直流变换器及光伏系统

技术领域

本申请涉及光伏储能发电技术领域，尤其涉及一种直流变换器及光伏系统。

背景技术

当直流变换器出现电磁兼容性(electromagnetic compatibility，EMC)问题时，会导致直流变换器的运行效能下降甚至发生故障。为了解决EMC问题，通常会在直流变换器中新增多级LC滤波电路，当多级LC滤波电路工作时，可以防止直流变换器通过线路或者空间辐射向外放出有害干扰，从而保证直流变换器可以正常运行。然而，多级LC滤波电路在工作过程中存在谐振风险，会导致直流变换器内部的硬件电路的过压失效风险较高，适用性差。

发明内容

本申请提供一种直流变换器及光伏系统，当开关单元处于导通状态时直流变换器的第一功率不会经过滤波电感进行能量泄放，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

第一方面，本申请提供一种直流变换器，该直流变换器包括直流(directcurrent，DC)/DC功率变换电路、LC滤波电路以及开关单元，其中，DC/DC功率变换电路和LC滤波电路并联后连接在直流变换器的输入端和输出端之间。上述LC滤波电路包括滤波电感，直流变换器的输入端包括第一输入端，直流变换器的输出端包括第一输出端，其中，直流变换器的第一输入端的极性和第一输出端的极性相同。上述开关单元与直流变换器的第一输入端和第一输出端之间任意两个连接点之间的支路并联，其中，任意两个连接点之间的支路包括滤波电感，即任意两个连接点之间的支路为滤波电感所在的支路。当直流变换器处于浪涌应用场景时，直流变换器的第一电压大于预设电压阈值。此时，开关单元用于在直流变换器的第一电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器的第一功率降低。其中，第一电压为输出电压时第一功率为输出功率，或者第一电压为输入电压时第一功率为输入功率。实施本申请实施例，当开关单元处于导通状态时直流变换器的第一功率不会经过滤波电感进行能量泄放，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当LC滤波电路并联在DC/DC功率变换电路的输入端时，上述LC滤波电路的输入端连接直流变换器的输入端，LC滤波电路的输出端连接DC/DC功率变换电路的输入端，DC/DC功率变换电路的输出端连接直流变换器的输出端。当任意两个连接点之间的支路为滤波电感朝向直流变换器的第一输入端的一端与直流变换器的第一输出端之间的支路时，开关单元的第一连接端连接滤波电感朝向直流变换器的第一输入端的一端，开关单元的第二连接端连接直流变换器的第一输出端，从而实现开关单元与任意两个连接点之间的支路并联。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当LC滤波电路并联在DC/DC功率变换电路的输出端时，上述DC/DC功率变换电路的输入端连接直流变换器的输入端，DC/DC功率变换电路的输出端连接LC滤波电路的输入端，LC滤波电路的输出端连接直流变换器的输出端。当任意两个连接点之间的支路为直流变换器的第一输入端与滤波电感朝向直流变换器的第一输出端的一端之间的支路时，开关单元的第一连接端连接直流变换器的第一输入端，开关单元的第二连接端连接滤波电感朝向直流变换器的第一输出端的一端，从而实现开关单元与任意两个连接点之间的支路并联。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当任意两个连接点之间的支路为滤波电感的两端之间的支路时，开关单元的第一连接端与滤波电感的一端连接，开关单元的第二连接端与滤波电感的另一端连接，从而实现开关单元与任意两个连接点之间的支路并联。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当直流变换器的输入端还包括第二输入端时，直流变换器的第一输入端和第二输入端用于连接直流电源的两端。在第一电压为输出电压且第一功率为输出功率的情况下，开关单元用于在直流变换器的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器的输出功率中除额定输出功率之外的其余输出功率泄放至直流电源，从而使得直流变换器的输出功率降低。其中，实施本申请实施例，当开关单元处于导通状态时，直流变换器的其余输出功率会直接泄放至直流电源，而不会经过滤波电感，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，在直流变换器还包括第一保护元件的情况下，第一保护元件与LC滤波电路的输入端并联。上述开关单元用于在直流变换器的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使其余输出功率泄放至直流电源和第一保护元件。实施本申请实施例，在直流变换器的其余输出功率高于直流电源的额定输入功率的情况下，其余输出功率中除直流电源的额定输入功率之外的剩余输出功率会泄放至第一保护元件，而不会经过滤波电感，从而避免了LC滤波电路的谐振风险。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，在直流变换器还包括第二保护元件的情况下，第二保护元件与LC滤波电路的输出端并联。上述开关单元用于在直流变换器的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使其余输出功率泄放至直流电源和第二保护元件。实施本申请实施例，在直流变换器的其余输出功率高于直流电源的额定输入功率的情况下，其余输出功率中除直流电源的额定输入功率之外的剩余输出功率会泄放至第二保护元件，而不会经过滤波电感，从而避免了LC滤波电路的谐振风险。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当第一电压为输入电压且第一功率为输入功率时，上述开关单元还用于在直流变换器的输入电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器的输入功率中除额定输出功率之外的其余输入功率泄放至第一保护元件。实施本申请实施例，当开关单元处于导通状态时，直流变换器的其余输入功率会直接泄放至第一保护元件，而不会经过LC滤波电路中的滤波电感，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，在直流变换器还包括第一保护元件的情况下，第一保护元件与LC滤波电路的输入端并联。当第一电压为输入电压且第一功率为输入功率时，上述开关单元还用于在直流变换器的输入电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器的输入功率中除额定输出功率之外的其余输入功率泄放至第二保护元件。实施本申请实施例，当开关单元处于导通状态时，直流变换器的其余输入功率会直接泄放至第二保护元件，而不会经过LC滤波电路中的滤波电感，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，上述开关单元包括二极管或者开关管。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，当直流变换器包括多个LC滤波电路时，任意两个连接点之间的支路可以是多个LC滤波电路中的任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器的第一输入端的一端，与多个LC滤波电路中除任一LC滤波电路之外的其他任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器的第一输出端的一端之间的支路。此时，开关单元的第一连接端连接任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器的第一输入端的一端，开关单元的第二连接端连接其他任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器的第一输出端的一端，从而实现开关单元与任意两个连接点之间的支路并联。

