[發(fā)明專利]一種開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110202847.4
• 申請(qǐng)日: 2011-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102255549A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉煒;張偉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海金電電源工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/537
• 分類號(hào): H02M7/537;H02M5/10
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路，尤其涉及一種應(yīng)用于軌道交通上高電壓輸入的專用高頻開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路。

背景技術(shù)

應(yīng)用于高電壓輸入場(chǎng)合的高頻開(kāi)關(guān)電源，由于現(xiàn)有功率半導(dǎo)體技術(shù)的限制，高頻高壓功率開(kāi)關(guān)管的選擇十分困難。例如地鐵交通中，輸入母線電壓為1500VDC，峰值電壓能達(dá)到2200VDC，造成高頻高壓功率開(kāi)關(guān)管的選擇困難，極大地抬高了制造成本。現(xiàn)有的解決方案，一是采用開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)方式，以達(dá)到要求的耐壓等級(jí)；二是采用多電平技術(shù)，降低電壓等級(jí)。第一種方案由于元件參數(shù)的差異，實(shí)現(xiàn)很困難，很難保證開(kāi)關(guān)管同時(shí)開(kāi)通及關(guān)斷，會(huì)造成某個(gè)開(kāi)關(guān)管承受過(guò)高的電壓應(yīng)力而損壞；第二種方案要求采樣中點(diǎn)電位并參與控制，以保證中點(diǎn)電位平衡，控制電路十分復(fù)雜，降低了可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種有效降低輸入開(kāi)關(guān)管的電壓等級(jí)、減少開(kāi)關(guān)損耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高電壓輸入專用高頻開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路。本發(fā)明是對(duì)上述第二種方案的改進(jìn)，與其不同的是，本方案中只有1個(gè)變壓器，含有2個(gè)初級(jí)繞組，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)開(kāi)關(guān)電路單元都對(duì)應(yīng)有一個(gè)變壓器的多個(gè)變壓器結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案是：一種開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路，它包括電源、均壓電路、主電路、控制電路、變壓器，所述電源與所述主電路并聯(lián)，所述變壓器的初級(jí)為兩個(gè)繞組，次級(jí)為單繞組或多繞組，所述主電路包括單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ結(jié)構(gòu)相同并串聯(lián)連接，所述均壓電路包括電容Ⅰ和電容Ⅱ,所述電容Ⅰ與所述單元電路Ⅰ并聯(lián)，所述電容Ⅱ與所述單元電路Ⅱ并聯(lián)，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ分別與所述變壓器初級(jí)的兩個(gè)繞組對(duì)應(yīng)連接。

所述電容Ⅰ和電容Ⅱ容量相等，所述電容Ⅰ和電容Ⅱ串聯(lián)后并聯(lián)在所述電源兩端對(duì)所述電源電壓均壓使所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ的輸入電壓均等并相對(duì)穩(wěn)定。

更加具體的，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ結(jié)構(gòu)相同，它們包括開(kāi)關(guān)管Ⅰ、開(kāi)關(guān)管Ⅱ、二極管Ⅰ、二極管Ⅱ，所述開(kāi)關(guān)管Ⅰ和開(kāi)關(guān)管Ⅱ的源極、漏極與所述二極管Ⅰ和二極管Ⅱ的正、負(fù)極組成橋式電路，所述橋式電路的輸入端與所述電容Ⅰ或電容Ⅱ并聯(lián)，所述橋式電路的輸出端與所述變壓器初級(jí)中的一個(gè)繞組對(duì)應(yīng)連接，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ在與所述變壓器初級(jí)繞組對(duì)應(yīng)連接時(shí)繞組同名端相反。

所述控制電路連接所述各開(kāi)關(guān)管的柵極，所述控制電路輸出PWM脈沖信號(hào)控制所述各開(kāi)關(guān)管交錯(cuò)通斷，以至所述變壓器的次級(jí)得到輸出電流，并利用變壓器的耦合特性，自動(dòng)平衡電容Ⅰ和電容Ⅱ的中點(diǎn)電位。

????本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明包括電源、均壓電路、主電路、控制電路、變壓器，所述電源與所述主電路并聯(lián)，所述變壓器的初級(jí)為兩個(gè)繞組，次級(jí)為單繞組或多繞組，所述主電路包括單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ結(jié)構(gòu)相同并串聯(lián)連接，所述均壓電路包括電容Ⅰ和電容Ⅱ,所述電容Ⅰ與所述單元電路Ⅰ并聯(lián)，所述電容Ⅱ與所述單元電路Ⅱ并聯(lián)，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ分別與所述變壓器初級(jí)的兩個(gè)繞組對(duì)應(yīng)連接。所述電容Ⅰ和電容Ⅱ容量相等，所述電容Ⅰ和電容Ⅱ串聯(lián)后并聯(lián)在所述電源兩端對(duì)所述電源電壓均壓，使所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ的輸入電壓均等并相對(duì)穩(wěn)定。所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ結(jié)構(gòu)相同，它們包括開(kāi)關(guān)管Ⅰ、開(kāi)關(guān)管Ⅱ、二極管Ⅰ、二極管Ⅱ，所述開(kāi)關(guān)管Ⅰ和開(kāi)關(guān)管Ⅱ的源極、漏極與所述二極管Ⅰ和二極管Ⅱ的正、負(fù)極組成橋式電路，所述橋式電路的輸入端與所述電容Ⅰ或電容Ⅱ并聯(lián)，所述橋式電路的輸出端與所述變壓器初級(jí)中的一個(gè)繞組對(duì)應(yīng)連接，所述單元電路Ⅰ和單元電路Ⅱ在與所述變壓器初級(jí)繞組對(duì)應(yīng)連接時(shí)繞組同名端相反。所述控制電路連接所述各開(kāi)關(guān)管的柵極，所述控制電路輸出PWM脈沖信號(hào)控制所述各開(kāi)關(guān)管交錯(cuò)通斷，以至所述變壓器的次級(jí)得到輸出電流，并自動(dòng)平衡電容Ⅰ和電容Ⅱ的中點(diǎn)電位。

所以本發(fā)明是一種有效降低輸入開(kāi)關(guān)管的電壓等級(jí)、減少開(kāi)關(guān)損耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高電壓輸入專用高頻開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用電路。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)方框示意圖；

圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖3為本發(fā)明控制電路控制模式示意圖。

具體實(shí)施方式