CN102723874A

CN102723874A - 一种高效率低成本推挽式直流变流器

Info

Publication number: CN102723874A
Application number: CN201210175684XA
Authority: CN
Inventors: 胡军; 胡小波
Original assignee: ENERPO ELECTRIC (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: ENERPO ELECTRIC (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明公开了一种高效率低成本推挽式直流变流器，包括推挽电路、变压电路以及整流电路，所述推挽电路包括两个推挽相连的开关管以及与所述开关管分别并联的两个二极管；所述推挽电路通过变压电路与整流电路相连，其特征在于，还包括吸收电路，所述吸收电路包括第一电感 L7 、第二电感 L8 、第一电容 C7 以及第二电容 C8 ，所述第一电感 L7 与第一电容 C7 组成串联电路并与变压电路原边绕组的一端相连；所述第二电感 L8 与第二电容 C8 组成串联电路并与变压电路原边绕组的另一端相连。本发明可以抑制开关管的尖峰电压，降低开关管的耐压要求，提高开关器件的寿命，还降低了开关损耗，提高了电源的整体效率。

Description

一种高效率低成本推挽式直流变流器

技术领域

本发明涉及一种直流变流器，尤其是一种高效率低成本推挽式直流变流器。

背景技术

在很多民用或工业设备中，经常要求把一种直流电变换成另一电压的直流电，这就需要用直流到直流的变流器，简称DCDC电源。市面上常见的DCDC电源一般采用返驰式电路(以UC3845或UC3843作为驱动芯片）来实现；或以推挽式电路（以SG3525作为驱动芯片）来实现。推挽式直流变换器是一种常用的电源架构，它结构简单，成本较低。但它有一些局限性，如用于推挽的开关管要承受较大的电压，是电源的两倍以上。因为变压器原边绕组存在漏感，当开关管由导通到关断时，漏感会产生附加的冲击电压。这就会要求DCDC电源使用高电压的开关管，增加成本，同时也会增加开关损耗，降低电源转换效率。针对上述问题，人们提出了不少方案，如电阻电容吸收电路，有源吸收电路等，但目前尚没有一个很好的解决方案能在性能与成本达到平衡。

发明内容

本发明目的是：提供一种抑制开关管的尖峰电压，降低开关管的耐压要求，提高开关器件的寿命的高效率低成本推挽式直流变流器。

本发明的技术方案是：一种高效率低成本推挽式直流变流器，包括推挽电路、变压电路以及整流电路，所述推挽电路包括两个推挽相连的开关管以及与所述开关管分别并联的两个二极管；所述推挽电路通过变压电路与整流电路相连，其特征在于，还包括吸收电路，所述吸收电路包括第一电感L7、第二电感L8、第一电容C7以及第二电容C8，所述第一电感L7与第一电容C7组成串联电路并与变压电路原边绕组的一端相连；所述第二电感L8与第二电容C8组成串联电路并与变压电路原边绕组的另一端相连。

进一步的，所述所述吸收电路还包括可以限制电流导向的二极管，所述二极管位于第一电感L7和第二电感L8的两端。

进一步的，所述变压电路的原边绕组L1、L2中间的抽头连接有电感L6，电感L6另一端与吸收电路相连。

进一步的，所述整流电路为半桥整流电路，由两个二极管与两个电容组成。

进一步的，所述整流电路为全桥整流电路。

进一步的，所述开关管为MOSFET管。

本发明的优点是：

1）采用电流源升压形式的推挽电路，工作简单稳定，可以有效防止开关管的过流问题；

2）采用LC谐振吸收电路，抑制开关管的尖峰电压，降低开关管的耐压要求，提高开关器件的寿命；

3）采用二极管导流使LC吸收电路中的能量回馈给电源，降低了开关损耗，提高了电源的整体效率；

4）采用二极管与电容的半桥整流方式，利于进一步升高输出电压，并达到降低成本的目的。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的高效率低成本推挽式直流变流器电路图。

