[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

本發明公開了一種基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路及升壓方法，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；本設計具有低損耗、效率高、安全性高、電路簡單、電磁干擾小等優點。

技術領域

本發明涉及電氣設備技術領域，更具體地說，涉及一種基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路及升壓方法。

背景技術

隨著汽車行業地不斷發展，人們在使用中對汽車功能的要求也越來也高。在坐車的長途旅途中，由于沒有交流電源可供使用，人們的野營大燈、筆記本電腦，數碼相機等設備一旦沒電就影響了正常使用，造成諸多不便。這些產品基本上都是由工頻交流電供電，而車上大多只提供12V的直流電，故車載逆變電源逐步成為汽車必不可少的電器設備。

目前市場上車載逆變電源具有損耗大、價格高、功率低等缺點，這對提高汽車室內舒適度帶來極大的影響。車載供電一般為直流12V左右，為了能向后級用電電器提供交流電能，逆變裝置至關重要。而在直流升壓模塊是逆變裝置中一個至關重要的組成，它的發展水平對逆變器的性能起到了決定性作用。考慮汽車內惡劣的工作環境對開關電源的電氣性能、空間大小、抗干擾能力和安全性都有較高的要求，因此提高開關電源的前級升壓的效率顯得及其重要。目前廣泛采用的升壓電路往往是半橋變換電路、全橋變換電路、推挽變換電路等，推挽式電路所用開關器件少，拓撲結構簡單，驅動也簡單。而且變壓器鐵芯雙向勵磁，因此在鐵芯尺寸相同的情況下，推挽電路能夠比正激式電路輸出更大的功率，所以適用于原邊電壓比較低的功率變換器。所以本發明專利基于推挽電路進行改進。

發明內容

1、發明目的。

本發明提出了一種基于碳化硅MOSFET的單相雙推挽升壓電路及升壓方法，實現了12V電壓轉360V，并且本發明專利對推挽式直流升壓部分的關鍵器件，如高頻變壓器和MOSFET功率器件進行了重點設計和選取，提高了車載逆變電源的抗干擾性和工作穩定性。

2、本發明所采用的技術方案。

本發明公開了一種模擬控制的車載逆變器直流升壓電路，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。

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。

更進一步，所述推挽升壓中的開關管為Cree公司的碳化硅MOSFET，型號為C3D20060D。

更進一步，所述的電路中高頻變壓器T₁、T₂選擇EE55作為磁芯。

更進一步，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。

更進一步，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。