[實用新型]電能轉換系統、DC-DC變換器及其電壓尖峰抑制電路

有效

• 申請號: 201320516505.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN203434869U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 馬化盛;張化偉
• 申請（專利權）人: 深圳桑達國際電源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型屬于電轉換領域，尤其涉及一種電能轉換系統、DC-DC變換器及其電壓尖峰抑制電路。

背景技術

隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生資源的減少，能源危機和環境污染問題日益嚴重，因此，對清潔能源的開發和有效利用就成為了一個迫切需要解決的問題。目前，太陽能、風能、地熱能等無污染的新能源已經被廣泛利用并由相應的發電系統轉換成電力供給，而在對應的光伏發電系統、風能發電系統、地熱能發電系統等發電系統中，DC-DC變換器是一個重要的組成部分，其用于將光能、風能或地熱能等能量進行轉換所獲取的電能進行電壓變換后輸送至電池進行儲能，或者將電池中的電能進行電壓轉換后提供給用電設備。對于現有的新能源發電系統中的DC-DC變換器，由于耦合電感的漏感和引線電感等參數的影響，DC-DC變換器中的用于電壓變換的開關管會在關斷時在其輸入端與輸出端（如果該開關管為NMOS管，則NMOS管的漏極和源極分別為輸入端和輸出端）之間產生較高的電壓尖峰，該電壓尖峰會導致開關管的開關損耗增大，并會進而縮短其使用壽命，從而降低了直流電轉換效率和可靠性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種DC-DC變換器的電壓尖峰抑制電路，旨在對DC-DC變換器中的開關管的輸入端實現電壓尖峰抑制，以達到減小開關管的開關損耗和延長開關管的使用壽命，并進而提升DC-DC變換器的直流電轉換效率和可靠性的目的。

本實用新型是這樣實現的，一種DC-DC變換器的電壓尖峰抑制電路，與所述DC-DC變換器中的耦合電感T1、第一開關管、二極管D3、電容C2及控制器連接，所述耦合電感T1的初級線圈的異名端和次級線圈的同名端共接于所述第一開關管的輸入端，所述第一開關管的輸入端在所述第一開關管關斷時會產生電壓尖峰；所述控制器控制所述第一開關管的通斷；所述二極管D3的陰極和所述電容C2的正極共接向負載的輸入正端供電；所述電容C2的負極連接所述負載的輸入負端；

所述電壓尖峰抑制電路包括：

將所述第一開關管的輸入端所產生的電壓尖峰進行鉗位處理并儲存電能的鉗位儲能模塊；以及

在所述控制器檢測所述鉗位儲能模塊的輸出端對地的電壓并相應地輸出控制信號時，根據所述控制信號將所述鉗位儲能模塊所儲存的電能轉移至所述電容C2的電能轉移模塊；

所述鉗位儲能模塊的輸入端連接所述第一開關管的輸入端、所述耦合電感T1的初級線圈的異名端和次級線圈的同名端，所述鉗位儲能模塊的輸出端連接所述控制器，所述鉗位儲能模塊的地端與所述第一開關管的輸出端共接于地，所述電能轉移模塊的輸入端連接所述鉗位儲能模塊的輸出端，所述電能轉移模塊的輸出端連接所述電容C2的正極，所述電能轉移模塊的控制端連接所述控制器，所述電能轉移模塊的地端與所述電容C2的負極共接于地。

本實用新型還提供了一種包括所述電壓尖峰抑制電路的DC-DC變換器。

本實用新型還提供了一種包括所述DC-DC變換器的電能轉換系統。

本實用新型通過在DC-DC變換器中采用包括鉗位儲能模塊和電能轉移模塊的電壓尖峰抑制電路，鉗位儲能模塊將所述第一開關管的輸入端所產生的電壓尖峰進行鉗位處理并儲存電能，再由電能轉移模塊在控制器檢測鉗位儲能模塊的輸出端對地的電壓并相應地輸出控制信號時，根據該控制信號將鉗位儲能模塊所儲存的電能轉移至電容C2，實現了對電壓尖峰的抑制，并將抑制電壓尖峰所儲存的電能轉移至電容C2，最后由電容C2向負載供電，有效地降低了第一開關管的開關損耗，有助于延長第一開關管的使用壽命，進而提高了DC-DC變換器的直流電轉換效率和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的包括電壓尖峰抑制電路的DC-DC變換器的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的包括電壓尖峰抑制電路的DC-DC變換器的電路結構圖；

圖3是本實用新型實施例提供的包括電壓尖峰抑制電路的DC-DC變換器的示例電路結構圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型實施例通過在DC-DC變換器中采用包括鉗位儲能模塊和電能轉移模塊的電壓尖峰抑制電路，實現了對電壓尖峰的抑制，并將抑制電壓尖峰所儲存的電能轉移至電容C2，最后由電容C2向負載供電，有效地降低了第一開關管的開關損耗，有助于延長第一開關管的使用壽命，進而提高了DC-DC變換器的直流電轉換效率和可靠性。