第二方面，本申请提供一种光伏系统，其特征在于，光伏系统包括多个如上述第一方面及其可能的实施方式中任一种提供的直流变换器以及光伏逆变器，其中，多个直流变换器中的每个直流变换器的输入端用于连接光伏组件，多个直流变换器的输出端串联后连接光伏逆变器的输入端，光伏逆变器的输出端用于连接电网。上述每个直流变换器用于对每个直流变换器连接的光伏组件提供的第一直流电压进行电压转换后输出第二直流电压。此时，光伏逆变器用于将多个直流变换器输出的第二直流电压总和逆变为交流电压并向电网供电。实施本申请实施例，在每个直流变换器处于浪涌应用场景下其内部的LC滤波电路的谐振风险更低，从而大幅度降低了每个直流变换器的过压失效风险，进而提高了光伏系统的供电可靠性，适用性更强。

在本申请中，当开关单元处于导通状态时直流变换器的第一功率不会经过滤波电感进行能量泄放，从而避免了LC滤波电路的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路的使用寿命，适用性强。

附图说明

图1是本申请提供的光伏系统的应用场景示意图；

图2A是本申请提供的直流变换器的一种结构框图；

图2B是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图2C是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图2D是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图3A是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图3B是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图3C是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图3D是本申请提供的直流变换器的另一种结构框图；

图4A是本申请提供的直流变换器的一电路示意图；

图4B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图4C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图4D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图5A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图5B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图5C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图5D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图6A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图6B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图6C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图6D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图7A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图7B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图7C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图7D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图8A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图8B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图8C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图8D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图9A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图9B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图9C是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图9D是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图10A是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图10B是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图11是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图12是本申请提供的直流变换器的另一电路示意图；

图13是本申请提供的光伏系统的结构框图。

具体实施方式

本申请提供的直流变换器适用于新能源智能微网领域、输配电领域或者新能源领域、光伏发电领域、风力发电领域、储能发电领域、大输出功率变换器领域等多种应用领域，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的直流变换器可适配不同的应用场景，比如，光伏供电应用场景、储能供电应用场景或者其它应用场景。在光伏供电应用场景下，直流变换器为光伏优化器且直流电源为光伏组件。在储能供电应用场景下，直流变换器为电池优化器且直流电源为储能电池包，或者直流变换器为电池簇控制器且直流电源为储能电池簇。下面将以光伏供电应用场景为例进行说明，以下不再赘述。

参见图1，图1是本申请提供的光伏系统的应用场景示意图。在光伏供电应用场景下，直流变换器为光伏优化器且直流电源为光伏组件，如图1所示，光伏系统包括光伏优化器11a至光伏优化器11n以及光伏逆变器12。其中，光伏优化器11a的输入端用于连接光伏组件10a，光伏优化器11b的输入端用于连接光伏组件10b，……，光伏优化器11n的输入端用于连接光伏组件10n，光伏优化器11a至光伏优化器11n的输出端串联后连接光伏逆变器12的输入端，光伏逆变器12的输出端用于连接电网13。在光伏系统供电的情况下，光伏优化器11a至光伏优化器11n中的每个光伏优化器用于将每个光伏优化器连接的光伏组件提供的第一直流电压进行电压转换后输出第二直流电压。此时，光伏逆变器12用于将光伏优化器11a至光伏优化器11n输出的第二直流电压总和逆变为交流电压并向电网13供电。

然而，每个光伏优化器内部的LC滤波电路在工作过程中存在谐振风险，会导致每个光伏优化器中的DC/DC功率变换电路的过压失效风险较高，从而导致每个光伏优化器在工作时无法向外输出第二直流电压，光伏系统的供电可靠性差。因此，本申请提供的每个光伏优化器内部新增有开关单元，并且开关单元与每个光伏优化器的第一输入端和第一输出端之间的任意两个连接点挚爱金的支路并联，其中，任意两个连接点之间的支路包括LC滤波电路中的滤波电感，每个光伏优化器的第一输入端的极性和第一输出端的极性相同。对于每个光伏优化器而言，每个光伏优化器中的开关单元用于在每个光伏优化器的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，此时每个光伏优化器的输出功率会分别经过每个光伏优化器中的开关单元泄放至每个光伏优化器连接的光伏组件，从而使得每个光伏优化器的输出功率降低至额定功率内。

实施本申请实施例，在每个光伏优化器的输出电压过压的情况下，每个光伏优化器的输出功率不会经过每个光伏优化器中的LC滤波电路进行能量泄放，可避免每个光伏优化器中的LC滤波电路的谐振风险，从而大幅度降低了每个光伏优化器中的DC/DC功率变换电路的过压失效风险，进而提高了光伏系统的供电可靠性，适用性强。

