CN201789419U - 低压大电流输出dc-dc变换器 - Google Patents
低压大电流输出dc-dc变换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201789419U CN201789419U CN2010202516958U CN201020251695U CN201789419U CN 201789419 U CN201789419 U CN 201789419U CN 2010202516958 U CN2010202516958 U CN 2010202516958U CN 201020251695 U CN201020251695 U CN 201020251695U CN 201789419 U CN201789419 U CN 201789419U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mosfet pipe
- voltage
- converter
- low
- current output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型揭示了一种低压大电流输出DC-DC变换器，包括：逆变电路、包括由MOSFET管构成的单相逆变桥；变压电路、包括若干个变压单元；其中，每个变压单元均包括一个变压器、一端与所述变压器次级绕组中端连接的谐振电感、及两个输入端分别连接所述次级绕组两端的整流电路，且所述变压器的初级绕组依次串联构成串联结构，所述串联结构的两端连接所述逆变电路；储能电路、连接所述整流电路的输出端及所有谐振电感的另一端。本实用新型的有益效果在于：设计简化、成本低廉、效率较高、支持大输出电流。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种DC-DC变换器，特别涉及一种低压大电流输出DC-DC变换器。
背景技术
由于开关电源特有的优势，在许多领域得到了广泛的应用，创造了巨大的社会价值和经济效益。随着分布式电源的发展，包括风力发电和光伏发电以及移动和通讯设备的发展，开关技术得到新的应用领域，而且功率等级日益提升。其中，开关电源(DC-DC变换器)的整机性能已成为制约开关电源发展的主要因素，具体表现在整机体积大、系统效率低、设计难度高等多个方面。现有技术的DC-DC变换器，多难以满足上述需求，而且多存在均流问题。如专利号为CN200720175240.0，专利名称为一种DC-DC变换器的专利，公开了以下内容：一种DC-DC变换器，该DC-DC变换器包括输入端回路(30)、输出端回路(40)、变压器(50)、输出端电流保护电路(60)、主控制器IC(80)和开关(90)；输入端回路(30)与输出端回路(40)分别连接到变压器(50)的初级侧和次级侧，输出端电流保护电路(60)连接在输出端回路(40)的电压输出端与主控制器IC(80)的一个输入端之间，主控制器IC(80)的输出端与开关(90)的控制端连接，开关(90)连接在变压器(50)初级侧主回路上；其特征在于，该DC-DC变换器还包括输入端电流保护电路(70)，输入端电流保护电路(70)连接在输入端回路(30)的电压输出端与主控制器IC(80)的另一个输入端之间。
因此，如何提供一种结构简单、系统效率高且设计难度低的适用于低压大电流输出DC-DC变换器，已成为本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的所要解决的技术方案是提供一种低压大电流输出DC-DC变换器，以解决现有技术的不足。
为解决上述技术方案，本实用新型提供一种低压大电流输出DC-DC变换器，包括：逆变电路、包括由MOSFET管构成的单相逆变桥；变压电路、包括若干个变压单元；其中，每个变压单元均包括一个变压器、一端与所述变压器次级绕组中端连接的谐振电感、及两个输入端分别连接所述次级绕组两端的整流电路，且所述变压器的初级绕组依次串联构成串联结构，所述串联结构的两端连接所述逆变电路；储能电路、连接所述整流电路的输出端及所有谐振电感的另一端。
作为本实用新型的优选方案之一，所述单相逆变桥包括第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管及第四MOSFET管；所述第一MOSFET管与所述第三MOSFET管串联，所述第二MOSFET管与所述第四MOSFET管串联，且所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管与所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管并联。
作为本实用新型的优选方案之一，所述逆变电路还包括与所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管、所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管并联的电容。
作为本实用新型的优选方案之一，所述串联结构的一端连接在所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管之间，所述串联结构的另一端连接在所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管之间。
