[發明專利]直流變換裝置

有效

• 申請號: 201210010341.8
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN103208920A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 中西良太
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及一種直流變換裝置，尤其是應用在電流共振電源中，能夠在全橋的工作方式和半橋的工作方式之間進行切換的直流變換裝置。

背景技術

共振電源一般可以分為全橋型共振電源和半橋型共振電源。一般情況下，在輸入電壓低的情況下，多采用全橋型共振電源，而當輸入電壓高的情況下，多采用半橋型共振電源。具體而言，例如，在世界范圍內，常用的交流電壓有100V和240V兩種。在交流電壓為100V的情況下，常用全橋型共振電源。在交流電壓為240V的情況下，常用半橋型共振電源。為了滿足上述兩種電壓的需要，現有技術存在能夠工作在半橋方式和全橋方式的共振電源，并且可以根據輸入電壓的高低，在半橋方式和全橋方式間進行切換，從而選擇工作在與輸入電壓相適應的工作方式(如現有技術1-平3-289354、現有技術2-特開2006-238569)。

上述現有技術的共振電源中，首先，對輸入的直流電壓進行檢測，該直流電源的電壓一般是將交流電壓進行整流后得到的直流電壓。當該輸入直流電壓超過基準電壓時，執行如下切換控制：將全橋電路的一側臂的兩個開關單元的一個完全閉合、另一個開關完全斷開。通過這種切換控制，來實現從全橋方式向半橋方式的切換。反之，當輸入的直流電壓低于基準電壓時，取消對上述兩個開關單元的控制，從而從半橋方式恢復到全橋方式。上述的切換控制可以使用繼電器或開關(如現有技術1)、或者使用比較器和邏輯電路(如現有技術2)來實現。

但是，當現有技術的切換方式應用在半波電流共振方式中時，將會產生如下缺陷：共振電容器的電壓發生急劇的變化、并產生共振偏離等運行不正常的情況。

例如，將全橋方式和半橋方式進行比較，如下：

半橋方式的情況：VCri(h)＝V1×TQ2/T；

全橋方式的情況：VCri(F)＝V1×(TQ1-TQ2)/T。

其中，V1為直流電源Vi的電壓；VCri(h)為半橋方式下的共振電容器Cri的電壓；VCri(F)為全橋方式下的共振電容器Cri的電壓；TQ1為在共振電源的一個開關周期內，第一開關單元Q1的閉合時間；TQ2為在一個開關周期內，第二開關單元Q2的閉合時間。

由此可見，當從半橋方式切換到全橋方式時，VCri的電壓將會產生如下的差分：VCri(h)-VCri(F)＝Vi×(2TQ2-TQ1)/T，從而導致共振電容器Cri的電壓VCri急劇的變化。由于VCri的急劇變化會對輸出電壓和共振條件造成影響，因此，會導致不穩定或共振偏離等運行不正常的情況。

另外，在采用相同的占空比的情況下，半橋方式和全橋方式的輸出電壓相等的條件為：

即Vo(h)＝Vo(F)的條件為TQ2＝2TQ1；其中，Vo(h)為半橋方式下的輸出電壓，Vo(F)為全橋方式下的輸出電壓。

共振電容器的電壓VCri相等的條件為：

即VCri(h)＝VCri(F)的條件為2TQ2＝TQ1。

由此可見，如果要實現平滑地切換，需要進行進行瞬時的占空比切換控制，以使得從TQ2＝2TQ1變為2TQ2＝TQ1，并且為了適用該條件，還限定了切換的輸入電壓，所以控制難度極大。如圖1所示，按照現有技術的方式，進行快速的切換，產生了如下的運行不正常的情況：共振電容器Cri的電壓發生了急劇的變化，產生了共振偏離情況，并且還存在能量無法傳輸到二次側的情況。

發明內容

本發明提供一種直流變化裝置，可以根據輸入電壓的變化，平緩地進行全橋方式與半橋方式之間的切換。

本發明提供一種直流變化裝置包括：

第一串聯電路，與直流電源并聯，包括以串聯方式連接的第一開關單元和第二開關單元；

第二串聯電路，與所述直流電源并聯，包括以串聯方式連接的第三開關單元和第四開關單元；

第三串聯電路，連接在所述第一開關單元和所述第二開關單元的連接點、和所述第三開關單元和所述第四開關單元的連接點之間，包括以串聯方式連接的共振電容器、共振電抗器和變壓器的一次線圈；

在所述第一開關單元、所述第二開關單元、所述第三開關單元和所述第四開關單元上分別并聯有第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，該并聯方式為所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管和所述第四二極管的陰極分別連接在所述第一開關單元、所述第二開關單元、所述第三開關單元和所述第四開關單元的主電極的正極側；

整流平滑電路，用于對所述變壓器的二次線圈的電壓進行半波整流平滑的處理；