CN210444179U - 一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，包括推挽变换器和buck电路，其特征在于，所述的推挽变换器包括第一变压器T1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路电容C1和第二旁路电容C2，所述的第一变压器T1的初级绕组具有中间抽头，所述的buck电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1和第一电感L1，所述的第一开关管Q1的漏极接入输入电源正极，所述的第一电感L1一端连接第一开关管Q1的源极，第一电感L1的另一端连接第一变压器T1的中间抽头。本实用新型的buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，通过在推挽变换器的变压器初级线圈的中心抽头接入buck电路，实现了推挽电路两个开关管的软开关，消除了变压器磁通不平衡问题，特别适用于高电压输出场合的应用。
Description
技术领域
本实用新型属于DC-DC开关电源技术领域，具体涉及一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路。
背景技术
现有技术的DC-DC变换器中，已大量应用推挽拓扑电路。采用推挽拓扑电路的DC-DC变换器具有功率开关器件少、驱动电路简单、电压利用率高、输入输出隔离、变压器利用率高、电压增益大等特点，在低电压输入高电压输出的应用中具有显著的优势。
不过，推挽电路的缺点也很突出。功率管关断时，变压器漏感电流没有续流通道，关断尖峰电压高，开关损耗大；易于发生变压器磁通不平衡引起偏磁导致磁芯饱和，从而损耗开关管。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，通过在推挽变换器的变压器初级线圈的中心抽头接入buck电路，实现了推挽电路两个开关管的软开关，消除了变压器磁通不平衡问题，特别适用于高电压输出场合的应用。
本实用新型的具体技术方案是一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，包括推挽变换器和buck电路，其特征在于，
所述的推挽变换器包括第一变压器T1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路电容C1和第二旁路电容C2，所述的第一变压器T1的初级绕组具有中间抽头，第一变压器T1的初级绕组的两端分别与第二开关管Q2和第三开关管Q3的漏极连接，第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极接地，所述的第一旁路电容C1一端连接至第三开关管Q3的漏极，第一旁路电容C1的另一端连接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2一端连接至第二开关管Q2的漏极，第二旁路电容C2的另一端连接输入电源正极，
所述的buck电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1和第一电感L1，所述的第一开关管Q1的漏极接入输入电源正极，所述的第一二极管D1的负极与第一开关管Q1的源极连接，第一二极管D1的正极接地，所述的第一电感L1一端连接第一开关管Q1的源极，第一电感L1的另一端连接第一变压器T1的中间抽头。
更进一步地，所述的推挽变换器还包括谐振电感L2、谐振电容C3、第二变压器T2和整流电路，所述的第一变压器T1的副边、谐振电感L2、谐振电容C3和第二变压器T2的原边串联构成串联谐振电路，所述的第二变压器T2的副边连接整流电路。
更进一步地，所述的推挽变换器还包括第一电阻R1、第二二极管D2、第二电阻R2和第三二极管D3，所述的第一旁路电容C1连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第一电阻R1和第二二极管D2接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第二电阻R2和第三二极管D3接输入电源正极，第二二极管D2和第三二极管D3的负极接输入电源正极。
更进一步地，所述的推挽变换器还包括第三电阻R3，所述的第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极通过所述的第三电阻R3接地。
更进一步地，所述的整流电路为全波整流电容滤波电路或倍压整流电路。
本实用新型的有益效果是1)本实用新型的buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路采用buck电路进行占空比调节，加上推挽变换器重叠导通，可以使buck电路输出电流连续，并且消除了推挽变换器的开关管的关断尖峰，实现软开关，降低了电路功耗，提高了开关管使用寿命；2)在推挽变换器开关管漏源极之间采用了RCD缓冲电路，降低MOSFET开关管的关断损耗，在推挽变换器开关管开关时进行缓冲保护；3)推挽变换器开关管源极通过保护电阻接地，可以提供过流保护信号，使系统产生过流保护。
本实用新型的buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路实现了推挽变换器中两个开关管的软开关，消除了变压器磁通不平衡问题，特别适用于高电输出场合的应用。
附图说明
图1本实用新型的buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结构说明书附图对本发明的具体技术方案作进一步地描述。
如附图1所示，本实用新型的一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，包括推挽变换器和buck电路。
所述的推挽变换器包括第一变压器T1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路电容C1、第二旁路电容C2、谐振电感L2、谐振电容C3、第二变压器T2和整流电路，所述的第一变压器T1的初级绕组具有中间抽头，第一变压器T1的初级绕组的两端分别与第二开关管Q2和第三开关管Q3的漏极连接，第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极接地，所述的第一旁路电容C1一端连接至第三开关管Q3的漏极，第一旁路电容C1的另一端连接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2一端连接至第二开关管Q2的漏极，第二旁路电容C2的另一端连接输入电源正极。所述的第一变压器T1的副边、谐振电感L2、谐振电容C3和第二变压器T2的原边串联构成串联谐振电路，所述的第二变压器T2的副边连接整流电路。所述的整流电路为全波整流电容滤波电路或倍压整流电路。
