CN204046426U - 低整流电压应力的推挽变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低整流电压应力的推挽变换器，包括推挽变压器、第一开关器件、第二开关器件、多路选择开关、整流电路、输入电压采样电路和控制单元，推挽变压器副边绕组设置有多个抽头，副边绕组的多个抽头输出经过多路选择开关与整流电路连接，控制单元根据侦测到的原边输入电压采样信号，来控制多路选择开关的切换位置，自动变换推挽变压器的原边绕组和副边绕组的匝数比，从而来控制整流电路的输入电压，保证了副边整流器件具有最小的电压应力。本实用新型的电路实现简单，控制方便，在宽输入电压范围内都能保证推挽变换器可靠地工作。

Description

低整流电压应力的推挽变换器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种低整流电压应力的推挽变换器。 

背景技术

目前，在中小功率的不间断电源、逆变电源、以及新能源发电等设备中，通常采用推挽变换器来实现升压变换，目前的推挽变换器副边和原边绕组的匝数比都是固定的，当推挽变换器的输入电压变换范围较宽时，就会存在着一些问题。特别是在光伏发电领域中，光伏电池的输出端与推挽变换器的输入端连接，当光伏电池输出电压较低时，希望副边和原边绕组的匝数比尽量大，以尽量提取弱光条件下光伏电池产生的电能，但是当光伏电池输出电压较高时，大的匝数比又会导致整流电路中的整流器件承担很高的电压应力，导致整流器件过压击穿，产生相应的经济问题与人身安全问题。 

发明内容

本实用新型旨在提出一种低整流电压应力的推挽变换器，提供一种整流器件电压应力较小、电路实现简单、控制方便、工作可靠的推挽变换器。 

本实用新型通过以下技术方案实现。 

一种低整流电压应力的推挽变换器，包括推挽变压器，用于实现功率转换；第一开关器件、第二开关器件，用于对输入电压进行斩波控制；整流电路，用于对推挽变压器副边输出的脉冲电压进行整流；控制单元，用于推挽变换器的电压环路控制；还包括多路选择开关，所述推挽变压器的副边绕组，除了公共端之外，设置有N个抽头，其中，N大于等于2，对应地，所述多路选择开关为N路选择开关，所述推挽变压器副边输出的公共端与所述整流电路的一个输入端连接，所述推挽变压器副边的N个抽头分别与所述多路选择开关的N个输入端连接，所述多路选择开关的输出端与整流电路的另一个输入端连接，所述多路选择开关的控制端与所述控制单元连接。 

还包括输入电压采样电路，所述输入电压采样电路的一端与输入电压的正极连接，所述输入电压采样电路的另一端与输入电压的负极连接，所述输入电压采样电路的输出端与控制单元连接。 

所述多路选择开关为继电器、MOSFET、IGBT或晶闸管。 

在控制策略上，推挽变换器输入电压范围由低到高设置有N个区间，所述控制单元根据侦测到的输入电压，当输入电压范围在第n个区间时，其中，n大于等于2，小于等于N，控制所述多路选择开关，将所述推挽变压器副边绕组匝数由高到低排列的第n个抽头与整流电路连接。 

当推挽变换器输入电压较高时，控制单元通过对多路选择开关的切换控制，将推挽变压器副边绕组具有较少匝数的抽头通过路选择开关与整流电路连接；当推挽变换器输入电压较低时，控制单元通过对多路选择开关的切换控制，将推挽变压器副边绕组具有较多匝数的抽头通过路选择开关与整流电路连接；从而根据推挽变换器的输入电压范围自动调整推挽变压器的副边和原边绕组的匝数比。 

本实用新型提出的低整流电压应力的推挽变换器，控制单元根据输入电压采样电路的采样信号，来控制多路选择开关的切换位置，根据原边输入电压的高低来自动变换推挽变压器的原边绕组和副边绕组的匝数比，从而来控制整流电路的输入电压，保证了整流器件具有最小的电压应力，同时，最大限度地利用了原边输入电源的能量。本实用新型的电路实现简单，控制方便，在宽输入电压范围内都能保证推挽变换器可靠地工作。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明： 

图1是本实用新型的低整流电压应力的推挽变换器的结构框图；

图2是本实用新型的低整流电压应力的推挽变换器的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型进行详细说明。 

图1是本实用新型的低整流电压应力的推挽变换器的结构框图，包括推挽变压器，用于实现功率转换；第一开关器件、第二开关器件，用于对输入电压进行斩波控制；整流电路，用于对推挽变压器副边输出的脉冲电压进行整流；控制单元，用于推挽变换器的电压环路控制；还包括多路选择开关，所述推挽变压器的副边绕组，除了公共端之外，设置有N个抽头，其中，N大于等于2，对应地，多路选择开关为N路选择开关，推挽变压器副边输出的公共端与所述整流电路的一个输入端连接，推挽变压器副边的N个抽头分别与多路选择开关的N个输入端连接，多路选择开关的输出端与整流电路的另一个输入端连接，多路选择开关的控制端与所述控制单元连接。 

