CN106208693A - 一种dc-dc变换电路及变换电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流变电技术领域，具体公开一种DC‑DC变换电路，包括整流电路、控制单元、开关管单元、正母线、负母线；所述整流电路的正向输出端与正母线连接，所述整流电路的反向输出端与负母线连接，所述开关管单元设置在整流电路的正向输出端与反向输出端之间，所述控制单元与开关管单元的驱动端连接，所述控制单元用于输出信号控制开关管单元的导通、关断。本发明在整流电路的正向输出端与反向输出端之间设置开关管单元，同时通过控制单元输出信号控制开关管单元的导通、关断，实现输出电压的可调节性，该变换电路无需增加新设备，通过开关管单元控制利于AC‑DC切换，节约成本。

Description

一种DC-DC变换电路及变换电源

技术领域

本发明涉及直流变电技术领域，特别涉及一种DC-DC变换电路及变换电源。

背景技术

随着我国经济的发展，汽车的销量保持高速的发展，车辆尾气的排放成为我国环境保护所面临的重要问题之一。电动公交车的推广是实现低碳交通，电动公交车利用风能、太阳能等新型能源进行充电，可节省能源，做好节能减排，减少城市环境的污染具有极其重要意义。而在双源电动公交车中，DC-DC电源是必不可少的设备，它是将波动较大的输入电压经过有效转换，输出较稳定的直流电压供给汽车驱动系统，同时完成对蓄电池的充电工作等；尤其是是光伏的快速发展，需要更多的DC-DC技术来适应和使用光伏技术发展和使用的结果。然而，现有大部分成熟的大功率的电力电子变换技术都是AC-DC变换技术。

发明内容

本发明旨在克服现有直流变电技术的缺陷，利用现有三相电源，提供一种DC-DC变换电路。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种DC-DC变换电路，包括整流电路、控制单元、开关管单元、正母线、负母线；所述整流电路的正向输出端与正母线连接，所述整流电路的反向输出端与负母线连接，所述开关管单元设置在整流电路的正向输出端与反向输出端之间，所述控制单元与所述开关管单元的驱动端连接，所述控制单元用于输出信号控制所述开关管单元的导通、关断。

一些实施例中，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极，所述第一二极管与所述第二二极管的阴极对接，所述第三二极管与所述第四二极管的阳极对接。

一些实施例中，所述控制单元为DSP；所述DSP的输出信号为PWM信号，通过调节外接开关管单元的PWM占空比实现输出电压的可调节性。

一些实施例中，所述开关管单元采用IGBT，所述IGBT的栅极与所述DSP连接，所述IGBT的源极与所述整流电路的正向输出端连接，所述IGBT的漏极与所述整流电路的反向输出端连接，通过DSP输出PWM信号，调节占空比实现输出电压的可调节。

一些实施例中，所述变换电路还包括第五二极管和第六二极管，所述第五二极管正向设置在所述正向输出端与正母线之间，所述第六二极管反向设置在所述反向输出端与负母线之间。

一些实施例中，所述变换电路还包括储能电路，所述储能电路设置在正母线与负母线之间。

一些实施例中，所述储能电路包括第一储能电容和第二储能电容，所述第一储能电容和第二储能电容串联在所述正母线与负母线之间；所述第一储能电容和第二储能电容的连接处与整流电路的负输入端和地相连。

一些实施例中，所述变换电路还包括检测电路，所述检测电路用于检测正母线、负母线之间的输出电压；进一步地，所述检测电路与控制单元连接，控制单元根据检测电路的检测调整输出信号。

本发明还提供一种DC-DC变换电源，包括所述的DC-DC变换电路。

本发明的有益效果在于：在整流电路的正向输出端与反向输出端之间设置开关管单元，同时通过控制单元输出信号控制开关管单元的导通、关断，实现输出电压的可调节性，该变换电路无需增加新设备，通过开关管单元控制利于AC-DC切换，节约成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的实施例DC-DC变换电路的结构示意图。

图2是本发明一实施例的实施例PWM的时序图。

图3是本发明一实施例的实施例DC-DC变换电源的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明提供一种在成熟的AC-DC变换技术的基础上可共用DC-DC变换的电路，使企业很少的成本及时间来实现DCDC电源开发。如图1所示，具体地，本发明提供一种DC-DC变换电路，该变换电路包括整流电路、控制单元2、开关管单元3、正母线(直流母线的正极端)、负母线(直流母线的负极端)。

所述整流电路的正向输出端与正母线连接，所述整流电路的反向输出端与负母线连接，所述开关管单元3设置在整流电路的正向输出端与反向输出端之间，所述控制单元2与开关管单元3的驱动端连接，所述控制单元2用于输出信号控制开关管单元3的导通、关断。

在优选实施例中，所述整流电路为桥式整流电路。更为具体地，所述桥式整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一二极管D1的阳极连接所述第三二极管D3的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接所述第四二极管D4的阴极，所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的阴极对接，所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的阳极对接。

其中，正向输出端为所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的阴极对接处；反向输出端为所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的阳极对接。

所述控制单元2为DSP(digital signal processor，数字信号处理器)，也可以为FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。所述DSP输出信号控制与其连接的开关管单元3的导通、关断。

其中，所述DSP的输出信号为PWM信号，通过调节外接开关管单元3的PWM占空比实现输出电压的可调节性。

如图2所示，以A、C两相工作为例，A、C两相PWM为交替导通，C相截止，固定频率，此时占空比根据输出电压电流确定。

所述开关管单元3采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，所述IGBT的栅极与所述DSP连接，所述IGBT的源极与正向输出端连接，所述IGBT的漏极与反向输出端连接，通过DSP输出PWM信号，调节占空比实现输出电压的可调节。