下面将结合图2A至图13对本申请提供的直流变换器、光伏系统及其工作原理进行示例说明。

参见图2A，图2A是本申请提供的直流变换器的结构框图。如图2A所示，直流变换器2包括DC/DC功率变换电路20、LC滤波电路21a以及开关单元22，其中，DC/DC功率变换电路20和LC滤波电路21a并联后连接在直流变换器2的输入端和输出端之间。示例性的，DC/DC功率变换电路20和LC滤波电路21a的并联方式可以如图2A至图2D所示，LC滤波电路21a的输入端连接直流变换器2的输入端，LC滤波电路21a的输出端连接DC/DC功率变换电路20的输入端，DC/DC功率变换电路20的输出端连接直流变换器2的输出端。LC滤波电路21a包括滤波电感L1，直流变换器2的输入端包括第一输入端，直流变换器2的输出端包括第一输出端，直流变换器2的第一输入端的极性和第一输出端的极性相同。示例性的，直流变换器2的输入端包括输入端in

开关单元22与直流变换器2的输入端和输出端之间的任意两个连接点之间的支路并联，并且任意两个连接点之间的支路包括滤波电感L1，即任意两个连接点之间的支路为滤波电感L1所在的支路。当第一输入端为输入端in

当直流变换器2处于浪涌应用场景时，直流变换器2的第一电压大于预设电压阈值。此时，开关单元22用于在直流变换器2的第一电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器2的第一功率降低。其中，第一电压为输出电压时第一功率为输出功率，该输出电压为输出端out

实施本申请实施例，当开关单元22处于导通状态时，直流变换器2的第一功率不会经过LC滤波电路21a中的滤波电感L1进行能量泄放，从而避免了LC滤波电路21a的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路20的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路20的使用寿命，适用性强。

在一些可行的实施方式中，上述开关单元22的连接方式还可以如图2B所示，任意两个连接点之间的支路为A1连接点与B1连接点之间的支路，这时开关单元22的第一连接端连接滤波电感L1的一端(如A1连接点)，开关单元22的第二连接端连接滤波电感L1的另一端(如B1连接点)，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。

在一些可行的实施方式中，当第一输入端为输入端in

在一些可行的实施方式中，当第一输入端为输入端in

在一些可行的实施方式中，上述DC/DC功率变换电路20与LC滤波电路21a的并联方式还可以如图3A至图3D所示，DC/DC功率变换电路20的输入端连接直流变换器2的输入端，DC/DC功率变换电路20的输出端连接LC滤波电路21a的输入端，LC滤波电路21a的输出端连接直流变换器2的输出端。当第一输入端为输入端in

在一些可行的实施方式中，当第一输入端为输入端in

在一些可行的实施方式中，如上述图2A至图3D所示，上述直流变换器2的第一输入端和第二输入端用于连接直流电源3的两端，其中，直流电源3可以是具有钳位能力的电源，示例性的，直流电源3可以是光伏组件或者储能电池包。以直流电源3为光伏组件为例进行说明，由于光伏组件由PN结组成，因此当反灌能量经过光伏组件时光伏组件内部的PN结处于击穿状态，此时的光伏组件呈现钳位特性，因此光伏组件具备浪涌(surge)钳位能力。在第一电压为输出电压且第一功率为输出功率的情况下，开关单元22用于在直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器2的输出功率中除额定输出功率之外的其余输出功率泄放至直流电源3。其中，其余输出功率可以理解为反灌能量。在理想情况下，当开关单元22处于导通状态时，其余输出功率中的所有能量会全部泄放至直流电源3。可选的，其余输出功率中的大部分能量会全部泄放至直流电源3，而其余输出功率中的剩余能量会经过滤波电感L1进行能量泄放，在此不作具体限制。

实施本申请实施例，当开关单元22处于导通状态时，直流变换器2的其余输出功率会直接泄放至直流电源3，而不会经过LC滤波电路21a中的滤波电感L1，从而避免了LC滤波电路21a的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路20的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路20的使用寿命，适用性强。

在一些可行的实施方式中，上述DC/DC功率变换电路20可以是降压(buck)电路、升压(boost)电路以及降压-升压(buck-boost)电路中的一种，本申请不对DC/DC功率变换电路20的具体电路拓扑进行限制。

在一些可行的实施方式中，上述开关单元22包括二极管或者开关管，在此不对开关单元22中的二极管或者开关管的数量进行具体限制。其中，开关管可以是单向导通的可控开关器件或者双向导通的可控开关器件，单向导通的可控开关器件可简称为单向开关，双向导通的可控开关器件可简称为双向开关。示例性的，开关管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，可以简称为MOSFET)，绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor，可以简称为IGBT)，双极型三极管(bipolar junction transistor，BJT)，可控硅整流器(silicon controlledrectifier，SCR)，门极可关断晶闸管(gate turn-off thyristor，GTO)，场控晶闸管(M0Scontrolled gyrator，MCT)，静电感应晶体管(static induction transistor，SIT)以及绝缘栅型场效应管(metal oxide semiconductor，MOS)中的任一种开关管。并且，该开关管可由直流变换器2内部的控制器或者其他硬件电路控制导通或者关断。示例性的，控制器或者其他硬件电路用于在直流变换器2的第一电压小于或者等于预设电压阈值的情况下控制开关管关断。控制器或者其他硬件电路还用于在直流变换器2的第一电压大于预设电压阈值的情况下控制开关管导通，从而使得直流变换器2的第一功率降低。

在一些可行的实施方式中，在DC/DC功率变换电路20为降压电路，且LC滤波电路21a并联在DC/DC功率变换电路20的输入端的情况下，如图4A所示，上述图2A所示的DC/DC功率变换电路20包括电容C2、开关管Q1以及二极管D1，LC滤波电路21a包括滤波电感L1和滤波电容C1。其中，滤波电容C1的两端作为LC滤波电路21a的输入端并分别连接直流变换器2的输入端in

