CN204652228U - 一种可调整串并联变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可调整串并联变换器，包括原边逆变电路、副边整流电路，原边逆变电路的输入电源负极接第二开关管、第三开关管的漏极，输入电源的负极接第二功率二极管的阳极，输入电源的正极接第一开关管的源极，输入电源的正极接第一功率二极管的阴极，第一开关管的漏极、第二功率二极管的阴极短接变压器的第一原边的上端，第一原边的下端与变压器的第二原边的上端相连，第三开关管的源极连接第二原边的上端，第一功率二极管的阴极、第二开关管的源极连接第二原边的下端。该可调整串并联变换器的器件电压压力小，转换效率高，稳压稳流性能好，该可调整串并联变换器还具有输入输出范围广，兼容性强、电路结构可自适应调整等优点。

Description

一种可调整串并联变换器

技术领域

本实用新型属于电能变换装置中的直直变换器领域，特别涉及一种可调整串并联变换器。

背景技术

近年来，随着资源的日渐紧缺以及环境的日渐恶化，如何实现节能环保、绿色减排已经成为很多行业重点关注的问题，特别是在以石油作为能源的行业，这一要求显得极为强烈。以电能驱动的电能设备以其高效率、低排放的特点成为解决这一问题的重要途径之一。在现有领域中很多开始使用蓄电池作为能源驱动设备工作，如电动工具、电动汽车等领域。在对蓄电池进行充电的过程中，蓄电池内部的环境是在不断变化的，如刚开始充电时，其电压低，需求电流大；当蓄电池充电一段时间后，电压会慢慢升高，需求电流会小。而且现有蓄电池的充电变换装置其充电电流和电压是不可调的，因此电能转换效率较低，充电变换装置电气元件需要承受较大的电压，产品生产较高，使用寿命短，而且采用这种方式不能使蓄电池的性能达到最佳，因此蓄电池充电如何实现最佳性能却又成为了电动设备发展的瓶颈问题，为解决该问题，可调整串并联变换器技术受到越来越多关注。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种随着蓄电池电压变化输出也跟着变化的一种可调整串并联变换器。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可调整串并联变换器，包括原边逆变电路、副边整流电路，所述原边逆变电路的输入电源负极接第二开关管、第三开关管的漏极，输入电源的负极接第二功率二极管的阳极，输入电源的正极接第一开关管的源极，输入电源的正极接第一功率二极管的阴极，第一开关管的漏极、第二功率二极管的阴极短接变压器的第一原边的上端，第一原边的下端与变压器的第二原边的上端相连，第三开关管的源极连接第二原边的上端，第一功率二极管的阴极、第二开关管的源极连接第二原边的下端，所述电压器的第一原边、第二原边与所述变压器的第一副边、第二原边耦合。

优选地，所述第一副边的上端连接第三功率二极管的阳极，第一副边的下端与第二副边的下端、第四功率二极管的阳极、第六功率二极管的阳极、电容的下端、负载的下端相连，副边的上端与第五功率二极管的阳极相连，第三功率二极管、第四功率二极管、第五功率二极管、第六功率二极管的阴极与电感的一端相连，所述电感的另一端与电容的上端、负载的上端短接。

如上所述，本实用新型的可调整串并联变换器具有以下有益效果：该可调整串并联变换器在工作过程中，当蓄电池刚开始充电时，电压低，需求电流大，变换器原边两绕组串联，副边绕组并联，电压低电流大；蓄电池充电一段时间后，电压升高，需求电流小，变换器原边串联绕组断开，只一个绕组工作，并联的副边绕组只一个绕组工作，电压上升。因此该可调整串并联变换器具有如下优点：（1）根据负载变化，电路结构自适应调整；（2）输入输出范围广，兼容性强；（3）相比于传统不可调变换器，其器件的电压压力小，转换效率高，稳压稳流性能好。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路图。

图2为本实用新型实施例工作模态1的状态示意图。

图3为本实用新型实施例工作模态2的状态示意图。

图4为本实用新型实施例工作模态3的状态示意图。

图5为本实用新型实施例工作模态4的状态示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实用新型提供一种可调整串并联变换器，其包括原边逆变电路1、副边整流电路2两部分，在原边逆变电路一侧，输入电源U_dc的负极接第二开关管S₂、第三开关管S₃的漏极，输入电源U_dc的负极接第二功率二极管D₂的阳极，输入电源U_dc的正极接第一开关管S₁的源极，输入电源U_dc的正极接第一功率二极管D₁的阴极，第一开关管S₁的漏极、第二功率二极管D₂的阴极短接变压器的第一原边N₁的上端，第一原边N₁的下端与变压器的第二原边N₂的上端相连，第三开关管S₃的源极连接第二原边N₂的上端，第一功率二极管D₁的阴极、第二开关管S₂的源极连接第二原边N₂的下端，变压器的第一原边N₁、第二原边N₂与副边整流电路一侧的变压器第一副边N₃、第二副边N₄耦合。