所述变换电路还包括第五二极管D5和第六二极管D6，所述第五二极管D5正向设置在所述正向输出端与正母线之间，所述第六二极管D6反向设置在所述反向输出端与负母线之间，所述第五二极管D5和第六二极管D6使正母线、负母线电压输出稳定、有效。

进一步，所述变换电路还包括储能电路，所述储能电路设置在正母线与负母线之间。

其中，所述储能电路包括第一储能电容C1和第二储能电容C2，所述第一储能电容C1和第二储能电容C2串联在所述正母线与负母线之间；所述第一储能电容C1和第二储能电容C2的连接处与整流电路的负输入端和地相连。

在优选实施例中，所述变换电路还包括检测电路，所述检测电路用于检测正母线、负母线之间的输出电压；进一步地，所述检测电路与DSP连接，DSP根据检测电路及内部控制方式调整输出PWM(Pulse-WidthModulation，脉宽调制)信号，从而控制IGBT的导通、关断，最终输出符合要求电压。

如图3所示，本发明实施例还提供一种DC-DC变换电源，其中，三相输入端中采用DC-DC变换电路，进一步地，所述三相输入端中任意两相采用DC-DC变换电路。

该变换电路包括整流电路、控制单元、开关管单元3、正母线(直流母线的正极端)、负母线(直流母线的负极端)。

所述整流电路的正向输出端与正母线连接，所述整流电路的反向输出端与负母线连接，所述开关管单元3设置在整流电路的正向输出端与反向输出端之间，所述控制单元2与开关管单元3的驱动端连接，所述控制单元2用于输出信号控制开关管单元3的导通、关断。

在优选实施例中，所述整流电路为桥式整流电路。更为具体地，所述桥式整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一二极管D1的阳极连接所述第三二极管D3的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接所述第四二极管D4的阴极，所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的阴极对接，所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的阳极对接。

其中，正向输出端为所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的阴极对接处；反向输出端为所述第三二极管D3与所述第四二极管D4的阳极对接。

所述控制单元为DSP(digital signal processor，数字信号处理器)，也可以为FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。所述DSP输出信号控制与其连接的开关管单元3的导通、关断。

任意两相中的所述DSP有效工作，实际控制开关管单元3的导通、关断。进一步地，所述DSP两相共用一个。

其中，所述DSP的输出信号为PWM信号，通过调节外接开关管单元3的PWM占空比实现输出电压的可调节性。

所述开关管单元3采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，所述IGBT的栅极与所述DSP连接，所述IGBT的源极与正向输出端连接，所述IGBT的漏极与反向输出端，通过DSP输出PWM信号，调节占空比实现输出电压的可调节。

所述变换电路还包括第五二极管D5和第六二极管D6，所述第五二极管D5正向设置在所述正向输出端与正母线之间，所述第六二极管D6反向设置在所述反向输出端与负母线之间，所述第五二极管D5和第六二极管D6使正母线、负母线电压输出稳定、有效。

进一步，所述变换电路还包括储能电路，所述储能电路设置在正母线与负母线之间。

其中，所述储能电路包括第一储能电容C1和第二储能电容C2，所述第一储能电容C1和第二储能电容C2串联在所述正母线与负母线之间；所述第一储能电容C1和第二储能电容C2的连接处与整流电路的负输入端和地相连。

在优选实施例中，所述变换电路还包括检测电路，所述检测电路用于检测正母线、负母线之间的输出电压；进一步地，所述检测电路与DSP连接，DSP根据检测电路的检测调整输出PWM信号，从而控制IGBT的导通、关断，最终输出符合要求电压。

在整流电路的正向输出端与反向输出端之间设置开关管单元，同时通过控制单元输出信号控制开关管单元的导通、关断，实现输出电压的可调节性，该变换电路为升压线路，无需增加新设备，通过开关管单元控制利于AC-DC切换，节约成本。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种DC-DC变换电路，其特征在于，包括整流电路、控制单元、开关管单元、正母线、负母线；

所述整流电路的正向输出端与正母线连接，所述整流电路的反向输出端与负母线连接，所述开关管单元设置在整流电路的正向输出端与反向输出端之间，所述控制单元与所述开关管单元的驱动端连接，所述控制单元用于输出信号控制所述开关管单元的导通、关断。

2.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第四二极管的阴极，所述第一二极管与所述第二二极管的阴极对接，所述第三二极管与所述第四二极管的阳极对接。

3.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述控制单元为DSP；所述DSP的输出信号为PWM信号，通过调节外接开关管单元的PWM占空比实现输出电压的可调节性。

4.如权利要求3所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述开关管单元采用IGBT，所述IGBT的栅极与所述DSP连接，所述IGBT的源极与所述整流电路的正向输出端连接，所述IGBT的漏极与所述整流电路的反向输出端连接，通过DSP输出PWM信号，调节占空比实现输出电压的可调节。

5.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述变换电路还包括第五二极管和第六二极管，所述第五二极管正向设置在所述正向输出端与正母线之间，所述第六二极管反向设置在所述反向输出端与负母线之间。

6.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述变换电路还包括储能电路，所述储能电路设置在正母线与负母线之间。

7.如权利要求6所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述储能电路包括第一储能电容和第二储能电容，所述第一储能电容和第二储能电容串联在所述正母线与负母线之间；所述第一储能电容和第二储能电容的连接处与整流电路的负输入端和地相连。

8.如权利要求1所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述变换电路还包括检测电路，所述检测电路用于检测正母线、负母线之间的输出电压；进一步地，所述检测电路与控制单元连接，控制单元根据检测电路的检测调整输出信号。

9.一种DC-DC变换电源，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的DC-DC变换电路。