高頻鏈功率變換系統。

背景技術

現有的功率變換系統通常是通過工頻變壓器實現電壓匹配和電氣隔離。但是由于工頻變壓器體積龐大、質量笨重、損耗較大并且噪音很大，很難實現功率轉換系統的高功率密度和高效率。而隨著功率變換系統在智能電網中越來越普及，這已經成為實現高功率密度和高效率的功率變換器的一個主要障礙。

近年來，通過采用高頻變壓器取代傳統的工頻變壓器被普遍認為是下一代功率變換的必然發展趨勢。采用高頻變壓器方案的優勢在于裝置的體積小、重量輕、成本低，并可避免傳統工頻變壓器由于鐵心磁飽和造成系統中電壓電流波形畸變的問題；若將開關頻率提高到20kHz以上，更可極大地降低裝置的運行噪聲。尤其在智能電網中功率變換系統越來越普及的大背景下，高頻鏈功率變換系統的應用前景廣闊。

目前，關于高頻鏈功率變換系統的研究大多停留在原理層面，而對于系統的開發則大多采用平面、集成的結構，大部分電源、控制、采樣以及功率電路均被放置于同一塊集成電路板中，并且電路板采用平面結構。這種結構通常體積龐大、管理困難、不易擴容、裝配和維護，嚴重阻礙了高頻鏈功率變換系統的高功率密度和高效率優勢的發揮。

發明內容

本發明的目的是為解決上述的技術問題,提出一種模塊化即插即用結構的高頻鏈功率變換系統，不僅實現高頻鏈功率變換系統的即插即用功能，并且模塊化結構方便生產、裝配和維護。

本發明采取的技術方案如下：

一種模塊化即插即用結構的高頻鏈功率變換系統，其特征在于，該系統包括：一個帶有即插即用型接口的電源模塊、一個帶有即插即用型接口的控制模塊、一個帶有即插即用型接口的信號處理模塊、一個或多個帶有即插即用型接口的功率模塊、一個或多個高頻隔離變壓器及一個帶有即插即用型接口的母板；該電源模塊、控制模塊、信號處理模塊和功率模塊均通過各自的即插即用型接口插入母板對應的即插即用接口之中，并且通過母板上的信號連接母線實現信號傳遞；功率模塊和功率模塊以及功率模塊和高頻隔離變壓器之間通過功率連接母線連接，并且通過功率連接母線實現功率流動。

所述的多個功率模塊完全相同，主要包含一個半橋或全橋變換器，直流濾波電容、散熱器、風扇、電流檢測電路、電壓檢測電路、開關管驅動電路，以及即插即用型接口；直流濾波電容放置于半橋或全橋變換器的直流側，半橋或全橋變換器的開關管散熱極貼于散熱器內側，風扇放置于散熱器風道頂側，電流檢測電路的傳感器接入半橋或全橋變換器的直流側和交流側，電壓檢測電路的傳感器接入半橋或全橋變換器的直流側，開關管驅動電路的輸出端接入半橋或全橋變換器開關管的驅動極，電流檢測電路和電壓檢測電路的輸出、開關管驅動電路的輸入與即插即用接口相連。

所述的高頻隔離變壓器集成有理想高頻變壓器和輔助電感；

采用上述技術方案，本發明的有益效果在于：

1）將整個高頻鏈功率變換系統離散化為一個帶有即插即用型接口的電源模塊、一個帶有即插即用型接口的控制模塊、一個帶有即插即用型接口的信號處理模塊、一個或多個帶有即插即用型接口的功率模塊、一個或多個高頻隔離變壓器及一個帶有即插即用型接口的母板，不僅可以實現功率變換系統所需要的基本功能，還實現了高頻鏈功率變換系統的即插即用功能，并且模塊化結構方便生產、裝配和維護。

2）所有功率模塊完全相同，均設計為全橋或半橋結構，并且可以獨立實現DC-AC變換功能，這使得高頻鏈功率變換系統可以靈活的擴展和變形為各種用途的功率變換設備。

3）高頻隔離變壓器將理想高頻變壓器和輔助電感集成到一個高頻隔離變壓器中，進一步增大了高頻鏈功率變換系統的功率密度，提高了模塊化程度。

附圖說明

圖1是實施例中所實現的模塊化即插即用結構的高頻鏈功率變換系統圖。

圖2是實施例中所實現的高頻鏈功率變換系統的拓撲結構圖。

具體實施方式

下面結合本發明的技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。