CN206962714U - Dc‑dc电源主电路 - Google Patents
Dc‑dc电源主电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206962714U CN206962714U CN201720899023.XU CN201720899023U CN206962714U CN 206962714 U CN206962714 U CN 206962714U CN 201720899023 U CN201720899023 U CN 201720899023U CN 206962714 U CN206962714 U CN 206962714U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- commutation diode
- magnet ring
- circuit
- high frequency
- frequency transformer
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种DC‑DC电源主电路，包括依次连接的高频逆变电路、单相全波整流电路及输出滤波电路，所述单相全波整流电路包括高频变压器、第一整流二极管及第二整流二极管，在所述高频变压器与所述第一整流二极管之间串联第一可饱和电感磁环，在所述高频变压器与所述第二整流二极管之间串联第二饱和电感磁环。本实用新型的抑制整流二极管反向尖峰电压的电路结构简单，发热量小，选型容易，工程应用方便，能够从根本上抑制整流二极管反向尖峰电压的产生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源主电路领域，特别是涉及一种DC-DC电源主电路及含有该电源主电路的电源设备。
背景技术
DC-DC电源主电路被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制方面，既能够节约电能还可以达到控制加速平稳及快速响应的效果。但高频变压器副边的整流二极管在正向导通到反向截止时，由于整流二极管反向恢复电流的存在，使电路的寄生电感和二极管自身寄生电容之间形成谐振，造成二极管产生反向尖峰电压，若超出整流二极管的耐压范围，将导致整流二极管反向击穿，发生电源故障。
目前，抑制整流二极管反向尖峰电压的措施主要为采用吸收电路和钳位电路。吸收电路是利用RC阻尼的吸收原理，在整流二极管上并联电阻R和电容C的串联电路，使整流二极管的反向恢复电流产生的谐振能量消耗在电阻R上，从而达到减小电压谐振频率和尖峰电压值的目的，但其在大电流工作状态下损耗较大，且需给电阻采取相应的散热措施。钳位电路主要是通过电阻、电容和钳位二极管将整流二极管的反向电压钳位在某一安全范围内，来减小整流二极管的反向电压峰值。但此电路对钳位二极管的选型要求较高。
鉴于此，有必要提供一种新的DC-DC电源主电路，该DC-DC电源主电路在有效抑制整流二极管反向尖峰电压产生的同时，可以避免上述两种抑制整流二极管反向尖峰电压产生的方法中存在的缺陷。
实用新型内容
针对于上述技术问题，本实用新型提供一种DC-DC电源主电路，该DC-DC电源主电路在有效抑制整流二极管反向尖峰电压产生的同时，无需对电阻进行散热，且对于元件的选型也不高，实用性更强。
本实用新型的技术方案在于提供一种DC-DC电源主电路，包括依次连接的高频逆变电路、单相全波整流电路及输出滤波电路，所述单相全波整流电路包括高频变压器、第一整流二极管及第二整流二极管，在所述高频变压器与所述第一整流二极管之间串联第一可饱和电感磁环，在所述高频变压器与所述第二整流二极管之间串联第二可饱和电感磁环。
作为优选，所述高频变压器包括第一输出端口、第二输出端口以及第三输出端口，所述第一可饱和电感磁环串联在所述高频变压器的第一输出端口与所述第一整流二极管的正极之间，所述第二可饱和电感磁环串联在所述高频变压器的第三输出端口与所述第二整流二极管的正极之间，所述高频变压器的第二输出端口与所述输出滤波电路连接。
作为优选，所述第一可饱和电感磁环设置于靠近所述第一整流二极管正极一侧。
作为优选，所述第二可饱和电感磁环设置于靠近所述第二整流二极管正极一侧。
一种电源设备，该DC-DC电源主电路为所述电源设备提供所需输出电压。
本实用新型的DC-DC电源主电路所具有的优点和积极效果在于：本实用新型中通过在高频变压器及整流二极管之间串联可饱和电感磁环，来实现阻挡由整流二极管产生的反向恢复电流，即是阻挡电路中寄生电感和寄生电容形成谐振的能量来源，能够从根本上抑制整流二极管反向尖峰电压的产生；该DC-DC电源主电路整体结构简单，且所述可饱和电感磁环，其发热量小，选型容易，工程应用方便。
附图说明
图1是本实用新型一种DC-DC电源主电路的电路结构图；
图2是本实用新型所述DC-DC电源主电路中未添加可饱和电感磁环时流经整流二极管的电流随时间变化的曲线图；
