[實用新型]一種鏈?zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320274645.5
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203326889U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建華;高海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 航天長峰朝陽電源有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M5/10
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 侯蔚寰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電力電子功率變換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鏈?zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q器?

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外降壓開關(guān)電源的電路常用的有BOOST降壓電路和基于反激的降壓電路拓?fù)涞取?

????BOOST降壓電路的主電路圖如圖1所示，工作原理是：輸入電源通過功率開關(guān)管（Q）的通斷將儲能電感（L）儲能并與輸入電壓疊加后經(jīng)快恢復(fù)隔離二極管（D）傳遞給輸出電容（C），完成降壓過程。?

基于反激降壓拓?fù)渲麟娐穲D如圖2所示，當(dāng)開關(guān)管（Q）導(dǎo)通時，變壓器B的初級線圈儲能，當(dāng)開關(guān)管截止時初級儲能再經(jīng)高頻變壓器耦合給次級，通過初次級匝比設(shè)計，實現(xiàn)降壓過程。高頻變壓器在初次級耦合過程中有能量損失，會降低整機(jī)效率。?

無論是BOOST降壓電路還是反激拓?fù)浣祲弘娐范际菃沃Чβ使艿碾娐方Y(jié)構(gòu)，即便是可以采用多支功率管并聯(lián)的形式，但由于并聯(lián)功率管之間的均流及功率管自身的正溫度系數(shù)特性等因素不同，在實際使用中難以擴(kuò)充功率，因此這兩種電路通常最大只能輸出幾百瓦的功率，難以滿足市場對大功率降壓電源的需求。?

兩者都是通過初級電感儲能后再進(jìn)行能量傳遞，目前磁性材料及導(dǎo)磁率等方面的限制，使得儲能電感及反激變壓器的磁材尺寸較大，磁材利用率較低，整體功率密度較低，產(chǎn)品在極限應(yīng)用時易出現(xiàn)磁材飽和并導(dǎo)致電路損壞情況。?

實用新型內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型的目的在于提供一種鏈?zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q器及其控制方法，以解決傳統(tǒng)的降壓式直流變換器的輸出功率低、體積大、故障模式危害負(fù)載的弊端。?

為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：?

一種鏈?zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q器，包括電壓輸入端、電壓輸出端，儲能電感L、輸出電容C，所述電路還包括第一功率開關(guān)MOS管Q1、第二功率開關(guān)MOS管Q2，無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾，第一輸出快速恢復(fù)二極管D1，第二輸出快速恢復(fù)二極管D2，其中，電壓輸入端與無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾連接，無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾與第一功率開關(guān)MOS管Q1、第二功率開關(guān)MOS管Q2、第一輸出快速恢復(fù)二極管D1和第二輸出快速恢復(fù)二極管D2連接，儲能電感L與第一輸出快速恢復(fù)二極管D1、第二輸出快速恢復(fù)二極管D2和輸出電容C連接。

其中，所述變換器采用大功率輸出的雙管驅(qū)動結(jié)構(gòu)，每支開關(guān)管占空比為0-50%。?

其中，所述無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾采用雙線并繞或者抽頭輸出的繞線方式，磁芯無氣隙。?

其中，用第一MOS管P1替代第一功率開關(guān)MOS管Q1，第二MOS管P2替代第二功率開關(guān)MOS管Q2。?

其中，電路主控芯片采用TL494，所述TL494工作頻率設(shè)定為280KHz，所述變壓器B選用EE55磁芯，所述Q1、Q2選用IPP05CN10L，所述D1、D2選用MUR3020。?

一種變換器的控制方法，輸入電源正端從無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾的a腳輸入，?由b、c?腳分別經(jīng)Q1、Q2流回輸入負(fù)端；輸入電源正端從無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鰾的a腳輸入，由d、e?腳降壓后分別經(jīng)D1、D2整流，L、C濾波，再依次經(jīng)輸出負(fù)載正端、負(fù)端流回輸入的負(fù)端。?

其中，當(dāng)Q1導(dǎo)通，Q2截止，高頻變壓器電流方向由a到b，D2導(dǎo)通，為L、C儲能濾波，提供輸出電壓，輸出電壓＝K×D×Vin，由于匝數(shù)比K＞1，因此輸出電壓較輸入電壓高。?

??其中，當(dāng)Q1截止，Q2導(dǎo)通，高頻變壓器電流方向由a到c，D1導(dǎo)通，為L、C儲能濾波，提供輸出電壓。?

其中，為了避免Q1、Q2同時導(dǎo)通，導(dǎo)致輸入端“短路”，在Q1、Q2交替導(dǎo)通間隔內(nèi)設(shè)置了死區(qū)時間，即Q1、Q2在死區(qū)時間內(nèi)需同時截止。?

其中，高頻變壓器隨Q1、Q2的導(dǎo)通和截止交錯驅(qū)動雙極性磁極化工作，為輸出提供降壓電壓值。?

“鏈?zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q技術(shù)”創(chuàng)造了“互為交錯增功率驅(qū)動”、“無耦合高頻鏈?zhǔn)浇祲鹤儔浩鳌钡娜码娐吠負(fù)洹！版準(zhǔn)酱蠊β式祲褐绷髯儞Q技術(shù)”的原理框圖如圖3。?

該拓?fù)涞脑韴D中，“互為交錯增功率驅(qū)動”建立了大功率輸出的雙管驅(qū)動結(jié)構(gòu)，以交錯導(dǎo)通的方式每支開關(guān)管占空比為0-50%，此電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使輸出功率比單管電路拓?fù)涞妮敵龉β侍嵘艘槐丁?