应当理解，当DC/DC功率变换电路20为降压电路时，直流变换器2的输入电压大于输出电压，此时二极管D2处于截止状态。而当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，二极管D2处于导通状态，即开关单元22处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会经过二极管D2泄放至直流电源3，而不会经过LC滤波电路21a中的滤波电感L1，从而避免了LC滤波电路21a的谐振风险。

在一些可行的实施方式中，如图4A所示，上述直流变换器2还包括第一保护元件23，第一保护元件23与LC滤波电路21a的输入端并联。开关单元22用于在直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使其余输出功率泄放至直流电源3和第一保护元件23。可选的，当直流电源3不具备钳位能力时，其余输出功率也可以全部泄放至第一保护元件23，在此不作限制。其中，第一保护元件23可以是瞬态电压抑制二极管(transient voltage suppressor，TVS)、压敏电阻以及气体放电管中的一种。示例性的，第一保护元件23可以是TVS1，此时第一保护元件23也可以称为钳位保护电路。当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时二极管D2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会经过二极管D2泄放至直流电源3和TVS1。其中，其余输出功率的能量流通路径可以是输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图4A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图4B所示，开关单元22包括单向开关，示例性的，单向开关为开关管Q2，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A1连接点)，开关管Q2的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B1连接点)。当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，即开关单元22处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会经过开关管Q1和开关管Q2泄放至直流电源3和TVS1。其中，其余输出功率的能量流通路径可以是输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图4A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图4C所示，开关单元22包括二极管D2，二极管D2的正极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图4A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图4D所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A2连接点)，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B2连接点)。当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会经过开关管Q1泄放至直流电源3和TVS1。其中，其余输出功率的能量流通路径可以是输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图4A中的二极管D2和图4B中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图8A或者图8B所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。上述图4C中的二极管D2和图4D中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图8C或者图8D所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。

在一些可行的实施方式中，在DC/DC功率变换电路20为降压电路，且LC滤波电路21a并联在DC/DC功率变换电路20的输出端的情况下，如图5A所示，上述图3A所示的DC/DC功率变换电路20包括电容C2、开关管Q1以及二极管D1，其中，DC/DC功率变换电路20的电路连接关系可以参见图4A对应的实施例中关于DC/DC功率变换电路20电路结构的描述，在此不再赘述。LC滤波电路21a包括滤波电感L1和滤波电容C1，其中，滤波电感L1的一端和滤波电容C1的一端作为LC滤波电路21a的输入端并连接DC/DC功率变换电路20的输出端，滤波电感L1的另一端连接滤波电容C1的另一端，滤波电容C1的两端作为LC滤波电路21a的输出端并分别连接直流变换器2的输出端out

在一些可行的实施方式中，如图5A所示，上述直流变换器2还包括第二保护元件24，该第二保护元件24与LC滤波电路21a的输出端并联，即第二保护元件24与滤波电容C1并联。开关单元22用于在直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使其余输出功率泄放至直流电源3和第二保护元件24。可选的，当直流电源3不具备钳位能力时，其余输出功率也可以全部泄放至第二保护元件24。其中，第二保护元件24可以是TVS、压敏电阻以及气体放电管中的一种。示例性的，第二保护元件24可以是TVS2，当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时二极管D2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图5A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图5B所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E1连接点)，开关管Q2的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F1连接点)。当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图5A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图5C所示，开关单元22包括二极管D2，二极管D2的正极作为开关单元22的第一连接端并连接直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图5A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图5D所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E2连接点)，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F2连接点)。当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

在一些可行的实施方式中，上述图5A中的二极管D2和图5B中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图9A或者图9B所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。上述图5C中的二极管D2和图5D中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图9C或者图9D所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。

在一些可行的实施方式中，在图4A所示的DC/DC功率变换电路20替换为升压电路的情况下，如图6A所示，上述DC/DC功率变换电路20包括开关管Q3、二极管D3以及电容C3，其中，开关管Q3的漏极和源极作为DC/DC功率变换电路20的输入端，开关管Q3的漏极通过二极管D3连接电容C3的一端，开关管Q3的源极连接电容C3的另一端，电容C3的两端作为DC/DC功率变换电路20的输出端并分别连接直流变换器2的输出端out

上述开关单元22包括二极管D2，二极管D2的正极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图6A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图6B所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A1连接点)，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B1连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS1和电容C3。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图6A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图6C所示，开关单元22包括二极管D2，二极管D2的负极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图6A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图6D所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A2连接点)，开关管Q2的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B2连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至TVS1和电容C3。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图6A中的二极管D2和图6B中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图8A或者图8B所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。上述图6C中的二极管D2和图6D中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图8C或者图8D所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。

在一些可行的实施方式中，在图5A所示的DC/DC功率变换电路20替换为升压电路的情况下，如图7A所示，上述DC/DC功率变换电路20包括开关管Q3、二极管D3以及电容C3，其中，DC/DC功率变换电路20的电路连接关系可以参见图6A对应的实施例中关于DC/DC功率变换电路20电路结构的描述，在此不再赘述。当第一电压为输入电压且第一功率为输入功率时，开关单元22还用于在直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值的情况下处于导通状态，以使直流变换器2的输入功率中除额定输出功率之外的其余输入功率泄放至第二保护元件24。实施本申请实施例，当开关单元22处于导通状态时，直流变换器2的其余输入功率会直接泄放至第二保护元件24，而不会经过LC滤波电路21a中的滤波电感L1，从而避免了LC滤波电路21a的谐振风险，进而大幅度降低了DC/DC功率变换电路20的过压失效风险，延长了DC/DC功率变换电路20的使用寿命，适用性强。

