CN103078481A - 一种抑制输入输出电压波动的电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电路控制技术领域，具体涉及一种抑制输入输出电压波动的电路。现有技术存在可靠性不高、体积笨重、成本高的问题。为解决现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：一种抑制输入输出电压波动的电路，在原有电路上增加了L2，L3，C3，C4和R1，如图3所示，但开关管S1、S2、S3、S4的工作时序和图2一致。当c点和d点电压和存在波动时，先会在C3和C4上形成流向C3和C4的电流，便会在电感L2上形成压降，进而b点波动电压就会减小，流向Cp的电流也会减小，从而达到了抑制共模电流的目的。本发明在不增加隔离器件的情况下，达到了抑制输入输出间电压波动的目的。

Description

一种抑制输入输出电压波动的电路

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，具体涉及一种抑制输入输出电压波动的电路。 

背景技术

在很多直流电压转直流电压或者直流电压转交流电压的电力电子装换装置中，在输入和输出之间如果没有进行电气隔离，就会因为电力电子器件的高频开关导致输入和输出之间有很大的高频电压波动，电压波动的幅值会随着电气参数的变化为变换，并且也会在输入和地线端形成高频的波动，造成电磁兼容问题。 

目前处理高频电压波动的方法通常是在输入和输出之间增加电气隔离，普遍用变压器隔离，分为高频变压器隔离和低频变压器隔离，高频变压器隔离体积比较小，但增加了高频的电力电子切换元件，可靠性有了很大折扣，低频变压器可靠性高，但是体积笨重，成本高，运输不便。 

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制输入输出电压波动的电路，以解决现有技术可靠性不高、体积笨重、成本高的问题。 

为解决现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：一种抑制输入输出电压波动的电路，包括电压源V1、开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、电感L1、电解电容C1、电解电容C2和电容C5，所述电压源V1的正端和电容C1的正端、开关管S1的集电极、开关管S2的集电极连接，电压源V1的负端和电容C2的负端、开关管S3的发射极、开关管S4的发射极连接，电容C1的负端和电容C2的正端连接，开关管S1的发射极、开关管S3的集电极和电感L1输入侧的一端连接，开关管S2的发射极，开关管S4的集电极和电感L1输入侧的另一端相连接，电感L1输出侧一端与电容C5的一端连接，电感L1输出侧另一端和电容C5的另一端连接，其特殊之处在于：还包括电感L2、电感L3，电容C3，电容C4和电阻R1，所述电感L2的输入侧两端分别与电感L1的输出侧两端连接，电感L2输出侧一端、电容C3一端和电感L3输入侧一端连接，电感L2输出侧另一端、电容C4一端和电感L3输入侧另一端连接，电容C3和电容C4的另外一端连接到一起后经过电阻R1再和电解电容C1的负端、电解电容C2的正端连接，电感L3输出侧两端直接连接电网，所述电感L1为差模电流抑制电感，电感L2和电感L3为共模抑制电感。 

本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果： 

（1）、本发明在不增加隔离器件的情况下，达到了抑制输入输出间电压波动的目的。

（2）、本发明中使用的无源元件成本低，体积小，可以直接放置于电路板上，提高了转换器功率密度。 

（3）本发明在增加少量无源元件的情况下，保证了转换器有较高的转换效率。 

附图说明

图1为常用电压变换电路原理图； 

图2为常用电压变换电路工作时序图；

图3为本发明应用电路原理图；

具体实施方式

    下面结合附图对本发明做详细说明： 

参照图1、图2，一种抑制输入输出电压波动的电路，包括电压源V1、开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、电感L1、电解电容C1、电解电容C2和电容C5，所述电压源V1的正端和电容C1的正端、开关管S1的集电极、开关管S2的集电极连接，电压源V1的负端和电容C2的负端、开关管S3的发射极、开关管S4的发射极连接，电容C1的负端和电容C2的正端连接，开关管S1的发射极、开关管S3的集电极和电感L1输入侧的一端连接，开关管S2的发射极，开关管S4的集电极和电感L1输入侧的另一端相连接，电感L1输出侧一端与电容C5的一端连接，电感L1输出侧另一端和电容C5的另一端连接，其特殊之处在于：还包括电感L2、电感L3，电容C3，电容C4和电阻R1，所述电感L2的输入侧两端分别与电感L1的输出侧两端连接，电感L2输出侧一端、电容C3一端和电感L3输入侧一端连接，电感L2输出侧另一端、电容C4一端和电感L3输入侧另一端连接，电容C3和电容C4的另外一端连接到一起后经过电阻R1再和电解电容C1的负端、电解电容C2的正端连接，电感L3输出侧两端直接连接电网，所述电感L1为差模电流抑制电感，电感L2和电感L3为共模抑制电感。

