CN212875687U - 一种基于LC谐振与同步Boost的高增益升压电路 - Google Patents
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Abstract
一种基于LC谐振与同步Boost的高增益升压电路，包括桥式逆变电路、谐振升压电路、整流电路和Boost升压电路，所述谐振升压电路包括第一电感、第一电容、可调电阻，所述boost升压电路包括第二电感、第一MOS管、第二MOS管、第二电容；第一电感一端连接低压交流输入、另一端连接第一电容；所述整流电路输入端接在第一电容两端，输出接在第二电感一端和第一MOS管源极；第一MOS管漏极、第二MOS管漏极与第二电感连接，第二电容一端接第二MOS管源极。本实用新型通过在电路中对阻抗网络结构的改进，实现较大幅度直流升压的目的，不需要额外增加变压器，就实现很高的电压增益，而且电路简单、成本低且易于控制。
Description
技术领域
本实用新型属于轨道交通电气系统技术领域，尤其是涉及一种高增益升压电路。
背景技术
为了输出稳定的交、直流电压，轨道车辆储能系统需要加入直流升压电路以保证电压值足够高且恒定。目前的解决方案多为z源逆变器变换，然而，在实际应用中z源逆变器无法实现较大幅度直流升压，变压器型拓扑引入会产生漏抗而引起直流链电压尖峰。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过在电路中对阻抗网络结构的改进，实现大幅度直流升压。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种基于LC谐振与同步Boost的高增益升压电路，其特征在于：包括桥式逆变电路、谐振升压电路、整流电路和Boost升压电路，所述谐振升压电路包括第一电感、第一电容、可调电阻，所述boost升压电路包括第二电感、第一MOS管、第二MOS管、第二电容；第一电感一端连接低压交流输入、另一端连接第一电容；所述整流电路输入端接在第一电容两端，输出接在第二电感一端和第一MOS管源极；第一MOS管漏极、第二MOS管漏极与第二电感连接，第二电容一端接第二MOS管源极。
优选地，桥式逆变电路模块由四个开关器件组成，其中两个一组串联后两组再并联，上下桥臂每次只开通一个，输入为低压直流电压，输出为交流电压。
优选地，整流电路模块由四个二极管构成，其中两个一组串联后两组再并联，输入谐振升压后的交流电，输出直流电。
优选地，AB两端逆变输出电压幅值为1V。
优选地，谐振升压电路输出电容端电压幅值为25V。
优选地，Boost升压电路输出电容端电压幅值为110V。
本实用新型通过在电路中对阻抗网络结构的改进，实现较大幅度直流升压的目的，本发明不需要额外增加变压器，可以实现很高的电压增益，而且电路结构简单、成本低且易于控制。
附图说明
图1是本实用新型设计的基于LC谐振与同步Boost的高增益升压电路结构图；
图2是本实用新型所设计桥式逆变电路模块的拓扑图；
图3是本实用新型所设计整流电路模块的拓扑图；
图4是是本实用新型桥式逆变电路逆变输出电压波形；
图5是本实用新型谐振升压电路电容两端电压波形；
图6是本实用新型boost升压电路电容C2两端电压波形。
具体实施方式
参照图1，本实用新型高增益升压电路由桥式逆变电路、谐振升压电路、整流电路和Boost升压电路组成。所述谐振升压电路包括第一电感L1、第一电容C1、可调电阻R，所述boost升压电路包括第二电感L2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第二电容C2；第一电感L1一端连接低压交流输入、另一端连接第一电容C1；所述整流电路输入端接在第一电容C1两端，输出接在第二电感L2一端和第一MOS管Q1源极；第一MOS管Q1漏极、第二MOS管Q2漏极与第二电感L2连接，第二电容C2一端接第二MOS管Q2源极。桥式逆变电路将低压直流变为交流，经谐振升压可以升为幅值更高的交流电，升压之后经整流电路变为直流，再经Boost升压电路升高为高压直流。
参照图2，桥式逆变电路模块由四个开关器件组成，第一开关器件T1、第二开关器件T2串联，第三开关器件T3、第四开关器件T4串联，串联后的两组再并联，上下桥臂每次只开通一个，输入为低压直流电压VDC，输出为交流电压。桥式逆变电路的开关状态由加于其控制极的电压信号决定，当T1、T4打开而T2、T3关合时，VAB=VDC;相反,当T1、T4关合而T2、T3打开时，VAB=-VDC。于是当桥中各臂以控制极电压信号重复频率轮番通断时，输出电压将成为交变方波，其幅值为VDC。
参照图3，整流电路模块，由四个二极管构成，其中第Ⅰ二极管D1、第Ⅱ二极管D2串联，第Ⅲ二极管D3、第Ⅳ二极管D4串联，串联后的两组再并联，输入谐振升压后的交流电，输出直流电。