还包括输入电压采样电路，输入电压采样电路的一端与输入电压的正极连接，输入电压采样电路的另一端与输入电压的负极连接，输入电压采样电路的输出端与控制单元连接。 

多路选择开关为继电器、MOSFET、IGBT或晶闸管。 

在控制策略上，推挽变换器输入电压范围由低到高设置有N个区间，所述控制单元根据侦测到的输入电压，当输入电压范围在第n个区间时，其中，n大于等于2，小于等于N，控制所述多路选择开关，将所述推挽变压器副边绕组匝数由高到低排列的第n个抽头与整流电路连接。 

当推挽变换器输入电压较高时，控制单元通过对多路选择开关的切换控制，将推挽变压器副边绕组具有较少匝数的抽头通过路选择开关与整流电路连接；当推挽变换器输入电压较低时，控制单元通过对多路选择开关的切换控制，将推挽变压器副边绕组具有较多匝数的抽头通过路选择开关与整流电路连接；从而根据推挽变换器输入电压自动调整推挽变压器的副边和原边绕组的匝数比。 

图2是本实用新型的低整流电压应力的推挽变换器的一种实施例的电路结构图，包括推挽变压器T1，第一开关器件VT1、第二开关器件VT2，整流电路，多路选择开关K1，输入电压采样电路和控制单元。本实施例中，推挽变压器的副边绕组，除了公共端之外，还设置有两路抽头，绕组匝数较大的抽头为第1路抽头，绕组匝数较小的抽头为第2路抽头，对应的多路选择开关K1采用单刀双掷继电器，推挽变换器的第一开关器件VT1、第二开关器件VT2采用N沟道MOSFET，分压电阻R1与分压电阻R2构成了输入电压采样电路，整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4构成了桥式整流电路。具体电路拓扑为：推挽变压器T1原边的公共端、电阻R1的一端与输入电源的正极连接，推挽变压器T1原边的同名端与第二开关器件VT2的漏极连接，推挽变压器T1原边的非同名端与第一开关器件VT1的漏极连接，第一开关器件VT1的源极、第二开关器件VT2的源极与输入电源的负极连接。电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与输入电源的负极连接，电阻R1、电阻R2的公共端与控制单元的A/D输入端口连接。推挽变压器T1副边绕组的公共端与整流二极管D3的阳极、整流二极管D4的阴极连接，推挽变压器T1副边绕组的第1抽头、第2抽头分别与单刀双掷继电器的常闭触点、常开触点连接，单刀双掷继电器的公共触点与整流二极管D1的阳极、整流二极管D2的阴极连接。整流二极管D1的阳极、整流二极管D3的阳极、滤波电容C1的一端与输出电压的正极连接，整流二极管D2的阴极、整流二极管D4的阴极、滤波电容C1的另一端与输出电压的负极连接。 

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。 

Claims (4)

1.一种低整流电压应力的推挽变换器，包括推挽变压器，用于实现功率转换；第一开关器件、第二开关器件，用于对输入电压进行斩波控制；整流电路，用于对所述推挽变压器副边输出的脉冲电压进行整流；控制单元，用于推挽变换器的电压环路控制；其特征在于：还包括多路选择开关，所述推挽变压器的副边绕组，除了公共端之外，设置有N个抽头，其中，N大于等于2，对应地，所述多路选择开关为N路选择开关，所述推挽变压器副边输出的公共端与所述整流电路的一个输入端连接，所述推挽变压器副边的N个抽头分别与所述多路选择开关的N个输入端连接，所述多路选择开关的输出端与整流电路的另一个输入端连接，所述多路选择开关的控制端与所述控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种低整流电压应力的推挽变换器，其特征在于：还包括输入电压采样电路，所述输入电压采样电路的一端与输入电压的正极连接，所述输入电压采样电路的另一端与输入电压的负极连接，所述输入电压采样电路的输出端与所述控制单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种低整流电压应力的推挽变换器，其特征在于：所述多路选择开关为继电器、MOSFET、IGBT或晶闸管。

4.根据权利要求1所述的一种低整流电压应力的推挽变换器，其特征在于：输入电压范围由低到高设置有N个区间，所述控制单元根据侦测到的输入电压，当输入电压范围在第n个区间时，其中，n大于等于2，小于等于N，控制所述多路选择开关，将所述推挽变压器副边绕组匝数由高到低排列的第n个抽头与整流电路连接。