电容Cp为输入负端（或者正端）对输出L（N线）之间的寄生电容。 

 电感L1为差模电流抑制电感，可以抑制从输入侧一端进，从输入侧另一端流出的电流信号，电感L2、L3为共模抑制电感，抑制同时从输入侧两个端子流进的电流信号。 

常规电压变换的电路工作过程如下，如图1、图2所示，在电网电压正半波时（t0-t1时刻），开关管S1高频开关，S4以电网电压频率开关，当S1开通时c点电压为Vc1=Vdc（Vdc为输入电压），S4一直开通，所以d点电压为Vd1=0V，此时Vc1+Vd1= Vdc，b点电压为Vb1=Vc1+Vd1-Vl1- Vl2- Vl3= Vdc-Vl1- Vl2- Vl3（Vl1，Vl2，Vl3为电感L1，L2，L3上的电压值），当S1关断时c点电压为Vc2=0V，S4一直开通，所以d点电压为Vd2=0V，此时Vc2+Vd2= 0，b点电压为Vb2=Vc1+Vd1-Vl1- Vl2- Vl3=0-Vl1- Vl2- Vl3（Vl1，Vl2，Vl3为电感L1，L2，L3上的电压值），两个时刻的电压值相减，即Vb1- Vb2= Vdc，由此可知在S1开通和关断两个时刻，b点电压相对输入的负端存在幅值为Vdc的电压波动，由于寄生电容Cp的存在，便会在输出L和N线存在产生流向Cp的共模电流。 

 为抑制该共模电流本发明在原有电路上增加了L2，L3，C3，C4和R1，如图3所示，但开关管S1、S2、S3、S4的工作时序和图2一致。当c点和d点电压和存在波动时，先会在C3和C4上形成流向C3和C4的电流，便会在电感L2上形成压降，进而b点波动电压就会减小，流向Cp的电流也会减小，从而达到了抑制共模电流的目的，加入电阻R1为了一方面为了抑制因为电压波动导致的L1，L2和C3，C4的振荡，另一方面可以限制流过C3，C4的电流，以防电流过大导致电感L2饱和，电感L3在开关管开关时提供高阻抗支路，保证c点和d点电压波动产生的共模电流会流过C3和C4，而不会流向电网的L和N线。 

电容C3和C4的值不能太大，1nF至100nF之间为宜，太大了流过电容的电流值就会增加，电感L2饱和的可能性就会增加，一旦L2饱和，此电路就失去了原有的作用。电感L3的值要保证在开关管开关这个频率下的阻抗远大于电容C3和C4的阻抗。 

  

Claims (1)

1.一种抑制输入输出电压波动的电路，包括电压源V1、开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、电感L1、电解电容C1、电解电容C2和电容C5，所述电压源V1的正端和电容C1的正端、开关管S1的集电极、开关管S2的集电极连接，电压源V1的负端和电容C2的负端、开关管S3的发射极、开关管S4的发射极连接，电容C1的负端和电容C2的正端连接，开关管S1的发射极、开关管S3的集电极和电感L1输入侧的一端连接，开关管S2的发射极，开关管S4的集电极和电感L1输入侧的另一端相连接，电感L1输出侧一端与电容C5的一端连接，电感L1输出侧另一端和电容C5的另一端连接，其特征在于：还包括电感L2、电感L3，电容C3，电容C4和电阻R1，所述电感L2的输入侧两端分别与电感L1的输出侧两端连接，电感L2输出侧一端、电容C3一端和电感L3输入侧一端连接，电感L2输出侧另一端、电容C4一端和电感L3输入侧另一端连接，电容C3和电容C4的另外一端连接到一起后经过电阻R1再和电解电容C1的负端、电解电容C2的正端连接，电感L3输出侧两端直接连接电网，所述电感L1为差模电流抑制电感，电感L2和电感L3为共模抑制电感。

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