本发明专利技术涉及高频变压器三角－星型联结的电流馈三电感升压变换器，包括三个功率开关管，三个Ｂｏｏｓｔ功率电感，一个输入滤波电容，一个输出滤波电容，六个整流二极管和一个高频三相变压器，高频三相变压器的绕组为Δ／Ｙ联结。本发明专利技术利用了Δ／Ｙ联结高频三相变压器的内在特性来实现输出升压；结合变压器的适当匝比及电流馈三电感Ｂｏｏｓｔ变换器可达到输出电压的高增益；原边为电流馈三电感隔离型Ｂｏｏｓｔ功率变换电路，三电感Ｂｏｏｓｔ变换器分别错相１２０°，原边电流馈三电感Ｂｏｏｓｔ变换器与副边三相整流二极管可实现三相交错并联的效果，从而减小输入电流纹波，及输出电流纹波，并使功率器件热分布均衡，提高变换器的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流-直流变换器，具体是高频变压器三角-星型联结的电流馈三电 感升压变换器。
技术介绍
常规的全桥式直流_直流变换器，包括一个高频变压器，四个功率开关管，及四个 输出整流二极管，第一功率开关管的源极与第二功率开关管的漏极及高频变压器的原边绕 组一端相连，第三功率开关管的源极与第四功率开关管的漏极及高频变压器的原边绕组另 一端相连，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极及高频变压器副边绕组的一端相连，第 三二极管的阴极与第四二极管的阳极及高频变压器副边绕组的另一端相连。这种隔离型直 流-直流变换器输出电压增益较小，由于变压器的匝比较大，因而功率开关管的电压尖峰 较大，功率开关管为硬开关工作，开关损耗较大，输出整流二极管的电压应力较大，二极管 的反向恢复电流较大，反向恢复损耗较大。近年来，相继研究了一些高增益直流-直流变换 电路，主要有两类一类是推挽正激变换器，本质上是一种隔离型推挽变换器，这种变换器 是基本降压型变换器的变形，仍然需要依靠高频变压器的匝比来实现高增益电压输出，由 于变压器的漏感较大，同样存在全桥式变换器类似的开关损耗、反向恢复损耗等；另一类是 两级式功率变换器，比如前级为基本升压型变换器，后级为开环桥式变换器，这种情形下后 级变换器等效于电子变压器，两级式功率变换器可能实现高增益输出电压，但整个变换拓 扑中存在五个功率开关管、五个输出整流二极管，因而在低压输入情况下，仍然存在漏感引 起的开关损耗、及反向恢复损耗。这两种类型高增益隔离型直流-直流变换器虽然通过很 高的变压器匝比来实现高增益电压输出，但是外加功率电路复杂，而且高匝比变压器存在 较大的漏感，因而不能降低功率开关管、输出整流二极管的电压应力，限制了变换器工作效 率的进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供输出电压的高增益，输入电流纹波小，输出电流纹波小，结构 简单，且实现高增益的高频变压器三角_星型联结的电流馈三电感升压变换器。本专利技术的高频变压器三角-星型联结的电流馈三电感升压变换器，包括三个功率 开关管，三个Boost功率电感，一个输入滤波电容，一个输出滤波电容，六个整流二极管和 一个高频三相变压器，高频三相变压器的原边绕组为三角形联结、副边绕组为星形联结。第 一功率开关管的漏极与第一 Boost功率电感的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的 一端相连，第二功率开关管的漏极与第二 Boost功率电感的一端及高频三相变压器原边三 角形绕组的另一端相连，第三功率开关管的漏极与第三Boost功率电感的一端及高频三相 变压器原边三角形绕组的最后一端相连，这三个Boost功率电感的另一端都接至输入电源 的正极，第一整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极及高频三相变压器副边星形联结 绕组的一端相连，第三整流二极管的阳极与第六整流二极管的阴极及高频三相变压器副边3星形联结绕组的另一端相连，第五整流二极管的阳极与第二整流二极管的阴极及高频三相 变压器副边星形联结绕组的最后一端相连。高频三相变压器副边星形联结绕组的中点与两 个输出电的中点相连，可以在输出端得到正、负两组输出电压。原边为电流馈三电感隔离型Boost功率变换电路，三电感Boost变换器分别错相 120 °，副边星形绕组上得到与同磁柱原边绕组相同的电压，原边电流馈三电感Boost变换 器与副边三相整流二极管可实现三相交错并联的效果，在变压器副边可得到一组梯形波电 压，即使高频三相变压器的匝比较小，仍然可以得到较高的输出电压。本专利技术利用了 Δ/Υ联结高频三相变压器的内在特性来实现输出升压，结合变压 器的适当匝比及电流馈三电感Boost变换器可达到输出电压的高增益；可以通过输出星形 绕组与输出负载不同的连接方式，可以灵活地在输出端得到一组正的输出电压、或正、负两 组输出电压；原边三电感Boost变换器与副边三相整流二极管可实现三相交错并联的效 果，从而减小输入电流纹波，及输出电流纹波，并使功率器件热分布均衡，提高变换器的可 靠性。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果综上所述，本专利技术结合高频三相变 压器的概念，并利用电流馈三电感Boost变换器的内在升压特性，从而达到输出电压的高 升压比；同时，原边电流馈三电感Boost变换器与副边三相整流二极管可实现三相交错并 联的效果，从而减小输入、输出电流纹波，并使功率器件热分布均衡，提高变换器的可靠性。附图说明图1是本专利技术的高频变压器三角-星型联结的电流馈三电感升压变换器的电路 图；图2是本专利技术的高频变压器三角-星型联结的电流馈三电感升压变换器的稳态工 作波形图。