[實用新型]雙極型功率變換器電路

有效

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• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN207098968U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 余思明
• 申請（專利權）人: 杭州重芯力科技有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司33202
• 代理人: 翟中平

技術領域

本實用新型涉及一種結構簡單，實施成本較低、功率因素高的雙極型功率變換器電路，屬開關電源制造領域。

背景技術

目前，在高性能電源的設計中，電源工程師只能從有限且價格昂貴的控制芯片中選擇其中一個，然后面對芯片而不是面對電源本身進行開發(fā)，同時，在電源研發(fā)的過程中很可能因結構、器件、參數、使用及環(huán)境的不同需控制電路提供額外支持，而控制芯片卻無法提供，這將導致研發(fā)周期變長，甚至造成產品性能及效率的下降，成本上升。

在功率器件方面，雖然雙極型晶體管芯片利用率高、技術成熟、價格低廉、負載能力強，但由于其驅動困難（因開關速度慢且隨負載變化），加之現有軟開關電源控制芯片均以成本較高的MOSFET（或IGBT）為驅動對象，所以，中、大功率的高效開關電源成了MOSFET的舞臺。然而，由于功率MOSFET導通損耗大（大電流時尤為突出P=Id² * Ron），使之成為進一步提高電源效率的瓶頸。

實用新型內容

設計目的：避免背景技術中的不足之處，設計一種結構簡單，實施成本較低、功率因素高的雙極型功率變換器電路。

設計方案：為了實現上述設計目的。本實用新型在電路結構的設計上，驅動良好的雙極型晶體管在大電流時通常有更低的損耗（P=Ic * Vce），且可以在更高的電壓下工作，其開關速度慢且隨負載變化的缺陷可以通過控制器的隨動控制得到有效克服，這意味著可以使用雙極型晶體管設計更為高效的開關電源而成本更為低廉；其次，利用單片機芯片單價便宜，開發(fā)簡單，多路輸入輸出，可進行邏輯運算，可時序控制的特點，在電源研發(fā)的過程中可以針對實際結構、器件、參數、使用及環(huán)境設計方案；三是利用雙極型晶體管芯片利用率高、技術成熟、價格低廉、負載能力強，在大電流時通常有更低的損耗、且可以在更高的電壓下工作的特點，可以使設計的開關電源更為高效且成本更為低廉。所謂隨動控制，即是通過單片機檢測半橋或全橋的關鍵節(jié)點，獲得開關器件的開關狀態(tài)，進而控制雙極型晶體管在最佳導通時間內導通，使開關器件進入軟開關狀態(tài)，減小開關器件的開關損耗，使開關電源更為高效。所謂動態(tài)驅動，即是雙極型晶體管的驅動功率能跟隨負載電流的增大而增大。

技術方案：一種雙極型功率變換器電路，功率變換器電路中用于檢測功率器件開關狀態(tài)的控制電路的信號輸出端分別接功率器件的信號輸入端，控制電路的信號輸入端接隔離變壓器的一次側端。

本實用新型與背景技術相比，一是實施成本低，開發(fā)簡單，性能可靠；二是電源轉換效率高。

附圖說明

圖1是雙極型功率變換器電路第一種實施例的示意圖。

圖2是圖1的流程示意圖。

圖3是雙極型功率變換器電路第二種實施例的示意圖。

圖4是圖3的流程示意圖。

圖5是雙極型功率變換器電路第三種實施例的示意圖。

圖6是圖5的流程示意圖。

圖7是雙極型功率變換器電路第四種實施例的示意圖。

圖8是雙極型功率變換器電路第五種實施例的示意圖。

具體實施方式

實施例1：參照附圖1。對于半橋逆變電路：兩個開關器件（Q1、Q2）以及兩個分壓電容（C1、C2）組成的半橋電路，兩個二極管（D1、D2）與兩個開關器件（Q1、Q2）反向并聯，諧振電容C3接于兩個開關器件中點與地之間，隔離變壓器的一次側兩端分別與開關器件中點及分壓電容中點相連。

程序流程圖參見圖2。假定Q2導通，中點電壓V_mid等于直流母線電壓V_dc。狀態(tài)一：根據設定的時間，控制電路使Q1關斷，同時內部計時器開始計時，由于諧振電容C3的存在，中點電壓V_mid等于直流母線電壓V_dc，Q1零電壓關斷。諧振電容C3通過變壓器T1放電，電路進入諧振狀態(tài)。狀態(tài)二：C3電壓諧振到0，由于T1的漏感能量尚未放盡，故T1電流依然從左到右，二極管D2續(xù)流導通；控制電路檢測到中點電壓過零，控制電路使Q2導通，Q2零電壓開通。同時記錄Q1的關斷時間t1。狀態(tài)三：根據設定的時間，控制電路使Q2關斷，由于諧振電容C3的存在，中點電壓V_mid等于0，Q2零電壓關斷。狀態(tài)四：利用開關管Q1的關斷時間t1控制開關管Q1導通，由于電路結構對稱，因而Q1為零電壓導通。回到狀態(tài)一重新循環(huán)。