CN108736710B - 一种dc-dc功率变换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种DC‑DC功率变换电路，包括调制整形电路、全桥变换电路和驱动电路，调制整形电路通过驱动电路与全桥变换电路电连接；调制整形电路对驱动信号进行调制整形，驱动电路对调制整形后的驱动信号波形进行驱动提升，以降低驱动信号波形的变形与损耗，全桥变换电路对驱动信号进行全桥变换，使得输出波形更接近于平滑直流的脉冲波形。本发明的DC‑DC功率变换电路采用具有零电压开关、谐振技术的全桥变换电路，使高压直流变成调宽的交流脉冲，有效提升整个电路的功率，降低损耗，将DC‑DC功率变换电路应用于开关整流器，能够降低电源损耗，提升功率。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种DC-DC功率变换电路。
背景技术
近几年，国内通信电源领域的竞争日趋激烈，已发展到以厂商实力、电源技术、成本价格以及售后服务的全方位竞争，通信电源已经完成了从可控硅相控整流器到开关型整流器的换代过程，到现在，已经发展成为了智能型的高频开关整流器。
通信基站无人化管理与通信服务商要求电源自损耗越来越低，在这种情况下，通信开关整流器的控制与功率器件技术方面发生了巨大的变化，从原来的模拟控制，体积大，功耗高转变为数字控制，智能化，模块化，功耗低等特点。根据国际国内市场的形势，对通信电源设备的交流电压、工作温度范围、功率因数和效率要求越来越高，并且，对模块的成本要求越来越低，原来的整流器模块已经不适应市场的需要。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的DC-DC功率变换电路，能够克服现有开关整流器自损耗高、功率不够的缺点。
本发明提供了一种DC-DC功率变换电路，包括调制整形电路、全桥变换电路和驱动电路，所述调制整形电路通过所述驱动电路与所述全桥变换电路电连接；
所述调制整形电路，用于对驱动信号进行调制整形；
所述驱动电路，用于对调制整形后的驱动信号波形进行驱动提升，以降低所述驱动信号波形的变形与损耗；
所述全桥变换电路，用于对驱动信号进行全桥变换，使得输出波形更接近于平滑直流的脉冲波形。
本发明的有益效果为：采用调制整形电路，对调制驱动信号进行整形，提升驱动能力，降低波形失真程度；采用具有零电压开关、谐振技术的全桥变换电路，使高压直流变成调宽的交流脉冲，有效提升整个电路的功率，降低损耗，将DC-DC功率变换电路应用于开关整流器，能够降低电源损耗，提升功率。
附图说明
图1为本发明一个实施例的DC-DC功率变换电路连接框图；
图2为本发明另一个实施例的DC-DC功率变换电路示意图。
附图中，各标号所代表的元件名称如下：
a、调制整形电路，b、全桥变换电路，c、驱动电路，c1、第一驱动模块，c2、第二驱动模块，c3、第三驱动模块，c4、第四驱动模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，提供了本发明一个实施例的DC-DC功率变换电路，包括调制整形电路a、全桥变换电路b和驱动电路c，所述调制整形电路a通过所述驱动电路c与所述全桥变换电路b电连接。
调制整形电路a，用于对驱动信号进行调制整形；驱动电路c，用于对调制整形后的驱动信号波形进行驱动提升，以降低所述驱动信号波形的变形与损耗；全桥变换电路b，用于对驱动信号进行全桥变换，使得输出波形更接近于平滑直流的脉冲波形，提升电路功率。
其中，参见图2，所述调制整形电路a包括驱动芯片U1和驱动芯片U2。驱动芯片U1的引脚1、引脚3和引脚8均接地，引脚2接OUTUL端，所述OUTUL端通过电阻R9接地，所述驱动芯片U1的引脚4接OUTUR端，所述OUTUR端通过电阻R10接地，引脚5通过电容C5及所述驱动电路c与引脚7连接，引脚6接VCC，并分别通过电容C2和电解电容E3接地。
驱动芯片U2的引脚1、引脚3和引脚8接地，引脚2接OUTLL端，所述OUTLL端通过电阻R11接地，所述驱动芯片U2的引脚4接OUTLR端，所述OUTLR端通过电阻R12接地，引脚5通过电容C6及所述驱动电路c与引脚7连接，引脚6接VCC，并分别通过电容C4和电解电容E4接地。