示例性的，上述开关单元22包括二极管D2，二极管D2的正极作为开关单元22的第一连接端并连接直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图7A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图7B所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E1连接点)，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F1连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS2。其中，其余输入功率的能量流通路径可以是输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图7A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图7C所示，开关单元22包括二极管D2，二极管D2的负极作为开关单元22的第一连接端并连接直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图7A所示的开关单元22的结构和连接方式也可以如图7D所示，开关单元22包括开关管Q2，开关管Q2的漏极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E2连接点)，开关管Q2的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F2连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，开关管Q2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS2。其中，其余输入功率的能量流通路径可以是输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图7A中的二极管D2和图7B中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图9A或者图9B所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。上述图7C中的二极管D2和图7D中的开关管Q2可以相互替换，或者替换成双向开关，示例性的，双向开关可由下述图9C或者图9D所示的第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成。

在一些可行的实施方式中，在图4A所示的DC/DC功率变换电路20替换为降压-升压电路的情况下，如图8A所示，上述DC/DC功率变换电路20包括电容C4和电容C5、开关管Q4和开关管Q5、二极管D4和二极管D5、以及电感L2。其中，电容C4的两端作为DC/DC功率变换电路20的输入端，电容C4的一端通过开关管Q4连接二极管D4的负极和电感L2的一端，电容C4的另一端连接二极管D4的正极、开关管Q5的源极以及电容C5的一端，电感L2的另一端连接开关管Q5的漏极和二极管D5的正极，二极管D5的负极连接电容C5的另一端，电容C5的两端作为DC/DC功率变换电路20的输出端。开关单元22包括双向开关，示例性的，双向开关由第一开关管Q6和第二开关管Q7反向串联构成，其中，第一开关管Q6和第二开关管Q7可以是共源极结构、共漏极结构以及其他结构中的一种。示例性的，当第一开关管Q6和第二开关管Q7为共漏极结构时，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

当DC/DC功率变换电路20实现降压功能时，第一电压为输出电压且第一功率为输出功率。在直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值的情况下，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，以使直流变换器2的输出功率降低。应当理解，当第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态时，开关单元22处于导通状态，此时直流变换器2的输出功率中出额定输出功率之外的其余输出功率会泄放至直流电源3和TVS1，从而使得直流变换器2的输出功率降低。其中，其余输出功率的能量流通路径可以是输出端out

当DC/DC功率变换电路20实现升压功能时，第一电压为输入电压且第一功率为输入功率。在直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值的情况下，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，以使直流变换器2的输入功率降低。应当理解，当第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态时，开关单元22处于导通状态，此时直流变换器2的输入功率中出额定输入功率之外的其余输入功率会泄放至TVS1和电容C5，从而使得直流变换器2的输入功率降低。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图8A所示的开关单元22的连接方式也可以如图8B所示，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A1连接点)，第一开关管Q6的漏极连接第二开关管Q7的漏极，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B1连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，此时，直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS1和电容C5。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图8A所示的开关单元22的连接方式也可以如图8C所示，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图8A所示的开关单元22的连接方式也可以如图8D所示，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即A2连接点)，第二开关管Q7的漏极连接第一开关管Q6的漏极，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即B2连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，此时，直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS1和电容C5。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，在图5A所示的DC/DC功率变换电路20替换为降压-升压电路的情况下，如图9A所示，上述DC/DC功率变换电路20包括电容C4和电容C5、开关管Q4和开关管Q5、二极管D4和二极管D5、以及电感L2，其中，DC/DC功率变换电路20的电路连接关系可以参见图8A对应的实施例中关于DC/DC功率变换电路20电路结构的描述，在此不再赘述。开关单元22包括第一开关管Q6和第二开关管Q7，其中，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第一连接端并连接直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图9A所示的开关单元22的连接方式也可以如图9B所示，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E1连接点)，第一开关管Q6的漏极连接第二开关管Q7的漏极，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F1连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS2。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图9A所示的开关单元22的连接方式也可以如图9C所示，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第一连接端并连接直流变换器2的输入端in

在一些可行的实施方式中，上述图9A所示的开关单元22的连接方式也可以如图9D所示，第二开关管Q7的源极作为开关单元22的第一连接端并连接滤波电感L1的一端(即E2连接点)，第二开关管Q7的漏极连接第一开关管Q6的漏极，第一开关管Q6的源极作为开关单元22的第二连接端并连接滤波电感L1的另一端(即F2连接点)。当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放至TVS2。其中，其余输入功率的能量流通路径包括输入端in

在一些可行的实施方式中，上述直流变换器2中的LC滤波电路的数量也可以是多个，即直流变换器2包括多个LC滤波电路，多个LC滤波电路的数量可由直流变换器2的具体电路结构决定，在此不作具体限制。其中，多个LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，即DC/DC功率变换电路20的输出端不设置LC滤波电路。可选的，多个LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输出端，即DC/DC功率变换电路20的输入端不设置LC滤波电路。可选的，多个LC滤波电路中的一部分LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，多个LC滤波电路中的另一部分LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输出端。应当理解，多个LC滤波电路中的任意两个LC滤波电路的电路结构可以相同，也可以不同，在此不作具体限制。

在一些可行的实施方式中，在多个LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输入端的情况下，任意两个连接点之间的支路为任意一个LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输入端的一端与直流变换器2的输出端之间的支路。此时，上述开关单元22的第一连接端连接多个LC滤波电路中的任意一个LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输入端的一端，开关单元22的第二连接端连接直流变换器2的输出端，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。