图3是本实用新型所述DC-DC电源主电路中添加可饱和电感磁环后流经整流二极管的电流随时间变化的曲线图；
图4是本实用新型所述DC-DC电源主电路中可饱和电感磁环的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行具体的表述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
如图1所示，本实用新型提供一种DC-DC电源主电路，所述DC-DC电源主电路包括依次连接的高频逆变电路1、单相全波整流电路2以及输出滤波电路3。
所述单相全波整流电路2由高频变压器21、第一整流二极管22及第二整流二极管23、第一可饱和电感磁环24、第二可饱和电感磁环25以及电路非理想状态下所存在的第一寄生电感26、第二寄生电感27、第一寄生电容28、第二寄生电容29组成。
其中，所述高频变压器21包括第一输出端口210、第二输出端口212以及第三输出端口214。所述第一可饱和电感磁环24一端与所述第一整流二极管22串联，其另一端与所述高频变压器21的第一输出端口210连接，且所述第一可饱和电感磁环24设置于靠近所述第一整流二极管22正极一侧；所述第二可饱和电感磁环25一端与所述第二整流二极管23串联，其另一端与所述高频变压器21的第三输出端口214连接，且所述第二可饱和电感磁环25设置于靠近所述第二整流二极管23正极一侧。所述高频变压器21的第二输出端口212与所述输出滤波电路3连接。
本实用新型中所述高频变压器21，在本实施例中所述高频变压器21的变压器副边绕组21a包括三个输出端口，分别与所述第一可饱和电感磁环24一端、所述第二可饱和电感磁环25一端以及所述输出滤波电路3连接。
本实用新型所述DC-DC电源主电路的技术方案是为了抑制整流二极管反向尖峰电压的产生而改进的，其技术方案对应工作原理详细解释如下：
通过采用串联可饱和电感磁环的电路拓扑方法抑制整流二极管反向尖峰电压的产生：首先，众所周知可饱和电感磁环的特性为在饱和电流范围以内，具有电感效应，超过饱和电流范围，电感量非常低，接近于短路直接连接，整流二极管在由正向导通到反向截止时，存在一个反向的恢复电流，同时可饱和电感磁环所用的非晶磁芯需具有非常低的磁芯损耗和非常高的矩形比。基于此，本案的技术方案即是在电路中串联可饱和电感磁环，当电流为零时具有非常大的电感量，这个很大的电感量在电流由导通变为反向截止的瞬间属于一个电流惯性环节，电流将趋向于按照整流二极管继续导通的方向，这种惯性趋势阻挡了由整流二极管产生的反向恢复电流，阻挡了引起寄生电感和寄生电容产生谐振的能量来源，从根本上抑制整流二极管反向电压尖峰的产生。
上述内容就是本案技术方案中串联可饱和电感磁环以达到抑制整流二极管反向电压尖峰的产生的理论依据。
现结合本实用新型具体实施例对本案的技术方案中涉及的工作原理做详细描述：
本实用新型所述DC-DC主电源电路工作时，所述第一整流二极管22和所述第二整流二极管23在交替正向导通到反向截止的过程中，首先利用所述第一可饱和电感磁环24和所述第二可饱和电感磁环25分别阻挡所述第一整流二极管22和所述第二整流二极管23的反向恢复电流，进而阻挡电路中的所述第一寄生电感26与所述第一寄生电容28或者所述第二寄生电感27与所述第二寄生电容29之间的谐振能量来源，从根本上抑制所述第一整流二极管22和所述第二整流二极管23的反向尖峰电压的产生。
下面结合图2-4，详细描述所述DC-DC主电源电路中串联可饱和电感磁环时，流经所述第一整流二极管22时的电流随时间变化的关系：
当所述DC-DC主电源电路工作，所述第一整流二极管22导通时，工作点到达时刻1之前，所述第一可饱和电感磁环22处于饱和区，此时所述第一可饱和电感磁环24具有非常低的电感量，所述第一整流二极管22的电流为a，时刻1对应所述第一可饱和电感磁环24的工作点为Ⅰ；当所述第一整流二极管22反向截止，到达工作点时刻2时，由于所述第一整流二极管22的反向恢复效应使电流继续向小于零的方向减小，此时所述第一可饱和电感磁环24到达非饱和点Ⅱ，而所述第一可饱和电感磁环24的非晶材料决定了磁环此时具有非常高的磁导率，电感量非常大，所以所述第一可饱和电感磁环24能够有效地阻挡所述第一整流二极管22的反向恢复电流，阻挡引起所述第一寄生电感26和所述第一寄生电容28之间形成谐振的能量来源，即所谓的“软恢复”，达到了从根本上抑制整流二极管反向尖峰电压的目的；当工作点到达时刻3时，在未添加所述第一可饱和电感磁环24时的所述第一整流二极管22理论上应该到达如图2所示的c点，但由于所述第一可饱和磁环24的高电感值阻碍了所述第一可饱和电感磁环24到达理论点Ⅲ，而是停留在了非饱和点Ⅳ，然后当所述第一整流二极管22正向导通时又被磁化，新一轮的循环开始。
