[發明專利]LD網絡降壓變換器

無效

• 申請號: 201310027875.6
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103117645A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 湯雨
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M3/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及LD網絡降壓變換器，屬于電力電子變換器的技術領域。

背景技術

LD網絡是一種由二極管和電感組成的用于傳輸電能的X型網絡。

降壓變換器廣泛應用于工業領域，如通信電源、電池充放電管理器、新能源發電、CPU供電電源等場合。傳統的降壓變換器電路拓撲為Buck電路。

Buck電路結構簡單，應用廣泛，但也存在如下一些缺陷：（1）降壓比跟功率開管占空比成正比，當需要較大的降壓比場合，工作占空比很小，因此能量傳輸模式所占的時間小，導致效率降低；（2）所需的濾波電感大，電感上流過全部的負載電流，電感電流值為負載電流值，同時由于工作占空比小，續流時間長，導致電感電流紋波大，因此電感的體積重量大；（3）功率二極管電壓應力較高，為電源電壓，需選用較高電壓應力的功率二極管，因此功率二極管的通態壓降較高，導致續流階段的損耗大，影響了變換器效率；（4)功率開管和功率二極管導通時流過全部的電感電流，即流過負載電流，其通態損耗大，效率低；（5）由于工作占空比較小，輸入電流紋波大，需要選用較大的輸入濾波電容，增加了系統的體積重量和成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了LD網絡降壓變換器。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

LD網絡降壓變換器，包括：功率開關管、X型無源網絡、輸出濾波電容；所述X型無源網絡包括：第一電感、第二電感、第一功率二極管、第二功率二極管；

其中，所述功率開關管陽極接直流電壓源的正極，所述功率開關管的陰極、第一電感的一端分別與第一功率二極管的陰極連接，所述第二電感的一端、第二功率二極管的陽極分別與直流電壓源的負極連接，所述第一電感的另一端、第二功率二極管的陰極分別與輸出濾波電容的正極連接，第二電感的另一端、第一功率二極管的陽極分別與輸出濾波電容的負極連接。

所述LD網絡降壓變換器中，功率開關管為MOS管或者IGBT管。

所述LD網絡降壓變換器中，第一、第二電感為分立電感或者耦合電感。

LD網絡降壓變換器，包括：功率開關管、X型無源網絡、輸出濾波電容；所述X型無源網絡包括：第一電感、第二電感、第一功率二極管、第二功率二極管；

其中：所述第一電感的一端、第一功率二極管的陰極分別與直流電壓源的正極連接，所述功率開關管的陰極接直流電壓源的負極，所述功率開關管的陰極、第二電感的一端分別與第二功率二極管的陽極連接，所述第一電感的另一端、第二功率二極管的陰極分別與輸出濾波電容的正極連接，所述第二電感的另一端、第一功率二極管的陽極分別與輸出濾波電容負極連接。

所述LD網絡降壓變換器中，功率開關管為MOS管或者IGBT管。

所述LD網絡降壓變換器中，第一。第二電感為分立電感或者耦合電感。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：本發明所述的LD網絡降壓變換器的整體變換效率高，體積重量小，實現成本低。

附圖說明

圖1為LD網絡降壓變換器具體實施例1的電路圖。

圖2為LD網絡降壓變換器具體實施例2的電路圖。

圖3和圖4為LD網絡降壓變換器開關模態等效電路。

圖5至圖7為具體實施例所述LD網絡降壓變換器在輸入電壓V_i=100V，V_C為10V，功率開關占空比D=0.2，負載R=2Ω時的實驗波形。

圖8至圖10為輸入電壓V_i=100V，負載R=2Ω時Buck變換器的實驗波形。

圖中標號說明：V_i為直流電壓源，S為功率開關管，L₁為第一電感，L₂為第二電感，D₁為第一功率二極管，D₂為第二功率二極管，C為輸出濾波電容，R為負載，i_L1、i_L2分別為第一電感L₁、第二電感L₂中流過的電流，V_C為輸出濾波電容C上的電壓。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明：

具體實施例1：如圖1所示的LD降壓變換器包括：功率開關管S、X型無源網絡、輸出濾波電容C。X型無源網絡包括：第一電感L₁、第二電感L₂、第一功率二極管D₁、第二功率二極管D₂。