作为本实用新型的优选方案之一，所述变压单元为三个。
作为本实用新型的优选方案之一，所述整流电路包括两个二极管，所述两个二极管的一端分别连接所在单元的变压器次级绕组的两端，另一端均连接所述储能电路。
作为本实用新型的优选方案之一，所述储能电路包括一个或若干个串联的电容。
作为本实用新型的优选方案之一，所述电容为若干个，每个电容均并联一个电阻，且所有电阻的阻值相等。
作为本实用新型的优选方案之一，所述电容为电解电容。
本实用新型的有益效果在于：设计简化、成本低廉、效率较高、支持大输出电流。
附图说明
图1为本实用新型提供的低压大电流输出DC-DC变换器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1，本实用新型提供的的低压大电流输出DC-DC变换器包括逆变电路1和变压电路2及储能电路3。
逆变电路1包括第一MOSFET管S1、第二MOSFET管S2、第三MOSFET管S3、第四MOSFET管S4及电解电容E1；变压电路2包括平面变压器HF1、HF2、HF3，六个高速二极管D1～D6和三个谐振电感L1～L3。储能电路3包括两个电解电容E2、E3，两个电阻R1、R2。
逆变电路1将高压直流电压转换成高频高压直流电压。第一MOSFET管S1的漏极、第二MOSFET S2的漏极与电解电容E1的阳极相连后与输入直流电压的正极相连，第三MOSFET管S3的源极、第四MOSFET管S4的源极与电解电容E1的负极相连后与输入直流电压的负极相连，第一MOSFET管S1的源极、第三MOSFET管S3的漏极与变压电路中平面变压器HFT1初级绕组的一端相连，第二MOSFET管S2的源极、第四MOSFET管S4的漏极与变压电路中平面变压器HFT3初级绕组的一端相连。
第一MOSFET管S1与第二MOSFET管S2串联后，再与串联的第三MOSFET管S3及第四MOSFET管S4并联，构成单相逆变桥。通过采用传统PWM调制算法，S1与S4一组，S2与S3一组，或采用移相PWM调制算法，可以将输入的高压直流电压变换成高频高压的PWM脉冲，为后级变压电路供电。
本领域技术人员应该理解，电解电容E1可由多个电解电容并联，分散就近布置构成。MOSFET管S1～S4，每一个均可由多个功率管并联构成。在一较佳实施例中，每个MSOFET管均由三个IRF3205并联构成，并安装于散热器上。
变压电路2将高频高压直流电压转换为高频低压直流脉冲。变压电路2共包括3个变压单元，每个变压单元均包括一个平面变压器、一个谐振电感及由两个高速二极管构成的整流电路。平面变压器HFT1初级绕组的另一端与平面变压器HFT2初级绕组的一端相连，平面变压器HFT2初级绕组的另一端与平面变压器HFT3初级绕组的另一端相连，以构成串联结构。平面变压器HFT1次级绕组的一端与高速二极管D1的阳极相连，平面变压器HFT1次级绕组的另一端与高速二极管D2的阳极相连，平面变压器HFT1次级绕组的中端与谐振电感L1的一端相连。平面变压器HFT2次级绕组的一端与高速二极管D3的阳极相连。平面变压器HFT2次级绕组的另一端与高速二极管D4的阳极相连，平面变压器HFT2次级绕组的中端与谐振电感L2的一端相连。平面变压器HFT3次级绕组的一端与高速二极管D5的阳极相连，平面变压器HFT3次级绕组的另一端与高速二极管D6的阳极相连，平面变压器HFT3次级绕组的中端与谐振电感L3的一端相连。高速二极管D1的阴极、高速二极管D2的阴极、高速二极管D3的阴极、高速二极管D4的阴极、高速二极管D5的阴极、高速二极管D6的阴极相连后与储能电路的电解电容E2的阳极和电阻R1的一端相连后作为输出正极，谐振电感L1的另一端、谐振电感L2的另一端与谐振电感L3的另一端相连后与储能电路的电解电容E3的阴极和电阻R2的一端相连后作为输出负极。
三个参数一致的平面变压器的初级绕组依次串联构成串联结构，接收和均匀承担输入的高频高压的PWM电压脉冲，经过独立的电磁耦合，各自输出全波低压高频电压，再通过各自的由两个整流用高速二极管构成的整流电路的整流作用，将能量传输到后级的电解电容储能电路。
本领域技术人员应该理解，变压电路2中，选择平面变压器为较佳方案，目的是为了降低体积和提高效率，实际可用其他变压器替代。同样的，高速二极管也可采用其他符合要求的二极管替代。且，变压单元亦不限于三个，可为若干个。
储能电路将高频低压直流脉冲滤波为低压直流电压，为后级直流负载供电。电解电容E2的阳极和电阻R1的一端相连后作为输出正极，电解电容E3的阴极和电阻R2的一端相连后作为输出负极，电解电容E2的阴极、电解电容E3的阳极、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端相连。
本领域技术人员应该理解，采用两个串联的电解电容是为了选择体积较小的低压电解电容，电解电容的数量并不因此受限，可为1个或若干个，当电解电容为若干个时，为了均压，每个电解电容并联一个电阻，电阻均值均相等。电解电容也可用其他电容替代。
本实用新型中，变压电路中平面变压器次级的三个谐振电感和次级漏感折算为初级电感，在MOSFET管的开关作用下，初级漏感、折算初级电感与MOSFET管S1～S4的漏源之间的传输电容发生谐振作用，通过选择次级电感量大小，使得谐振频率等于开关频率，可以实现功率MOSFET S1～S4的零电压开通和满载附近的零电流关断，减少开关损耗和降低EMI噪声。由于整个DC-DC变换器为降压型变换器，因此谐振网络的电压等级高，但是电流等级低，有利于谐振网络的设计。变压器电路中高频变压器的次级采用两个高速二极管构成的全波整流电路，一个变压单元中同时只有一只高速二极管导通电流，因而导通损耗降低，适合低压大电流输出。