图2为本发明的高效率低成本推挽式直流变流器工作波形图。

图3为本发明的高效率低成本推挽式直流变流器工作波形图。

图4本发明的高效率低成本推挽式直流变流器工作波形图。

具体实施方式

实施例：如图1所示的高效率低成本推挽式直流变流器包括推挽电路、变压电路、吸收电路以及整流电路，推挽电路包括两个推挽相连的开关管以及与开关管分别并联的两个二极管；本实施例中的开关管为MOSFET管，MOSFET管M1、MOSFET管M2以及二极管D5、二极管D6组成推挽电路。推挽电路通过变压电路与整流电路相连，吸收电路包括第一电感L7、第二电感L8、第一电容C7以及第二电容C8，第一电感L7与第一电容C7组成串联电路并与变压电路原边绕组的一端相连；第二电感L8与第二电容C8组成串联电路并与变压电路原边绕组的另一端相连。如图1所示，绕组L1和L2为变压电路原边绕组，绕组L3为变压器副边绕组。电感L4与L5代表原边绕组的漏感。MOSFET管M1与M2为推挽用的开关管。变压器原边绕组的中点与电源输入之间接入一个电感L6，这样可以起到升压作用，还可有效地防止MOSFET管M1与M2在开关过程中可能的过流问题。该直流电源的输出采用半桥整流，由两个二极管与两个电容组成。为了防止变压器漏感L4、L5给MOSFET管M1、M2造成电压尖峰，故采用电感与电容组成的吸收电路防止电压尖峰，并用二极管D7~D10限制电流导向。本实施例中的整流电路为两个二极管与两个电容组成的半桥整流电路。也可以为全桥整流电路。本实施例中原边侧的电感L6也可去掉，变成电压源形式的推挽电路，一样可以实现本发明。整流电路还可以为中间抽头的变压器线圈加二极管整流。

工作原理，当MOSFET管M1与M2导通时，电感L6的电流增加。部分原边电流流过绕组L1、漏感L4及MOSFET管M1；另一部分电流流过与MOSFET管M2相应的回路。此时，变压器不传送能量，副边电压为零。当MOSFET管M1关断时，电感L6上的电流就要减小，存储在L1绕组中的能量就会通过副边绕组L3传给电源输出侧。此时，存储在漏感L4中的能量就会通过电容C8与二极管D8释放能量，并由电容C8限制了出现在MOSFET管M1两端的尖峰电压。当下一次MOSFET管M1导通时，电容C8的能量就会与电感L8、二极管D10发生谐振，最后把电感L8中的能量由二极管D8送回电源，实现无损转换，这样就大大提高了DCDC电源的效率。图2、图3、图4为如图1所示的电路的工作波形图。

以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高效率低成本推挽式直流变流器，包括推挽电路、变压电路以及整流电路，所述推挽电路包括两个推挽相连的开关管以及与所述开关管分别并联的两个二极管；所述推挽电路通过变压电路与整流电路相连，其特征在于，还包括吸收电路，所述吸收电路包括第一电感（L7）、第二电感（L8）、第一电容（C7）以及第二电容（C8），所述第一电感（L7）与第一电容（C7）组成串联电路并与变压电路原边绕组的一端相连；所述第二电感（L8）与第二电容（C8）组成串联电路并与变压电路原边绕组的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的高效率低成本推挽式直流变流器，其特征在于，所述所述吸收电路还包括可以限制电流导向的二极管，所述二极管位于第一电感（L7）和第二电感（L8）的两端。

3.根据权利要求2所述的高效率低成本推挽式直流变流器，其特征在于，所述变压电路的原边绕组（L1、L2）中间的抽头连接有电感（L6），电感（L6）另一端与吸收电路相连。

4.根据权利要求1所述的高效率低成本推挽式直流变流器，其特征在于，所述整流电路为半桥整流电路，由两个二极管与两个电容组成。

5.根据权利要求1所述的高效率低成本推挽式直流变流器，其特征在于，所述整流电路为全桥整流电路。

6.根据权利要求1所述的高效率低成本推挽式直流变流器，其特征在于，所述开关管为MOSFET管。