参照图2、图4，测试桥式逆变电路AB两端输出电压波形显示结果幅值为1V。
参照图5，测试第一电容C1两端电压波形结果显示幅值为25V。
参照图6，测试第二电容C2两端电压波形结果显示幅值为110V。
通过试验测试证明，本实用新型电路可以实现很高的电压增益。
工作原理：桥式逆变电路的开关状态由加于其控制极的电压信号决定，如图2所示，桥式电路的输入端加入直流电压VDC。当T1、T4打开而T2、T3关合时，VAB=VDC;相反,当T1、T4关合而T2、T3打开时，VAB=-VDC。于是当桥中各臂以频率f（由控制极电压信号重复频率决定）轮番通断时，输出电压将成为交变方波，其幅值为VDC。
输出交流电经过RLC谐振电路，当LC处于谐振状态时，输出电压将会达到最大，为输出电容端电压，可以通过调节电阻R调节。再经图3所示整流电路之后，得到直流电压VCD。稳定的直流电压，经过Boost升压电路，该电路充电时，第二电感L2吸收能量，放电时第二电感L2放出能量。如果第二电容C2量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流，如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
Claims (6)
1.一种高增益升压电路，其特征在于：包括桥式逆变电路、谐振升压电路、整流电路和Boost升压电路，所述谐振升压电路包括第一电感（L1）、第一电容（C1）、可调电阻（R），所述boost升压电路包括第二电感（L2）、第一MOS管（Q1）、第二MOS管（Q2）、第二电容（C2）；第一电感（L1）一端连接低压交流输入、另一端连接第一电容（C1）；所述整流电路输入端接在第一电容（C1）两端，输出接在第二电感（L2）一端和第一MOS管（Q1）源极；第一MOS管（Q1）漏极、第二MOS管（Q2）漏极与第二电感（L2）连接，第二电容（C2）一端接第二MOS管（Q2）源极。
2.根据权利要求1所述的一种高增益升压电路，其特征在于：桥式逆变电路模块由四个开关器件组成，其中第一开关器件（T1）、第二开关器件（T2）串联，第三开关器件（T3）、第四开关器件（T4）串联，串联后的两组再并联，上下桥臂每次只开通一个，输入为低压直流电压，输出为交流电压。
3.根据权利要求1所述的一种高增益升压电路，其特征在于：整流电路模块由四个二极管构成，其中第Ⅰ二极管(D1)、第Ⅱ二极管(D2)串联，第Ⅲ二极管(D3)、第Ⅳ二极管(D4)串联，串联后的两组再并联，输入谐振升压后的交流电，输出直流电。
4.根据权利要求2所述的一种高增益升压电路，其特征在于：桥式逆变电路两端逆变输出电压幅值为1V。
5.根据权利要求1所述的一种高增益升压电路，其特征在于：第一电容（C1）端电压幅值为25V。
6.根据权利要求1所述的一种高增益升压电路，其特征在于：第二电容(C2)端电压幅值为110V。
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| CN202021919944.6U CN212875687U (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种基于LC谐振与同步Boost的高增益升压电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114172359A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-11 | 固赢科技(深圳)有限公司 | 基于mos管软启动的隔离电路以及软启动控制方法 |
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2020
- 2020-09-04 CN CN202021919944.6U patent/CN212875687U/zh active Active
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| CN114172359A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-11 | 固赢科技(深圳)有限公司 | 基于mos管软启动的隔离电路以及软启动控制方法 |
| CN114172359B (zh) * | 2021-12-06 | 2024-04-12 | 固赢科技(深圳)有限公司 | 基于mos管软启动的隔离电路以及软启动控制方法 |
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