本实用新型中，逆变电路1完成高压直流电压到高频高压直流电压的变换，变压电路负责将高频高压直流电压变换为高频低压直流脉冲，并输送到储能电路，同时变压电路中的谐振电感以及漏感与逆变电路中功率MOSFET的漏源之间寄生电容产生谐振，能够实现零电压软开关和满载附近的零电流软开关，降低开关损耗。平面变压器的使用能够降低体积和提高效率，初级绕组的串联可以简化变压器的设计。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案。不脱离本实用新型精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于，包括：
逆变电路、包括由MOSFET管构成的单相逆变桥；
变压电路、包括若干个变压单元；其中，每个变压单元均包括一个变压器、一端与所述变压器次级绕组中端连接的谐振电感、及两个输入端分别连接所述次级绕组两端的整流电路，且所述变压器的初级绕组依次串联构成串联结构，所述串联结构的两端连接所述逆变电路；
储能电路、连接所述整流电路的输出端及所有谐振电感的另一端。
2.如权利要求1所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述单相逆变桥包括第一MOSFET管、第二MOSFET管、第三MOSFET管及第四MOSFET管；所述第一MOSFET管与所述第三MOSFET管串联，所述第二MOSFET管与所述第四MOSFET管串联，且所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管与所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管并联。
3.如权利要求2所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述逆变电路还包括与所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管、所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管并联的电容。
4.如权利要求2或3所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述串联结构的一端连接在所述第一MOSFET管及所述第三MOSFET管之间，所述串联结构的另一端连接在所述第二MOSFET管及所述第四MOSFET管之间。
5.如权利要求1所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述变压单元为三个。
6.如权利要求1所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述整流电路包括两个二极管，所述两个二极管的一端分别连接所在单元的变压器次级绕组的两端，另一端均连接所述储能电路。
7.如权利要求1所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述储能电路包括一个或若干个串联的电容。
8.如权利要求7所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述电容为若干个，每个电容均并联一个电阻，且所有电阻的阻值相等。
9.如权利要求7所述的低压大电流输出DC-DC变换器，其特征在于：所述电容为电解电容。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202516958U CN201789419U (zh) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 低压大电流输出dc-dc变换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202516958U CN201789419U (zh) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 低压大电流输出dc-dc变换器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201789419U true CN201789419U (zh) | 2011-04-06 |
Family
ID=43821369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010202516958U Expired - Lifetime CN201789419U (zh) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 低压大电流输出dc-dc变换器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201789419U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244478A (zh) * | 2011-07-13 | 2011-11-16 | 西南交通大学 | 一种风光互补型牵引供电电源单相供电方法 |