在一些可行的实施方式中，在多个LC滤波电路均并联在DC/DC功率变换电路20的输出端的情况下，任意两个连接点之间的支路为直流变换器2的输入端与任意一个LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输出端的一端之间的支路。此时，上述开关单元22的第一连接端连接直流变换器2的输入端，开关单元22的第二连接端连接多个LC滤波电路中的任意一个LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输出端的一端，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。

在一些可行的实施方式中，任意两个连接点之间的支路为任意一个LC滤波电路中的滤波电感的两端之间的支路。此时，上述开关单元22的第一连接端还可以连接多个LC滤波电路中的任意一个LC滤波电路中的滤波电感的一端，开关单元22的第二连接端还可以连接该任意一个LC滤波电路中的滤波电感的另一端，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。

在一些可行的实施方式中，任意两个连接点之间的支路为任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输入端的一端与其他任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输出端的一端之间的支路。此时，上述开关单元22的第一连接端连接多个LC滤波电路中的任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输入端的一端，开关单元22的第二连接端连接多个LC滤波电路中除任一LC滤波电路之外的其他任一LC滤波电路中的滤波电感朝向直流变换器2的输出端的一端，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。

在一些可行的实施方式中，在直流变换器2包括多个LC滤波电路的情况下，直流变换器2可以不包括第一保护元件23或者第二保护元件24。可选的，第一保护元件23的数量为至少一个，和/或第二保护元件24的数量为至少一个。应当理解，第一保护元件23和第二保护元件24的具体电路位置和数量可由多个LC滤波电路的电路位置、以及LC滤波电路的输入端或者输出端的实际过压失效风险决定，在此不作具体限制。其中，LC滤波电路的输入端或者输出端的可承受电压小于预设电压阈值的差值越大，可以表明LC滤波电路的输入端或者输出端的过压失效风险越高。具体实现中，至少一个第一保护元件23可以分别与多个LC滤波电路中的至少一个LC滤波电路的输入端并联，和/或，至少一个第二保护元件24可以分别与至少一个LC滤波电路的输出端并联。其中，至少一个第一保护元件23与至少一个LC滤波电路一一对应，至少一个第二保护元件24与至少一个LC滤波电路一一对应。至少一个第一保护元件23的器件类型可以相同，也可以不同。至少一个第二保护元件24的器件类型可以相同，也可以不同。

下面将以多个LC滤波电路为三级LC滤波电路，且DC/DC功率变换电路20为降压电路为例进行说明，具体如图10A和图10B所示。

在一些可行的实施方式中，在三级LC滤波电路为三级差模LC滤波电路的情况下，如图10A所示，上述直流变换器2包括LC滤波电路21a、LC滤波电路21b和LC滤波电路21c，其中，LC滤波电路21a并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，LC滤波电路21b和LC滤波电路21c均并联在DC/DC功率变换电路20的输出端。LC滤波电路21b可以设置在DC/DC功率变换电路20的内部，也可以设置在外部。上述LC滤波电路21b包括滤波电感L3和滤波电容C6，其中，滤波电感L3的一端和滤波电容C6的一端作为LC滤波电路21b的输入端并连接DC/DC功率变换电路20的输出端，滤波电感L3的另一端连接滤波电容C6的另一端，滤波电容C6的两端作为LC滤波电路21b的输出端并连接LC滤波电路21c的输入端。LC滤波电路21c包括滤波电感L4和滤波电容C7，其中，滤波电感L4的一端和滤波电容C7的一端作为LC滤波电路21c的输入端并连接DC/DC功率变换电路20的输出端，滤波电感L4的另一端连接滤波电容C7的另一端，滤波电容C7的两端作为LC滤波电路21c的输出端并连接直流变换器2的输出端。可选的，直流变换器2中也可以不设置LC滤波电路21a、LC滤波电路21b以及LC滤波电路21c中的任意一个LC滤波电路，即直流变换器2包括两级LC滤波电路。

上述任意两个连接点之间的支路可以是A1连接点、B1连接点、E1连接点、J1连接点以及K1连接点中的任意两点之间的支路，即二极管D2的负极连接任意两个连接点中的其中一个连接点，二极管D2的正极连接任意两个连接点中的另外一个连接点，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。并且，为了降低LC滤波电路的谐振风险，任意两个连接点之间的支路通常包括至少一个滤波电感，即任意两个连接点之间的支路不会设置为B1连接点与E1连接点之间的支路，从而避免直流变换器2的第一功率流过至少一个滤波电感。应当理解，该二极管D2连接的具体位置由A1连接点、B1连接点、E1连接点、J1连接点以及K1连接点中的每个连接点的实际过压过流失效风险决定，在此不作具体限制。示例性的，如图10A所示，任意两个连接点之间的支路为A1连接点与K1连接点之间的支路，即二极管D2的负极连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

上述直流变换器2还包括第一保护元件23和第二保护元件24，其中，第一保护元件23与LC滤波电路21a的输入端并联，即第一保护元件23与滤波电容C1并联，第二保护元件24与LC滤波电路21c的输出端并联，即第二保护元件24与滤波电容C7并联。应当理解，第一保护元件23和第二保护元件24的具体电路位置和数量可由A1连接点、B1连接点、E1连接点、J1连接点以及K1连接点中的每个连接点的实际过压过流失效风险决定，在此不作具体限制。具体实现中，第一保护元件23可以设置在A1连接点、E1连接点以及J1连接点中的任意一个连接点，第二保护元件24可以设置在B1连接点、J1连接点以及K1连接点中的任意一个连接点。可选的，第一保护元件23的数量可以是至少两个，至少两个第一保护元件23可以分别设置在A1连接点、E1连接点以及J1连接点中的至少两个连接点，第二保护元件24的数量可以是至少两个，至少两个第二保护元件24可以分别设置在B1连接点、J1连接点以及K1连接点中的至少两个连接点。其中，同一连接点可以设置一个保护元件，该保护元件可以是第一保护元件23或者第二保护元件24。示例性的，第一保护元件23为TVS1，第二保护元件24为TVS2。