其中，所述第二整流二极管23与所述第一整流二极管22交替导通，所述第二整流二极管23与所述第一整流二极管22电流随时间的变化相差半个工作周期。
本实用新型所述DC-DC主电源电路，通过在所述高频变压器21与所述第一整流二极管22以及所述高频变压器21与所述第二整流二极管23之间分别串联所述第一可饱和电感磁环24和所述第二可饱和电感磁环25以分别阻挡第一整流二极管22和第二整流二极管23的反向恢复电流，阻挡电路中的寄生谐振，达到了从根本上抑制整流二极管反向尖峰电压的目的，同时本实用新型所述DC-DC主电源电路中增加的可饱和电感磁环，发热量小，选型容易，工程应用方便。
Claims (5)
1.一种DC-DC电源主电路，包括依次连接的高频逆变电路(1)、单相全波整流电路(2)及输出滤波电路(3)，所述单相全波整流电路(2)包括高频变压器(21)、第一整流二极管(22)及第二整流二极管(23)，其特征在于：在所述高频变压器(21)与所述第一整流二极管(22)之间串联第一可饱和电感磁环(24)；在所述高频变压器(21)与所述第二整流二极管(23)之间串联第二可饱和电感磁环(25)。
2.根据权利要求1所述的DC-DC电源主电路，其特征在于：所述高频变压器(21)包括第一输出端口、第二输出端口以及第三输出端口，所述第一可饱和电感磁环(24)串联在所述高频变压器(21)的第一输出端口与所述第一整流二极管(22)的正极之间，所述第二可饱和电感磁环(25)串联在所述高频变压器(21)的第三输出端口与所述第二整流二极管(23)的正极之间，所述高频变压器(21)的第二输出端口与所述输出滤波电路(3)连接。
3.根据权利要求2所述的DC-DC电源主电路，其特征在于：所述第一可饱和电感磁环(24)设置于靠近所述第一整流二极管(22)正极一侧。
4.根据权利要求2所述的DC-DC电源主电路，其特征在于：所述第二可饱和电感磁环(25)设置于靠近所述第二整流二极管(23)正极一侧。
5.一种电源设备，其特征在于：包括如权利要求1-4任一项所述的DC-DC电源主电路，该DC-DC电源主电路为所述电源设备提供所需输出电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720899023.XU CN206962714U (zh) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Dc‑dc电源主电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720899023.XU CN206962714U (zh) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Dc‑dc电源主电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206962714U true CN206962714U (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61381194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720899023.XU Active CN206962714U (zh) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Dc‑dc电源主电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206962714U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111181414A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 丰田自动车株式会社 | 双向电力转换器、电动汽车和双向电力转换器的控制方法 |
| CN111371081A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-03 | 上海和宗焊接设备制造有限公司 | 一种降低切割机二极管尖峰电压的电路设计 |
| US11146202B2 (en) | 2019-03-20 | 2021-10-12 | Denso Corporation | Motor system |
-
2017
- 2017-07-24 CN CN201720899023.XU patent/CN206962714U/zh active Active
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111181414A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 丰田自动车株式会社 | 双向电力转换器、电动汽车和双向电力转换器的控制方法 |