| CN102315775A (zh) * | 2010-07-06 | 2012-01-11 | 上海儒竞电子科技有限公司 | 低压大电流输出dc-dc变换器 |
-
2010
- 2010-07-06 CN CN2010202516958U patent/CN201789419U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315775A (zh) * | 2010-07-06 | 2012-01-11 | 上海儒竞电子科技有限公司 | 低压大电流输出dc-dc变换器 |
| CN102244478A (zh) * | 2011-07-13 | 2011-11-16 | 西南交通大学 | 一种风光互补型牵引供电电源单相供电方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101702578B (zh) | 耦合电感实现正反激隔离式升压型变换器及应用 | |
| CN100379132C (zh) | 软开关pwm交错并联双管正激变换器 | |
| US9306463B2 (en) | Full-bridge quasi resonant DC-DC converter and driving method thereof | |
| CN103944397A (zh) | Boost型隔离DC/DC变换器及其控制方法 | |
| CN104539187A (zh) | 一种新型有源前端控制器拓扑结构 | |
| CN108235509B (zh) | 一种集成降压Cuk和LLC电路的单级LED驱动电路 | |
| CN202818111U (zh) | 一种升压型llc谐振变换器 | |
| CN204089603U (zh) | 一种基于boost隔离升压拓扑的太阳能并网变流器 | |
| CN201758366U (zh) | 低压推挽逆变的直接dc-ac变换电路 | |
| CN108183614A (zh) | 一种复合桥式双输出llc谐振变换器 | |
| CN109742927A (zh) | 用于半桥类功率变换器母线电容均压与辅助供电的电路 | |
| CN105553254A (zh) | 一种含开关电容的零电压开关高增益dc-dc变换器 | |
| CN104393762A (zh) | 基于无线电能传输的高升压比dc-dc变换器电路 | |
| CN104780692B (zh) | 一种单级无桥双Boost与Flyback集成的LED驱动电路 | |
| CN101340143B (zh) | 高功率因数开关变换器 | |
| CN102347704B (zh) | 低压推挽逆变的直接dc-ac变换电路 | |
| CN102347697B (zh) | 低电压输入全桥逆变的直接dc-ac变换电路 | |
| CN105553271B (zh) | 一种三相直流变换器的控制方法 | |
| CN201312262Y (zh) | 一种具有较高转换效率的高频开关电源 | |
| CN201797440U (zh) | 一种耦合电感实现隔离型双向直流-直流变换器 | |
| CN101924481B (zh) | 一种pfc整流电路 | |
| CN102751857B (zh) | 功率因数校正电路的无源无损缓冲电路 | |
| CN202918023U (zh) | 一种电池组管理功率模块 | |
| CN201789419U (zh) | 低压大电流输出dc-dc变换器 | |
| CN102263513A (zh) | 一种ac-dc隔离变换电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: RUKING EMERSON CLIMATE TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO., Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI RUKING ELECTRONIC SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20140805 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140805 Address after: 200433 room 323, No. 1101-163, National Road, Shanghai, Yangpu District Patentee after: Emerson environment optimization technology (Shanghai) Co., Ltd. Address before: 200433 Shanghai City, Yangpu District National Road No. 335 Building No. 2, 1803, 1805, 1806, 1807. Patentee before: Shanghai Ruking Electronic Science & Technology Co., Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110406 |