所述的推挽变换器还包括第一电阻R1、第二二极管D2、第二电阻R2和第三二极管D3，所述的第一旁路电容C1连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第一电阻R1和第二二极管D2连接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第二电阻R2和第三二极管D3连接输入电源正极，第二二极管D2和第三二极管D3的负级接入输入电源正极。
所述的推挽变换器还包括第三电阻R3，所述的第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极通过所述的第三电阻R3接地。当推挽变换器发生过流时，第三电阻R3与第二开关管Q2及第三开关管Q3相连接端的电压值超过设定值，则系统产生过流保护。
所述的buck电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1和第一电感L1，所述的第一开关管Q1的漏极接入输入电源正极，所述的第一二极管D1的负级与第一开关管Q1的源极连接，第一二极管D1的正极接地，所述的第一电感L1一端连接第一开关管Q1的源极连接，第一电感L1的另一端连接第一变压器T1的中间抽头。
在本实用新型的一个具体实施例中，可以采用现有技术中的buck电路和推挽变换器的普通设置。比如，第一电感L1为50uH，谐振电感L2为1uH，谐振电容C3为2uF，倍压电路电容均为10nF，倍压电路负载电阻100KΩ，buck电路的第一开关管Q1的栅极接入第一驱动信号PWM1，控制第一开关管Q1源极的电流和电压输出，比如buck电路开关频率100KHz，进行占空比调节。推挽变换器的第二开关管Q2和第三开关管Q3的栅级分别接入第二驱动信号PWM2和第三驱动信号PWM3，工作频率为50KHz，固定占空比55％，10％的重叠导通，就可以使buck电路第一电感L1输出的工作电流连续，并且推挽变换器的第二开关管Q2和第三开关管Q3实现软开关。
虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (5)
1.一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，包括推挽变换器和buck电路，其特征在于，
所述的推挽变换器包括第一变压器T1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路电容C1和第二旁路电容C2，所述的第一变压器T1的初级绕组具有中间抽头，第一变压器T1的初级绕组的两端分别与第二开关管Q2和第三开关管Q3的漏极连接，第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极接地，所述的第一旁路电容C1一端连接至第三开关管Q3的漏极，第一旁路电容C1的另一端连接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2一端连接至第二开关管Q2的漏极，第二旁路电容C2的另一端连接输入电源正极，
所述的buck电路包括第一开关管Q1、第一二极管D1和第一电感L1，所述的第一开关管Q1的漏极接入输入电源正极，所述的第一二极管D1的负极与第一开关管Q1的源极连接，第一二极管D1的正极接地，所述的第一电感L1一端连接第一开关管Q1的源极，第一电感L1的另一端连接第一变压器T1的中间抽头。
2.根据权利要求1所述的一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，其特征在于，所述的推挽变换器还包括谐振电感L2、谐振电容C3、第二变压器T2和整流电路，所述的第一变压器T1的副边、谐振电感L2、谐振电容C3和第二变压器T2的原边串联构成串联谐振电路，所述的第二变压器T2的副边连接整流电路。
3.根据权利要求2所述的一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，其特征在于，所述的推挽变换器还包括第一电阻R1、第二二极管D2、第二电阻R2和第三二极管D3，所述的第一旁路电容C1连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第一电阻R1和第二二极管D2接输入电源正极，所述的第二旁路电容C2连接输入电源正极的一端通过并联的所述的第二电阻R2和第三二极管D3接输入电源正极，第二二极管D2和第三二极管D3的负极接输入电源正极。
4.根据权利要求3所述的一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，其特征在于，所述的推挽变换器还包括第三电阻R3，所述的第二开关管Q2和第三开关管Q3的源极通过所述的第三电阻R3接地。
5.根据权利要求4所述的一种buck电流馈电推挽拓扑串联谐振电路，其特征在于，所述的整流电路为全波整流电容滤波电路或倍压整流电路。
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| CN114285293A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-05 | 天津城建大学 | 拓扑结构的数学建模方法、装置、存储介质及电子设备 |
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- 2019-11-08 CN CN201921932291.2U patent/CN210444179U/zh active Active
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| CN114285293A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-05 | 天津城建大学 | 拓扑结构的数学建模方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN114285293B (zh) * | 2022-01-11 | 2023-10-31 | 天津城建大学 | 拓扑结构的数学建模方法、装置、存储介质及电子设备 |
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