[實用新型]一種定頻諧振式直流變換裝置

有效

• 申請號: 201920706547.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN209963957U
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 方支劍;譚智力;王慶義;丁敏;李丹云
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 易濱

1.一種定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，包括：功率變換電路(2)、諧振電路(3)、高頻變壓器(4)、整流電路(5)、濾波電路(6)、采樣調理電路(8)、控制器(9)以及驅動電路(10)；

功率變換電路(2)采用全橋電壓型變換器或半橋電壓型變換器，用于根據驅動電路(10)輸出的驅動信號將輸入電源(1)的直流電壓變換成周期性變化的正負半周期對稱的方波電壓；當功率變換電路(2)為全橋型電壓型變換器時，驅動電路(10)生成的第一至第四路驅動信號送至功率變換電路(2)的第一至第四路驅動信號接口；當功率變換電路(2)為半橋型電壓型變換器時，驅動電路(10)生成的第一和第二路驅動信號送至功率變換電路(2)的第一和第二路驅動信號接口；功率變換電路(2)的輸入端用于與輸入電源(1)相連，功率變換電路(2)的輸出端與諧振電路(3)輸入端相連，功率變換電路(2)的驅動信號接口與驅動電路(10)相連；

諧振電路(3)用于在方波電壓的激勵下產生的高頻諧振電流，諧振電路(3)的輸入端與功率變換電路(2)的輸出端相連，諧振電路(3)的輸出端與高頻變壓器(4)的輸入端相連；

高頻變壓器(4)用于放大或縮小高頻諧振電壓和電流；高頻變壓器(4)輸入端與諧振電路(3)輸出端相連，高頻變壓器(4)輸出端與整流電路(5)輸入端相連；

整流電路(5)用于將高頻諧振電流變換為直流電流，整流電路(5)輸入端與高頻變壓器(4)輸出端相連，整流電路(5)輸出端與濾波電路(6)輸入端相連；

濾波電路(6)用于濾除整流電路(5)輸出的電流中的高頻分量，為負載(7)提供平穩的直流能量，濾波電路(6)的輸入端與整流電路(5)的輸出端相連，濾波電路(6)的輸出端用于與負載(7)相連，濾波電路(6)的反饋端與采樣調理電路(8)的輸入端相連；

采樣調理電路(8)用于對濾波電路(6)進行采樣，并進行調理以處理成控制器(9)適合處理的信號，采樣調理電路(8)的輸出端連接至控制器(9)的輸入端，控制器(9)的輸出端連接至驅動電路(10)的輸入端，控制器(9)用于控制驅動電路(10)產生所述驅動信號，驅動電路(10)的輸出端與功率變換電路(2)的驅動信號接口相連。

2.根據權利要求1所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述諧振電路(3)采用包含電感和電容的諧振電路，包括：串聯諧振電路、并聯諧振電路、串并聯型諧振電路、LLC型諧振電路、CLC型諧振電路以及LCL型諧振電路。

3.根據權利要求1所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述高頻變壓器(4)包括：高頻隔離變壓器、高頻自耦變壓器以及帶中心抽頭高頻變壓器。

4.根據權利要求1所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述整流電路(5)包括全橋整流電路、半橋整流電路以及倍流整流電路。

5.根據權利要求1所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述濾波電路(6)包括：LC型濾波電路、CL型濾波電路以及LCL型濾波電路。

6.根據權利要求1所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述全橋型電壓型變換器包含四個相同的NMOS開關管S1～S4，各個NMOS開關管S1-S4的D極和S極之間分別連接一組并聯的二極管和緩沖電容，其中二極管的陽極連接對應NMOS開關管的S極，陰極連接對應NMOS開關管的D極，NMOS開關管S1的S極與NMOS開關管S2的D極相連后用于連接在輸入電源(1)的兩輸出端之間，NMOS開關管S3的S極與NMOS開關管S4的D極相連后用于連接在輸入電源(1)的兩輸出端之間；其中，NMOS開關管S1與S3的D極用于連接輸入電源(1)的正極，NMOS開關管S1與S3的S極用于連接輸入電源(1)的負極。

7.根據權利要求6所述的定頻諧振式直流變換裝置，其特征在于，所述諧振電路(3)可采用包含電感和電容的LLC型諧振電路，LLC型諧振電路包含諧振電容Cr、諧振電感Lr以及勵磁電感Lm，諧振電容Cr的一端連接NMOS開關管S1的S極，另一端依次串聯諧振電感Lr與勵磁電感Lm后連接NMOS開關管S3的S極，勵磁電感Lm的兩端作為LLC型諧振電路的電性輸出端。