[發明專利]基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路及升壓方法

在審

• 申請號: 201910384566.1
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110086354A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉曉杰;張婧婕;張旻;賈子彥;劉超;薛波;羅印升;吳全玉;宋偉;俞洋;崔淵
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M1/34
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

1.一種基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：前級采用推挽升壓電路并用模擬推挽控制電路進行控制，后級采用全橋整流電路；推挽式電路使用兩個開關管，并將其連接成推挽功率放大器，兩個推挽變壓器初級并聯，次級串聯；變換電路在控制電路PWM波信號的驅動下，兩個開關管不斷交替通斷，將直流輸入電壓變換成交流高頻脈沖電壓，再經整流濾波將脈沖交流變成直流高壓。

2.根據權利要求1所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：所述的推挽升壓電路中DC/DC直流升壓系統由第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第一二極管D1、第二二極管D4、第三二極管D7、第四二極管D10、第一高頻變壓器T1、第二高頻變壓器T2共同構成；其初級的兩個獨立的推挽主電路分別連接輸入電源，并采用相同時序的控制信號；該電路利用兩個變壓器次級漏感之和作為串聯諧振電感。

3.根據權利要求2所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：所述推挽升壓中的開關管為Cree公司的碳化硅MOSFET，型號為C3D20060D。

4.根據權利要求2所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：高頻變壓器T₁、T₂選擇EE55作為磁芯。

5.根據權利要求4所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：所述的高頻變壓器T₁、T₂頻率均為50kHz，高頻變壓器T₁的原邊LP1、LP2和高頻變壓器原邊LP3、LP4的匝數均為2匝，副邊匝數均為31匝。

6.根據權利要求5所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：所述的高頻變壓器T₁、T₂中原邊繞組均采用1.4mm線徑的漆包線20股并繞的方法；副邊繞組均采用0.8mm線徑的漆包線2股并繞。

7.根據權利要求1所述的基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路，其特征在于：輸出整流模塊采用肖特基二極管構成的全橋整流結構。

8.一種根據權利要求2所述的升壓電路的直流升壓方法，其特征在于：

狀態1、Q₁，Q₃在零電壓條件下導通，Q₂，Q₄截止，輸入端通過Q₁，Q₃向變壓器原邊提供能量，同時變壓器副邊電流通過D₁、D₇向負載供電，也同時給濾波電容C₆充電；

狀態2、處于死區時間，Q₁，Q₂，Q₃，Q₄均為截止狀態，蓄電池的電壓不能加到原邊，因此副邊也不能從原邊獲得能量，則負載由濾波電容C₆供電；

狀態3、Q₁，Q₃關斷，Q₂，Q₄導通，原邊電流通過Q₂，Q₄向變壓器原邊提供能量，同時變壓器副邊電流通過D₄，D₇向負載供電，同時給濾波電容C₆充電；

狀態4、處于死區時間，Q₁，Q₂，Q₃，Q₄均關斷，蓄電池的電壓不能加到原邊，因此副邊也不能從原邊獲得能量，則負載由濾波電容C₆供電。