当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，二极管D2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3、TVS1和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

实施本申请实施例，可避免直流变换器2的其余输出功率经过滤波电感L1、滤波电感L3和滤波电感L4进行能量泄放，从而降低了LC滤波电路的谐振风险；另外，与现有技术中每个LC滤波电路分别设置一个保护元件的方式相比，本申请中所使用的保护元件数量更少甚至可以不使用保护元件，成本更低。

在一些可行的实施方式中，在上述三级LC滤波电路中的部分LC滤波电路为共模LC滤波电路的情况下，如图10B所示，上述图10A所示的LC滤波电路21c可以替换为LC滤波电路21d，其中，LC滤波电路21a并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，LC滤波电路21b和LC滤波电路21d均并联在DC/DC功率变换电路20的输出端。其中，LC滤波电路21d包括滤波电感L5和滤波电容C8，其中，滤波电感L5的第一连接端和第二连接端可作为LC滤波电路21d的输入端与滤波电容C6并联，滤波电感L5的第三连接端和第四连接端与滤波电容C8并联，滤波电容C8的两端作为LC滤波电路21d的输出端并连接直流变换器2的输出端，滤波电感L5为共模电感。

上述任意两个连接点之间的支路可以是A1连接点、B1连接点、E1连接点、J1连接点以及M1连接点中的任意两点之间的支路，即二极管D2的负极连接任意两个连接点中的其中一个连接点，二极管D2的正极连接任意两个连接点中的另外一个连接点，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。示例性的，如图10B所示，任意两个连接点之间的支路为A1连接点与M1连接点之间的支路，即二极管D2的负极连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

第一保护元件23与LC滤波电路21a的输入端并联，即第一保护元件23与滤波电容C1并联，第二保护元件24与LC滤波电路21d的输出端并联，即第二保护元件24与滤波电容C8并联。可选的，第一保护元件23可以设置在A1连接点、E1连接点以及J1连接点中的任意一个连接点，第二保护元件24可以设置在B1连接点、J1连接点以及M1连接点中的任意一个连接点。可选的，第一保护元件23的数量可以是至少两个，至少两个第一保护元件23可以分别设置在A1连接点、E1连接点以及M1连接点中的至少两个连接点，至少两个第一保护元件23与至少两个连接点一一对应。第二保护元件24的数量可以是至少两个，至少两个第二保护元件24可以分别设置在B1连接点、J1连接点以及M1连接点中的至少两个连接点，至少两个第二保护元件24与至少两个连接点一一对应。其中，同一连接点可以设置一个保护元件，该保护元件可以是第一保护元件23或者第二保护元件24。示例性的，第一保护元件23为TVS1，第二保护元件24为TVS2。

当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，二极管D2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3、TVS1和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

实施本申请实施例，可避免直流变换器2的其余输出功率经过滤波电感L1、滤波电感L3和滤波电感L5进行能量泄放，从而降低了LC滤波电路的谐振风险；另外，与现有技术中每个LC滤波电路分别设置一个保护元件的方式相比，本申请中所使用的保护元件数量更少甚至可以不使用保护元件，成本更低。

下面将以多个LC滤波电路为三级LC滤波电路，且DC/DC功率变换电路20为升压电路为例进行说明，具体如图11所示，上述直流变换器2包括LC滤波电路21a、LC滤波电路21e和LC滤波电路21b，其中，LC滤波电路21a和LC滤波电路21e均并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，LC滤波电路21b并联在DC/DC功率变换电路20的输出端。上述LC滤波电路21e包括滤波电感L6和滤波电容C9，其中，滤波电容C9的两端可作为LC滤波电路21e的输入端并连接LC滤波电路21a的输出端，滤波电容C9的一端连接滤波电感L6的一端，滤波电感L6的另一端和滤波电容C9的另一端可作为LC滤波电路21e的输出端并连接DC/DC功率变换电路20的输入端。LC滤波电路21b的输入端连接DC/DC功率变换电路20的输出端，LC滤波电路21b的输出端连接直流变换器2的输出端。

上述任意两个连接点之间的支路可以是A1连接点、N1连接点、B1连接点、E1连接点以及J1连接点中的任意两点之间的支路，即二极管D2的正极连接任意两个连接点中的其中一个连接点，二极管D2的负极连接任意两个连接点中的另外一个连接点，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。示例性的，如图11所示，任意两个连接点之间的支路为A1连接点与J1连接点之间的支路，即二极管D2的正极连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

第一保护元件23与LC滤波电路21a的输入端并联，即第一保护元件23与滤波电容C1并联，第二保护元件24与LC滤波电路21b的输出端并联，即第二保护元件24与滤波电容C6并联。可选的，第一保护元件23可以设置在A1连接点、N1连接点以及E1连接点中的任意一个连接点，第二保护元件24可以设置在N1连接点、B1连接点以及J1连接点中的任意一个连接点。可选的，第一保护元件23的数量可以是至少两个，至少两个第一保护元件23可以分别设置在A1连接点、N1连接点以及E1连接点中的至少两个连接点，至少两个第一保护元件23与至少两个连接点一一对应。第二保护元件24的数量可以是至少两个，至少两个第二保护元件24可以分别设置在N1连接点、B1连接点以及J1连接点中的至少两个连接点，至少两个第二保护元件24与至少两个连接点一一对应。其中，同一连接点可以设置一个保护元件，该保护元件可以是第一保护元件23或者第二保护元件24。示例性的，第一保护元件23为TVS1，第二保护元件24为TVS2。

