[發明專利]變壓器帶兩路副邊的雙路雙管正激直流變換器

無效

• 申請號: 201010612743.6
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102013809A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 周峰;朱琦;王慧貞
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變壓器帶兩路副邊的雙路雙管正激直流變換器，屬于功率變換中的中大功率直流變換技術。

背景技術

目前，大電流輸出型的直流變換器被應用到通信電源、制堿冶金工業和航天電源系統等各個領域。為了提高變換器的效率和可靠性，針對大電流輸出型直流變換器的拓撲和控制方法的研究有很多。

雙路雙管正激變換器具有原邊開關管電壓應力低、不存在橋臂直通、可靠性高等優點，而且輸出實現交錯輸出，輸出等效占空比為輸入兩倍，同時減小了濾波電感體積。但是在大功率和可靠性要求高的應用場合下，由于該電路是兩路輸入合成一路輸出，副邊整流電流定額過大，器件的選取存在困難。本專利提出一種直流變換器的拓撲結構——變壓器帶兩路副邊的雙路雙管正激直流變換器。它不但繼承了雙路雙管正激原有的優點，且因為變壓器帶兩路副邊從而減小了電流定額，為器件選取提供了方便。

發明內容

本發明旨在傳統的正激變換器的基礎上，結合直流變壓器的特點，提出一種新型的正激拓撲方式，用以解決大功率高壓輸入低壓大電流輸出場合的功率變換問題。

該變換器主電路的特征在于：采用兩路正激變換器組合的結構，且每個正激變換器的變壓器帶兩路副邊。組合結構如下：其中兩路正激變換器的原邊并聯，兩個正激變換器的對應副邊并聯，即不屬于同一個變壓器的對應副邊并聯，并且共用一路輸出濾波電路(輸出濾波電感和電容)。每個正激變換器拓撲包括開關管、二極管、帶兩個副邊的功率變壓器、輸出濾波電感、輸出濾波電容。

本專利采用的兩路并聯輸出的直流變換器，使用隔離型直流變換器拓撲利用高頻隔離變壓器實現隔離功能。這種大功率直流變換器的優點是：

(1)該直流變壓器的拓撲特點是每個變換器中有兩路原邊并聯，且每路原邊變壓器帶兩路副邊，減小副邊電流。并聯的兩路副邊共用一個輸出濾波電路(輸出濾波電感和輸出濾波電容)，減小了系統的體積和重量；

(2)直流變換器的兩路原邊在同一頻率下同步交錯并聯工作的設計思路減小了輸入、輸出濾波器體積；

(3)采用多路輸出的直流變換器增大了輸出電流，使得單路的電流定額減小，為器件選取提供方便。因此該結構的直流變換器非常適用于大電流輸出型場合和器件選取電流受限的情況；

附圖說明

圖1是本發明電路拓撲結構示意圖。

圖2是變換器的控制電路的控制框圖。

圖3是電路交錯工作時輸出電流的波形圖。

圖1——圖4的主要符號名稱：(1)U_in，U_dc，u_dc，u_ref——分別為輸入電壓，輸出電壓，輸出端的電壓采樣，輸出電壓調節器的基準電壓。(2)i₁，I_Lf1——直流變換器中流過電感的電流采樣，輸出電感L_f1上的電流。(3)Q₁，Q_1’，Q₂，Q_2’——分別為直流變換器的原邊開關管。(4)D₁-D₄——分別為直流變換器的原邊的續流二極管。(5)D₅-D₈——分別為直流變換器的副邊整流二極管。(6)D₉-D₁₀——分別為直流變換器的副邊電路的續流二極管。(7)L_f1-L_f2——分別為直流變換器的副邊濾波電感(8)C_f1-C_f2——分別為直流變換器的輸出電容(9)T₁-T₂——為鐵基非晶隔離變壓器。

具體實施方式

變壓器帶兩路副邊的雙路雙管正激直流變換器的主電路如圖1所示，采用兩個分別帶兩路副邊的正激變換器的組合結構，即每個正激電路的變壓器帶兩個副邊，其中兩路正激變換器原邊并聯，兩個正激變換器的對應副邊并聯(即不屬于同一個變壓器的對應副邊并聯)，并且共用一路輸出濾波電路(輸出濾波電感和電容)。