直流降压电路制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种直流降压电路，所述直流降压电路包括直流输入端、直流输出端、斩波单元、变压器、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管、续流电感以及控制单元，所述控制单元分别连接到所述斩波单元、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管的控制端，且所述控制单元在所述直流输入端的电压大于或等于预设电压时输出第一组控制信号、在所述直流输入端的电压小于预设电压时输出第二组控制信号。本实用新型专利技术实施例可在减小整机体积的前提下，实现宽输入电压下的输出，降低了电路的成本。

DC step-down circuit

【技术实现步骤摘要】
直流降压电路
本技术实施例涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种直流降压电路。
技术介绍
Buck(降压)电路是一种将直流高压转换为直流低压的电路，随着电力电子技术的不断发展，低成本、高效率、宽输入宽输出成为其发展的方向。传统的具有Buck电路的全桥式变换器，受到占空比的限制，在输入电压很低时，很难保证稳定高效地输出额定的电压。为了实现较宽的输入输出电压，目前的Buck电路常采用两级方案，前级采用升压(Boost)方案，后级采用谐振变换器或者移相全桥方案。如图1所示，是目前常见的Buck电路的示意图。在该电路中，前级由升压电感Lb、开关管Q1，功率二极管D1组成升压电路，将输入电压升高到特定值。后级由谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器T组成LC电路，最后经同步整流电路整流后输出需要的直流电压。由于采用两级结构，上述Buck电路所需器件较多，并导致整机体积较大、效率降低。
技术实现思路
本技术实施例针对上述Buck电路为保证稳定高效地输出额定的电压而需采用较多器件，并导致整机体积较大、效率降低的问题，提供一种直流降压电路。本技术实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种直流降压电路，包括直流输入端、直流输出端、斩波单元、变压器、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管、续流电感以及控制单元，其中：所述直流输入端经由所述斩波单元连接到所述变压器的原边绕组；所述同步整流单元包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，所述变压器的副边绕组的首端连接到所述第一桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器的副边绕组的末端连接到所述第二桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器副边绕组的中心抽头经由所述续流开关管和续流电感连接到所述直流输出端；所述供电控制开关管的一端连接到所述同步整流单元的正输出端子，且所述供电控制开关管的另一端连接到所述续流开关管和续流电感的连接点；所述控制单元分别连接到所述斩波单元、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管的控制端，且所述控制单元在所述直流输入端的电压大于或等于预设电压时输出第一组控制信号、在所述直流输入端的电压小于预设电压时输出第二组控制信号。优选地，所述斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述直流输入端的正输入端子和负输入端子之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在直流输入端的正输入端子和负输入端子之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的末端；所述第一桥臂的上桥臂由第五开关管构成，所述第一桥臂的下桥臂由第六开关管构成，所述第二桥臂的上桥臂由第七开关管构成，所述第二桥臂的下桥臂由第八开关管构成；所述第一组控制信号包括：向所述第一开关管、第四开关管和第五开关管的控制端输出的第一调制信号，向所述第二开关管、第三开关管和第七开关管的控制端输出的第二调制信号，向所述第六开关管的控制端输出的第三调制信号，向所述第八开关管的控制端输出的第四调制信号，向所述续流开关管的控制端输出的第五调制信号，以及向所述供电控制开关管的控制端输出的第六调制信号；所述第一调制信号与第二调制信号具有相同的波形并间隔180度，所述第三调制信号与第一调制信号互补，所述第四调制信号与第二调制信号互补，所述第五调制信号为导通信号，所述第六调制信号为断开信号。优选地，所述斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述直流输入端的正输入端子和负输入端子之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在直流输入端的正输入端子和负输入端子之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的末端；所述第一桥臂的上桥臂由第五开关管构成，所述第一桥臂的下桥臂由第六开关管构成，所述第二桥臂的上桥臂由第七开关管构成，所述第二桥臂的下桥臂由第八开关管构成；所述第二组控制信号包括：向所述第一开关管、第四开关管和第五开关管的控制端输出的第七调制信号，向所述第二开关管、第三开关管和第七开关管的控制端输出的第八调制信号，向所述第六开关管的控制端输出的第九调制信号，向所述第八开关管的控制端输出的第十调制信号，向所述续流开关管的控制端输出的第十一调制信号，以及向所述供电控制开关管的控制端输出的第十二调制信号；所述第七调制信号与第八调制信号具有相同的波形并间隔180度，所述第九调制信号与第七调制信号互补，所述第十调制信号与第八调制信号互补，所述第十一调制信号和第十二调制信号互补。优选地，所述第十一调制信号的频率是第七调制信号的频率的两倍。优选地，所述直流降压电路包括第一滤波电容，所述第一滤波电容串联连接在所述直流输入端的正输入端子和负输入端子之间。