当直流变换器2的输入电压大于预设电压阈值时，二极管D2处于导通状态，此时直流变换器2的其余输入功率会泄放TVS1和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输入端in

实施本申请实施例，可避免直流变换器2的其余输入功率经过滤波电感L1、滤波电感L6和滤波电感L3进行能量泄放，从而降低了LC滤波电路的谐振风险；另外，与现有技术中每个LC滤波电路分别设置一个保护元件的方式相比，本申请中所使用的保护元件数量更少甚至可以不使用保护元件，成本更低。

下面将以多个LC滤波电路为两级LC滤波电路，且DC/DC功率变换电路20为降压-升压电路为例进行说明，具体如图12所示，上述图8A所示的直流变换器2还包括LC滤波电路21b，其中，LC滤波电路21a并联在DC/DC功率变换电路20的输入端，LC滤波电路21b并联在DC/DC功率变换电路20的输出端。应当理解，LC滤波电路21a和LC滤波电路21b的具体电路结构可以参见上述图8A和图10A对应的实施例，在此不再赘述。上述任意两个连接点之间的支路可以是A1连接点、B1连接点、E1连接点以及J1连接点中的任意两点之间的支路，即第一开关管Q6的源极连接任意两个连接点中的其中一个连接点，第二开关管Q7的源极连接任意两个连接点中的另外一个连接点，从而实现开关单元22与任意两个连接点之间的支路并联。示例性的，如图12所示，任意两个连接点之间的支路为A1连接点与J1连接点之间的支路，即第一开关管Q6的源极连接滤波电感L1朝向直流变换器2的输入端in

第一保护元件23与LC滤波电路21a的输入端并联，即第一保护元件23与滤波电容C1并联，第二保护元件24与LC滤波电路21b的输出端并联，即第二保护元件24与滤波电容C6并联。可选的，第一保护元件23可以设置在A1连接点和E1连接点中的任意一个连接点，第二保护元件24可以设置在B1连接点和J1连接点中的任意一个连接点。可选的，第一保护元件23的数量可以是两个，两个第一保护元件23可以分别设置在A1连接点和E1连接点，至少两个第一保护元件23与A1连接点和E1连接点一一对应。第二保护元件24的数量可以是两个，两个第二保护元件24可以分别设置在B1连接点和J1连接点，两个第二保护元件24与B1连接点和J1连接点一一对应。其中，同一连接点可以设置一个保护元件，该保护元件可以是第一保护元件23或者第二保护元件24。示例性的，第一保护元件23为TVS1，第二保护元件24为TVS2。

当直流变换器2的输出电压大于预设电压阈值时，第一开关管Q6和第二开关管Q7均处于导通状态，此时直流变换器2的其余输出功率会泄放至直流电源3、TVS1和TVS2。其中，其余输出功率的能量流通路径包括输出端out

实施本申请实施例，可在直流变换器2过压的情况下避免直流变换器2的其余输入功率或者其余输出功率经过滤波电感L1和滤波电感L3进行能量泄放，从而降低了LC滤波电路的谐振风险；另外，与现有技术中每个LC滤波电路分别设置一个保护元件的方式相比，本申请中所使用的保护元件数量更少甚至可以不使用保护元件，成本更低。

参见图13，图13是本申请提供的光伏系统的结构框图。如图13所示，光伏系统4包括直流变换器40a至直流变换器40n以及光伏逆变器41，其中，直流变换器40a至直流变换器40n中的每个直流变换器的输入端用于连接光伏组件，从而实现对光伏组件的最大功率点跟踪和快速关断功能。示例性的，直流变换器40a的输入端用于连接光伏组件5a，直流变换器40b的输入端用于连接光伏组件5b，直流变换器40c的输入端用于连接光伏组件5c，……，直流变换器40n的输入端用于连接光伏组件5n。直流变换器40a至直流变换器40n的输出端串联后连接光伏逆变器41的输入端，从而灵活调整直流变换器40a至直流变换器40n的输出功率总和。其中，直流变换器40a至直流变换器40n的输出端串联是指任意两个相邻直流变换器中的其中一个直流变换器的输出端的负极和另外一个直流变换器的输出端的正极连接。光伏逆变器41的输出端用于连接电网6进行并网发电。示例性的，光伏逆变器41可以是户用光伏逆变器或者工商业光伏逆变器。应当理解，直流变换器40a至直流变换器40n中的每个直流变换器的具体结构和工作原理可以参见上述图2A至图12对应的实施例中关于直流变换器2的具体结构和工作原理的描述，在此不再赘述。

每个直流变换器用于对每个直流变换器连接的光伏组件提供的第一直流电压进行电压转换后输出第二直流电压。其中，直流变换器40a至直流变换器40n中的任意两个直流变换器输出的第二直流电压可以相同，也可以不同。此时，光伏逆变器41用于将直流变换器40a至直流变换器40n输出的第二直流电压总和U

实施本申请实施例，在每个直流变换器处于浪涌应用场景下其内部的LC滤波电路的谐振风险更低，从而大幅度降低了每个直流变换器的过压失效风险，进而提高了光伏系统4的供电可靠性，适用性更强。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。