在副边整流电路一侧，第一副边N₃的上端连接第三功率二极管D₃的阳极，第一副边N₃的下端与第二副边N₄的下端、第四功率二极管D₄的阳极、第六功率二极管D₆的阳极、电容C的下端、负载R的下端相连，第二副边N₄的上端与第五功率二极管D₅的阳极相连，第三功率二极管D₃、第四功率二极管D₄、第五功率二极管D₅、第六功率二极管D₆的阴极与电感L的一端相连，所述电感L的另一端与电容C的上端、负载R的上端短接。

本实用新型工作时共分为四个工作区间，下面结合附图对本实用新型的具体工作原理和工作模态进行详细描述。

工作模态1：如图2所示，第一功率开关管S₁和第二功率开关管S₂开通，第三功率开关管S₃关断，能量经输入电源U_dc、第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、变压器第一原边N₁和变压器第二原边N₂传输到变压器第一副边N₃、第二副边N₄，第一副边N₃、第二N₄将能量分别经第三功率二极管D₃、第五功率二极管D₅、输出滤波电感L和输出滤波电容C输出到负载R。

工作模态2：如图3所示，原边所有功率开关管均关断，变压器第一原边N₁、第二原边N₂经第一功率二极管D₁、第一功率二极管D₂续流至直流源U_dc，副边整流电路的输出电感L、输出电容C将能量经第四功率二极管D₄、第六功率二极管D₆释放给负载R。

工作模态3：如图4所示，第一功率开关管S_1、第三功率开关管S₃开通，第二功率开关管S₂关断，能量经电源U_dc、第一功率开关管S_1、第三功率开关管S₃、变压器原边N₁传输到第一副边N₃，第一副边N₃将能量经第三功率二极管D₃、输出滤波电感L和输出滤波电容C输出到负载R。

工作模态4：如图5所示，第一功率开关管S₁和第三功率开关管S₃关断，变压器第一原边N₁的电流经电源U_dc、第一功率二极管D_1、第二功率二极管D₂续流，副边输出滤波电感L和输出滤波电容C将能量经第四功率二极管D₄输出到负载R。

该可调整串并联变换器在工作过程中，当蓄电池刚开始充电时，电压低，需求电流大，变换器原边两绕组串联，副边绕组并联，电压低电流大；蓄电池充电一段时间后，电压升高，需求电流小，变换器原边串联绕组断开，只一个绕组工作，并联的副边绕组只一个绕组工作，电压上升。由以上描述可知该可调整串并联变换器具有如下优点：（1）根据负载变化，电路结构自适应调整；（2）输入输出范围广，兼容性强；（3）相比于传统不可调变换器，其器件的电压压力小，转换效率高，稳压稳流性能好。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种可调整串并联变换器，包括原边逆变电路、副边整流电路，其特征在于：所述原边逆变电路的输入电源（U_dc）负极接第二开关管（S₂）、第三开关管（S₃）的漏极，输入电源（U_dc）的负极接第二功率二极管（D₂）的阳极，输入电源（U_dc）的正极接第一开关管（S₁）的源极，输入电源（U_dc）的正极接第一功率二极管（D₁）的阴极，第一开关管（S₁）的漏极、第二功率二极管（D₂）的阴极短接变压器的第一原边（N₁）的上端，第一原边（N₁）的下端与变压器的第二原边（N₂）的上端相连，第三开关管（S₃）的源极连接第二原边（N₂）的上端，第一功率二极管（D₁）的阴极、第二开关管（S₂）的源极连接第二原边（N₂）的下端，所述电压器的第一原边（N₁）、第二原边（N₂）与所述变压器的第一副边（N₃）、第二原边（N₄）耦合。

2.根据权利要求1所述的可调整串并联变换器，其特征在于：所述第一副边（N₃）的上端连接第三功率二极管（D₃）的阳极，第一副边（N₃）的下端与第二副边（N₄）的下端、第四功率二极管（D₄）的阳极、第六功率二极管（D₆）的阳极、电容（C）的下端、负载（R）的下端相连，副边（N₄）的上端与第五功率二极管（D₅）的阳极相连，第三功率二极管（D₃）、第四功率二极管（D₄）、第五功率二极管（D₅）、第六功率二极管（D₆）的阴极与电感（L）的一端相连，所述电感（L）的另一端与电容（C）的上端、负载（R）的上端短接。