具体实施例方式参见图1，本专利技术的高频变压器三角-星型联结的电流馈三电感升压变换器，包括 三个功率开关管Ql、Q2、Q3，六个输出整流二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6，一个输入滤波电容 Cin，一个输出滤波电容Cout，及一个高频三相变压器TX1，高频三相变压器的原边绕组为 三角形联结、副边绕组为星形联结。Ql的漏极与Ll的一端及高频三相变压器原边三角形 绕组的一端相连，Q2的漏极与L2的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的另一端相连， Q3的漏极与L3的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的最后一端相连，L1、L2、L3的另 一端接至输入电源的正极，Dl的阳极与D4的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的 一端相连，D3的阳极与D6的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的另一端相连，D5的 阳极与D2的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的最后一端相连。高频三相变压器 TXl副边星形联结绕组的中点与两个输出电容Coutl、Cout2的中点相连，可以在输出端得 到正、负两组输出电压。功率开关管的占空比为0. 5时，一个完整的工作周期内，高频变压器Δ /Y联结的 电流馈三电感Boost变换器存在六个工作模态，如图2所示。t0 tl 功率开关管Ql、Q3导通，Boost功率电感Ll储能，A点电压为零；Boost功率电感L2释放能量，因而B点电压为Vin/ (I-D) ；C点电压也为零，故Vab = -Vin/ (I-D)，Vbc =Vin/ (I-D)，Vca = 0，由于 Vatl = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 = Vca · N, N = Ns/Np, Np 为变压 器原边绕组的圈数；Ns为变压器副边绕组的圈数。因此，可以得到Vab =-2Vin/(I-D) ·Ν， Vbc = Vin/(I-D) · N, Vca = Vin/(I-D) · N，由于Vab的绝对值最高，因此副边整流二极管D4、 D3导通，这段时间的输出电压为Vout = 2Vin/(I-D) · N。tl t2 功率开关管Ql导通，Boost功率电感Ll储能，A点电压为零；Boost功率 电感L2继续释放能量，B点电压为Vin/ (I-D) ；Boost功率电感L3也释放能量，C点电压也为 Vin/ (I-D)，故 Vab = -Vin/ (I-D) ,Vbc = O, Vca = Vin/ (I-D)，由于 Vatl = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 =Vca · N。因此，可以得到 Vab = -Vin/ (I-D) · N，Vbc = -本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高频变压器三角－星型联结的电流馈三电感升压变换器，其特征在于包括三个功率开关管（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３），六个输出整流二极管（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６），一个输入滤波电容（Ｃｉｎ），一个输出滤波电容（Ｃｏｕｔ），及一个高频三相变压器（ＴＸ１），高频三相变压器的原边绕组为三角形联结、副边绕组为星形联结；第一功率开关管（Ｑ１）的漏极与第一Ｂｏｏｓｔ功率电感（Ｌ１）的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的一端相连，第二功率开关管（Ｑ２）的漏极与第二Ｂｏｏｓｔ功率电感（Ｌ２）的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的另一端相连，第三功率开关管（Ｑ３）的漏极与第三Ｂｏｏｓｔ功率电感（Ｌ３）的一端及高频三相变压器原边三角形绕组的最后一端相连，这三个Ｂｏｏｓｔ功率电感（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）的另一端都接至输入电源的正极，第一整流二极管（Ｄ１）的阳极与第四整流二极管（Ｄ４）的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的一端相连，第三整流二极管（Ｄ３）的阳极与第六整流二极管（Ｄ６）的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的另一端相连，第五整流二极管（Ｄ５）的阳极与第二整流二极管（Ｄ２）的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的最后一端相连；高频三相变压器（ＴＸ１）副边星形联结绕组的中点与两个输出电容（Ｃｏｕｔ１、Ｃｏｕｔ２）的中点相连，在输出端得到正、负两组输出电压。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢运祥，胡炎申，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。