本发明中由OUTUL端、OUTUR端提供一路驱动信号并由驱动芯片U1对提供的这一路驱动信号进行整形，由OUTLL端和OUTLR端提供另一路驱动信号并由驱动芯片U2对提供的这一路驱动信号进行整形。驱动芯片U1和驱动芯片U2有效对调制驱动信进行整形，提升驱动能力，降低波形失真程度。
全桥变换电路b包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4，MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极和MOS管Q4的栅极均连接所述驱动电路c，MOS管Q1的源极连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q3的源极连接MOS管Q4的源极且接地，MOS管Q4的漏极连接MOS管Q2的源极。
驱动电路c包括第一驱动模块c1，用来驱动全桥变换电路b中的MOS管Q1，第一驱动模块c1包括变压器T3、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C3、二极管D2，稳压管ZD1和MOS管Q5。变压器T3的初级线圈T3A的一端与驱动芯片U1的引脚7连接，另一端通过所述电容C5与驱动芯片U1的引脚5连接，所述变压器T3的第一次级线圈T3C的一端通过电阻R14与MOS管Q1的栅极连接，且该端通过电阻R13和电容C3与第一次级线圈T3C的另一端连接，第一次级线圈T3C的另一端通过稳压管ZD1与MOS管Q1的源极连接，第一次级线圈T3C的另一端与MOS管Q5的栅极之间并联电阻R15和二极管D2，MOS管Q5的源极与MOS管Q1的源极连接，MOS管Q5的漏极与MOS管Q1的栅极连接，且MOS管Q5的源极和漏极之间并联有电阻R16。
驱动电路c包括还第二驱动模块c2，用来驱动全桥变换电路b中的MOS管Q3，第二驱动模块c2包括电压器T4、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C7、电容C8、二极管D3、稳压管ZD2、稳压管ZD3和MOS管Q6。变压器T4的初级线圈T4A的一端与驱动芯片U2的引脚7连接，另一端通过所述电容C6与驱动芯片U2的引脚5连接，所述变压器T4的第一次级线圈T4C的一端通过稳压管ZD3和电阻R19与MOS管Q3的栅极连接，且该端通过电阻R17和电容C7与第一次级线圈T4C的另一端连接，在所述稳压管ZD3的两端并联连接有电容C8，第一次级线圈T4C的另一端通过稳压管ZD2与所述MOS管Q3的源极连接，第一次级线圈T4C的另一端与MOS管Q6的栅极之间并联有电阻R18和二极管D3，MOS管Q6的源极与MOS管Q3的源极连接，MOS管Q6的漏极与MOS管Q3的栅极连接连接，且MOS管Q6的源极和漏极之间并联有电阻R20。
驱动电路c包括第三驱动模块c3，用来驱动全桥变换电路b中的MOS管Q2，第三驱动模块c3包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C12、二极管D6、稳压管ZD4、MOS管Q7以及变压器T3的第二次级线圈T3D。所述电阻R24连接在MOS管Q2的栅极与源极之间，电阻R27和电容C12串联后与变压器T3的第二次级线圈T3D并联，再与电阻R25串联后连接在MOS管Q2的栅极与源极之间，MOS管Q2的栅极还与MOS管Q7的漏极连接，MOS管Q7的源极连接MOS管Q2的源极，电阻R26与二极管D6并联，其一个公共端连接MOS管Q7的栅极，另一个公共端通过稳压管ZD4连接MOS管Q7的源极。
所述驱动电路c还包括第四驱动模块c4，用来驱动全桥变换电路b中的MOS管Q4，第四驱动模块c4包括电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C13、电容C14、二极管D7、稳压管ZD5、稳压管ZD6、MOS管Q8和变压器T4的第二次级线圈T4D。电阻R28连接在MOS管Q4的栅极与源极之间，电容C13与稳压管ZD5并联后与电阻R29串联形成第一支路，电阻R31和电容C14串联后与变压器T4的第二次级线圈T4D并联形成第二支路，第一支路与第二支路串联形成第三支路，第三支路通过稳压管ZD6连接在MOS管Q4的栅极与源极之间，电阻R30与二极管D7并联，其一个公共端连接MOS管Q8的栅极，另一个公共端通过稳压管Z64连接MOS管Q8的源极，MOS管Q8的漏极连接MOS管Q4的栅极。