| EP3654514A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Bidirectional power converter, electric vehicle, and control method for bidirectional power converter |
| KR20200055657A (ko) * | 2018-11-13 | 2020-05-21 | 도요타 지도샤（주） | 쌍방향 전력 변환기, 전기 자동차, 및, 쌍방향 전력 변환기의 제어 방법 |
| KR102354540B1 (ko) | 2018-11-13 | 2022-01-21 | 도요타 지도샤（주） | 쌍방향 전력 변환기, 전기 자동차, 및, 쌍방향 전력 변환기의 제어 방법 |
| US11239754B2 (en) | 2018-11-13 | 2022-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Bidirectional power converter, electric vehicle, and control method for bidirectional power converter |
| CN111181414B (zh) * | 2018-11-13 | 2023-09-12 | 丰田自动车株式会社 | 双向电力转换器、电动汽车和双向电力转换器的控制方法 |
| US11146202B2 (en) | 2019-03-20 | 2021-10-12 | Denso Corporation | Motor system |
| CN111371081A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-03 | 上海和宗焊接设备制造有限公司 | 一种降低切割机二极管尖峰电压的电路设计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111416536B (zh) | 基于双向管插入式的单相双升压无桥五电平整流器 | |
| CN103414347B (zh) | 一种双向dc-dc变换器及其控制方法 | |
| CN206962714U (zh) | Dc‑dc电源主电路 | |
| WO2021238140A1 (zh) | 一种双端输出充电电路及其辅路开关控制方法 | |
| CN104539161B (zh) | 移相全桥零电压开关变换器 | |
| CN103414340A (zh) | 零电流软开关变换器 | |
| CN107222096A (zh) | 隔离式并联cuk推挽拓扑 | |
| CN104253549A (zh) | 一种基于lcl滤波的大功率pwm整流器电路拓扑结构 | |
| CN104638931B (zh) | 对称式rcd箝位的正-反激变换器 | |
| CN101854122B (zh) | 高压逆变低压斩波式焊接电源 | |
| CN103944439B (zh) | 无有源前端的两电机驱动级联多电平逆变系统 | |
| CN102097963A (zh) | 三相全控整流装置及其整流限流方法 | |
| CN103051241A (zh) | 自环流三相双降压ac/dc变流器 | |
| CN107222109B (zh) | 一种含有源缓冲器的双向隔离式dc-dc变换器 | |
| CN203482096U (zh) | 一种双向dc-dc变换器 | |
| CN104852611A (zh) | 一种开关电源 | |
| CN104518653A (zh) | 一种用于吸收双管正激变换器的尖峰电压的吸收电路 | |
| CN107332456A (zh) | 一种三相无源软开关逆变电路 | |
| CN205385412U (zh) | 电源电路和车载空调 | |
| CN109245330A (zh) | 一种推挽式icpt自激起振控制电路及其设计方法 | |
| CN205610497U (zh) | 一种非周期性开关电源控制器 | |
| CN204190641U (zh) | 基于lcl滤波的大功率pwm整流器电路拓扑结构 | |
| CN106655838A (zh) | 一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源 | |
| CN203827184U (zh) | 一种新型的隔离式双向dc/dc变换器的拓扑结构 | |
| CN203181262U (zh) | 一种高频电焊台电磁感应加热系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |