[其他]直流——直流變換器

無效

• 申請號: 86209418
• 申請日: 1986-11-17
• 公開（公告）號: CN86209418U
• 公開（公告）日: 1988-06-08
• 發明（設計）人: 梁霍;程仁杰;顧德仁
• 申請（專利權）人: 成都電訊工程學院
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06
• 代理公司: 成都電訊工程學院專利代理室
• 代理人: 馬新民,張揚

本實用新型屬于開關電路領域，它特別適用于升高或降低直流電壓的電子開關電路。

眾所周知，現有的直流－－直流變換器在優化拓撲結構中，輸入端串聯的輸入電感兩端的電壓與輸出端串聯的輸出電感兩端的電壓相等，因此，可將兩者耦合在同一磁芯上。當耦合電感被調至n＝k時，輸出端紋波為0；當n＝1／k時，輸入端紋波為0。這里n等于輸入、輸出電感比值的平方根，k為兩電感的耦合系數（如圖1所示，見1980年美國專利“直流——直流變換器”，專利號4184197）。然而，在實際工程中，要取得這樣的效果，無論是調節磁芯的空氣隙變動耦合系數k，還是調匝比變動n都不是件方便的事。因此，在1981年美國專利

“Dc－To－Dc????Converter????Having????Reduced????Riqple????Without????Need????for????Adjustments”????????（專利號4274133）中對此結構進行了改進。它應用輸入、輸出電流紋波之比與輸入、輸出漏感比值成反比這一結論，即△ip／△is～Ls／Lp。在一端加入一電感，意味著加大了該端等效電感，從而使該端電流紋波降低。但是具有這種結構的變換器，若要求紋波達到很小則串入的電感值需足夠大，這就直接影響了變換器的其它主要指標，如體積、效率等。

本實用新型的目的在于提出一種新結構的直流——直流變換器，使得具有這種新結構的直流——直流變換器經簡單調整即可達到所要求的小紋波，甚至零紋波，并且對變換器的體積、重量、效率等指標只產生微小的影響。

本實用新型的設計構思應用了上述結論，即Δip／Δis～Ls／Lp。但采用了完全不同的技術手段。這就是設法減小一端的等效漏感，甚至為零，而使另一端的電流紋波減至很小，甚至為零。其基本作法是在同一磁芯上繞制輸入電感L₁、輸出電感L₂，使得耦合電感M滿足條件：

M＞L₁

而在輸入端另串入一個非耦合電感Lop，使Lop＝M－L₁，這時則可使輸出端電流紋波為零。當然在實際中，由于種種因素的影響，串入的非耦合電感不可能完全達到Lop＝M－L₁，所以可能仍有一定的紋波。這時只要略加變動電感Lop，則可使其達到要求的低紋波或零紋波。在制作中，使L₁盡量接近M，則Lop就為一小值。那么變換器的體積、效率等受到的影響將是極微小的。

同樣，若想在輸入端獲得零紋波，在制作中使M＞L₂，在輸出端串聯一非耦合的小電感Los，使Los＝M－L₂，便可得到輸入端的零紋波。

從上述所披露的本實用新型可知，具有該實用新型的直流——直流變換器只要通過簡捷的調整，就能達到理想的輸入或輸出紋波。這同以前的調整耦合電感中磁芯空氣隙，或電感匝數比值相比方便得多，同不調整的電路結構相比，其紋波能做得更小，并且由于串入的非耦合電感為一小值，所以對其它主要指標的影響比串入一足夠大電感值的不調整電路結構相比也小得多。

附圖1是由美國公布的優化拓撲直流－－直流變換器的電原理圖。其輸入、輸出電感耦合在一起。

附圖2a是本實用新型的電原理圖。它在輸出端串聯所要求的電感Los使輸入端得到零紋波；附圖2b是其波形圖。

附圖3a是本實用新型的電原理圖。它在輸入端串聯所要求的電感Lop使輸出端得到零紋波；附圖3b是其波形圖。

下面結合附圖3a的實施例對本實用新型作進一步描述。本實用新型的一個實施例是將該新結構用于開關電源裝置（220Vac變到12V，2Adc）。圖3a中，Vg由22Vac整流濾波而得，輸入電感L₁和輸出電感L₂耦合在同一磁芯上。電容C₁跨接于耦合電感L₁、L₂的同名端，并在輸入端串聯一個非耦合電感Lop。開關器件S由一只三極管和一只二極管構成。利用CW3524集成脈寬調制器作為開關管的控制器件。實踐結果表明，該裝置輸出端紋波峰——峰值不超過5mV。