本发明中为MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3以及MOS管Q4分别对应有驱动电路c，可以理解为整个驱动电路c为全桥变换电路b的驱动电路c。其中，MOS管Q1和MOS管Q4形成正半周桥臂电路，MOS管Q2和MOS管Q3形成负半周桥臂电路，整个全桥变换电路b使得输出波形更接近平滑直流，提升了功率。变压器T3和T4的初次级线圈使得调制整形电路a和驱动电路c之间隔离断绝干扰，驱动电路c能够有效降低驱动信号波形的变形与损耗。
在MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极之间连接有开关谐振电路，所述开关谐振电路包括电容C9、电容C10和电感L2，电容C9和电容C10并联后与变压器T1A的初级线圈以及电感L2串联连接在MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极之间，在变压器T1A与电感L2之间分别并联有电容C11、电阻R21、电阻R22和电阻R23，在MOS管Q2的漏极与电感L2之间连接有二极管D4，在MOS管Q4的源极与电感L2之间连接有二极管D5。
电容C9、电容C10和电感L2组成零电压开关、谐振电路，全桥变换电路b中的MOS管关断时，电容C9、电容C10和电感L2回路产生谐振，MOS管源漏极电压先由0升到最大值，流过MOS管源漏极的电流为0，从而MOS管的损耗为0；MOS管开通时,MOS管源漏极电压再由最大值降到0，流过MOS管源漏极的电流为规定最大值，从而MOS管的损耗为0，降低DC-DC功率变换电路损耗提升整个电路的效率。
本发明提供的DC-DC功率变换电路，采用调制整形电路，对调制驱动信号进行整形，提升驱动能力，降低波形失真程度；采用具有零电压开关、谐振技术的全桥变换电路，使高压直流变成调宽的交流脉冲，有效提升整个电路的功率，降低损耗，将DC-DC功率变换电路应用于开关整流器，能够降低电源损耗，提升功率。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种DC-DC功率变换电路，其特征在于，包括调制整形电路、全桥变换电路和驱动电路，所述调制整形电路通过所述驱动电路与所述全桥变换电路电连接；
所述调制整形电路，用于对驱动信号进行调制整形；
所述驱动电路，用于对调制整形后的驱动信号波形进行驱动提升，以降低所述驱动信号波形的变形与损耗；
所述全桥变换电路，用于对驱动信号进行全桥变换，使得输出波形更接近于平滑直流的脉冲波形；
所述调制整形电路包括驱动芯片U1和驱动芯片U2；
所述驱动芯片U1的引脚1、引脚3和引脚8均接地，引脚2接OUTUL端，所述OUTUL端通过电阻R9接地，所述驱动芯片U1的引脚4接OUTUR端，所述OUTUR端通过电阻R10接地，引脚5通过电容C5及所述驱动电路与引脚7连接，引脚6接VCC，并分别通过电容C2和电解电容E3接地；
所述驱动芯片U2的引脚1、引脚3和引脚8接地，引脚2接OUTLL端，所述OUTLL端通过电阻R11接地，所述驱动芯片U2的引脚4接OUTLR端，所述OUTLR端通过电阻R12接地，引脚5通过电容C6及所述驱动电路与引脚7连接，引脚6接VCC，并分别通过电容C4和电解电容E4接地；
所述全桥变换电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4，MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极和MOS管Q4的栅极均连接所述驱动电路，MOS管Q1的源极连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q3的源极连接MOS管Q4的源极且接地，MOS管Q4的漏极连接MOS管Q2的源极。
2.根据权利要求1所述的DC-DC功率变换电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一驱动模块，所述第一驱动模块包括变压器T3、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C3、二极管D2，稳压管ZD1和MOS管Q5；