优选地，所述直流降压电路包括第二滤波电容，所述第二滤波电容串联连接在所述直流输出端的正输出端子和负输出端子之间。优选地，所述直流降压电路包括隔直电容，所述隔直电容串联连接在所述斩波单元的负输出端子和所述变压器的原边绕组的末端之间。优选地，所述直流降压电路包括钳位电容，所述钳位电容的一端连接到所述同步整流单元的正输出端子、另一端接地。本技术实施例的直流降压电路，通过检测直流输入端电压，并根据直流输入端电压向斩波单元、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管输出第一组控制信号或第二组控制信号，在减小整机体积的前提下，可以实现宽输入电压下的输出，降低了电路的成本。附图说明图1是现有采用两级方案的Buck电路的示意图；图2是本技术实施例提供的直流降压电路的示意图；图3是本技术实施例提供的直流降压电路中第一组控制信号的波形示意图；图4是本技术实施例提供的直流降压电路中第二组控制信号的波形示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图2所示，是本技术实施例提供的直流降压电路的示意图，该直流降压电路可应用于电力电子设备，实现直流电压转换。本实施例的直流降压电路包括直流输入端、直流输出端、斩波单元21、变压器Tr、同步整流单元22、续流开关管Qs9、供电控制开关管Qs10、续流电感Lm以及控制单元。该直流降压电路可通过直流输入端连接直流电源Vdc，例如蓄电池；且该直流降压电路可通过直流输出端连接负载R。上述变压器Tr的副边绕组具有中心抽头。上述续流开关管Qs9和供电控制开关管Qs10具体可采用三极管、金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等。在本实施例中，直流输入端经由斩波单元21连接到变压器Tr的原边绕组；同步整流单元22包括并联连接的第一桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流降压电路，其特征在于，包括直流输入端、直流输出端、斩波单元、变压器、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管、续流电感以及控制单元，其中：所述直流输入端经由所述斩波单元连接到所述变压器的原边绕组；所述同步整流单元包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，所述变压器的副边绕组的首端连接到所述第一桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器的副边绕组的末端连接到所述第二桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器副边绕组的中心抽头经由所述续流开关管和续流电感连接到所述直流输出端；所述供电控制开关管的一端连接到所述同步整流单元的正输出端子，且所述供电控制开关管的另一端连接到所述续流开关管和续流电感的连接点；所述控制单元分别连接到所述斩波单元、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管的控制端，且所述控制单元在所述直流输入端的电压大于或等于预设电压时输出第一组控制信号、在所述直流输入端的电压小于预设电压时输出第二组控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流降压电路，其特征在于，包括直流输入端、直流输出端、斩波单元、变压器、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管、续流电感以及控制单元，其中：所述直流输入端经由所述斩波单元连接到所述变压器的原边绕组；所述同步整流单元包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，所述变压器的副边绕组的首端连接到所述第一桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器的副边绕组的末端连接到所述第二桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点，所述变压器副边绕组的中心抽头经由所述续流开关管和续流电感连接到所述直流输出端；所述供电控制开关管的一端连接到所述同步整流单元的正输出端子，且所述供电控制开关管的另一端连接到所述续流开关管和续流电感的连接点；所述控制单元分别连接到所述斩波单元、同步整流单元、续流开关管、供电控制开关管的控制端，且所述控制单元在所述直流输入端的电压大于或等于预设电压时输出第一组控制信号、在所述直流输入端的电压小于预设电压时输出第二组控制信号。


2.根据权利要求1所述的直流降压电路，其特征在于，所述斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述直流输入端的正输入端子和负输入端子之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在直流输入端的正输入端子和负输入端子之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的末端；
所述第一桥臂的上桥臂由第五开关管构成，所述第一桥臂的下桥臂由第六开关管构成，所述第二桥臂的上桥臂由第七开关管构成，所述第二桥臂的下桥臂由第八开关管构成；
所述第一组控制信号包括：向所述第一开关管、第四开关管和第五开关管的控制端输出的第一调制信号，向所述第二开关管、第三开关管和第七开关管的控制端输出的第二调制信号，向所述第六开关管的控制端输出的第三调制信号，向所述第八开关管的控制端输出的第四调制信号，向所述续流开关管的控制端输出的第五调制信号，以及向所述供电控制开关管的控制端输出的第六调制信号；所述第一调制信号与第二调制信号具有相同的波形并间隔180度，所述第三调制信号与第一调制信号互补，所述第四调制信号与第二调制信号互补，所述第五调制信号为导通信号，所述第六调制信号为断开信号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚云鹏，
申请(专利权)人：苏州汇川联合动力系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32