所述变压器T3的初级线圈T3A的一端与驱动芯片U1的引脚7连接，另一端通过电容C5与驱动芯片U1的引脚5连接，所述变压器T3的第一次级线圈T3C的一端通过电阻R14与MOS管Q1的栅极连接，且该端通过电阻R13和电容C3与第一次级线圈T3C的另一端连接，第一次级线圈T3C的另一端通过稳压管ZD1与MOS管Q1的源极连接，第一次级线圈T3C的另一端与MOS管Q5的栅极之间并联电阻R15和二极管D2，MOS管Q5的源极与MOS管Q1的源极连接，MOS管Q5的漏极与MOS管Q1的栅极连接，且MOS管Q5的源极和漏极之间并联有电阻R16。
3.根据权利要求1所述的DC-DC功率变换电路，其特征在于，所述驱动电路包括第二驱动模块，所述第二驱动模块包括变压器T4、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C7、电容C8、二极管D3、稳压管ZD2、稳压管ZD3和MOS管Q6；
所述变压器T4的初级线圈T4A的一端与驱动芯片U2的引脚7连接，另一端通过电容C6与驱动芯片U2的引脚5连接，所述变压器T4的第一次级线圈T4C的一端通过稳压管ZD3和电阻R19与MOS管Q3的栅极连接，且该端通过电阻R17和电容C7与第一次级线圈T4C的另一端连接，在所述稳压管ZD3的两端并联连接有电容C8，第一次级线圈T4C的另一端通过稳压管ZD2与所述MOS管Q3的源极连接，第一次级线圈T4C的另一端与MOS管Q6的栅极之间并联有电阻R18和二极管D3，MOS管Q6的源极与MOS管Q3的源极连接，MOS管Q6的漏极与MOS管Q3的栅极连接，且MOS管Q6的源极和漏极之间并联有电阻R20。
4.根据权利要求1所述的DC-DC功率变换电路，其特征在于，所述驱动电路包括第三驱动模块，所述第三驱动模块包括电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电容C12、二极管D6、稳压管ZD4、MOS管Q7以及变压器T3的第二次级线圈T3D，所述电阻R24连接在MOS管Q2的栅极与源极之间，电阻R27和电容C12串联后与变压器T3的第二次级线圈T3D并联，再与电阻R25串联后连接在MOS管Q2的栅极与源极之间，MOS管Q2的栅极还与MOS管Q7的漏极连接，MOS管Q7的源极连接MOS管Q2的源极，电阻R26与二极管D6并联，其一个公共端连接MOS管Q7的栅极，另一个公共端通过稳压管ZD4连接MOS管Q7的源极。
5.根据权利要求1所述的DC-DC功率变换电路，其特征在于，所述驱动电路包括第四驱动模块，所述第四驱动模块包括电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C13、电容C14、二极管D7、稳压管ZD5、稳压管ZD6、MOS管Q8和变压器T4的第二次级线圈T4D，电阻R28连接在MOS管Q4的栅极与源极之间，电容C13与稳压管ZD5并联后与电阻R29串联形成第一支路，电阻R31和电容C14串联后与变压器T4的第二次级线圈T4D并联形成第二支路，第一支路与第二支路串联形成第三支路，第三支路通过稳压管ZD6连接在MOS管Q4的栅极与源极之间，电阻R30与二极管D7并联，其一个公共端连接MOS管Q8的栅极，另一个公共端通过稳压管Z64连接MOS管Q8的源极，MOS管Q8的漏极连接MOS管Q4的栅极。
6.根据权利要求1所述的DC-DC功率变换电路，其特征在于，在所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极之间连接有开关谐振电路，所述开关谐振电路包括电容C9、电容C10和电感L2，所述电容C9和电容C10并联后与变压器T1A的初级线圈以及电感L2串联连接在MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极之间，在变压器T1A的初级线圈与电感L2之间分别并联有电容C11、电阻R21、电阻R22和电阻R23，在MOS管Q2的漏极与电感L2之间连接有二极管D4，在MOS管Q4的源极与电感L2之间连接有二极管D5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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