半桥型逆变器在低压逆变场合有着广泛的应用，但其供电电压需要提供一中点。传统的双路双管正激组合变换器的副边无法输出正负极性电压，而且副边整流二极管与续流二极管承受的电流应力较大，器件选取存在困难。本专利提出一种结构简单的带输出中点双管正激直流组合变换器——带输出中点的双路双管正激组合变换器，从而解决了无法输出正负极性电压，且副边单路电流定额过大，器件选取困难的问题。其电路特征如下：主电路为两组双管正激变换器原边并联，变压器带两路副边，副边采用对应的变压器副边交错并联，形成两路输出，两路输出再串联，形成输出中点的结构。保证电压输出带正负极，同时降低了单个变压器功率定额和副边整流管和续流管的电流定额。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输出带中点的双路双管正激组合变换器，属于功率变换中的直 流变换技术。
技术介绍
在电路的输入端与输出端要求隔离的场合下，直流变换器通常使用高频隔离变 压器实现电气隔离。高频隔离变压器的损耗和体积在大功率直流变压器中占有较大比 例，因此如何优化设计以减小高频隔离变压器的损耗和体积至关重要。目前，半桥型逆变器在低压逆变场合有着广泛的应用，但其供电电压需要提供 一中点。因此需要前级的直直变换电路可以提供一中点。传统的双路双管正激组合变换 器的副边无法输出正负极性电压，无法提供所需的中点，而且副边整流二极管与续流二 极管承受的电流应力较大，器件选取存在困难。双管正激变换器具有原边开关管电压应 力低、不存在桥臂直通、可靠性高等优点，而且输出实现交错输出，输出等效占空比为 输入两倍，同时减小了滤波电感体积，但是在大功率和可靠性要求高并且要求输出有正 负极的应用场合下，由于该电路是单一极性输出，且副边整流电流定额大，器件的选取 存在困难。本专利提出一种直流变换器的拓扑结构——带输出中点的双路双管正激组合 变换器。它不但继承了双路双管正激原有的优点，且因为输出电压有正负，为后续电路 提供了方便，同时变压器串联结构减小了单个变压器的功率定额和副边的电流定额，从 而减小了体积重量同时也方便了副边整流器件的选取。
技术实现思路
本专利技术旨在传统的正激变换器的基础上，结合直流变压器的特点，提出一种新 型的正激拓扑方式，用以解决大功率高压输入低压大电流输出场合的功率变换问题。该变换器主电路的特征在于采用输出中点结构的变换器组合，副边采用对应 的变压器副边交错并联形成两路输出，两路输出串联，形成输出中点。组合结构如下 其中两组双管正激变换器的原边并联，两个双管正激变换器的对应副边整流后交错并联 形成两路输出后再串联，输出中点接地，即不属于输出电压极性仅为正或极性仅为负的 结构，变压器带两路副边，对应副边整流后交错并联，并且共用一路输出滤波电路(输 出滤波电感和电容)。每个双管正激变换器拓扑包括开关管、二极管、带两个副边的功率 变压器、输出滤波电感、输出滤波电容。本专利采用输出中点接地的直流变换器，使用隔离型直流变换器拓扑利用高频 隔离变压器实现隔离功能。这种大功率直流变换器的优点是(1)该直流变压器保留了传统双管正激变换器原边开关管电压应力低、不存在桥 臂直通、可靠性高等优点；(2)该直流变压器的拓扑特点是输出中点接地，输出电压有正负极；(3)直流变换器的两路原边在同一频率下同步交错并联工作的设计思路减小了输入、输出滤波器体积，减小了系统的体积和重量；(4)采用多路输出的直流变换器增大了输出电流，使得单路的电流定额减小，为 器件选取提供方便。因此该结构的直流变换器非常适用于大电流输出型场合和副边整流 器件选取电流受限的情况。附图说明图1是本专利技术电路拓扑结构示意图。图2是变换器的控制电路的控制框图。图3是电路交错工作时输出电流的波形图。图1——图3的主要符号名称(l)Um，Udc, udc, Uref~分别为输入电压，输 出电压，输出端的电压采样，输出电压调节器的基准电压。(2):^，Im——直流变换器中 流过电感的电流采样，输出电感Lfl上的电流。(3)Q1; Q2, Q3, Q4——分别为直流变换 器的原边开关管。(^D1-D4——分别为直流变换器的原边的续流二极管。(5)D5_D8—— 分别为直流变换器的副边整流二极管。(6) D9-Dltl——分别为直流变换器的副边电路的续 流二极管。(T)Lfl-Lf2——分别为直流变换器的副边滤波电感⑶Cfl-Cf2——分别为直流变 换器的输出电容(9)T1-T2——为隔离变压器。具体实施例方式带输出中点的双路双管正激组合变换器的主电路如图1所示，采用两组双管正 激变换器原边并联，变压器带两个副边，两组变换器的对应副边交错并联再串联，输出 中点接地，即不属于同一个变压器的副边并联，并且共用一路输出滤波电路(输出滤波 电感和电容)。具体的主电路拓扑如图1所示。主体上由两个变压器带两路副边的双管正激变 换器并联组成，两路正激电路原边并联，副边对应绕组交错并联。其中每路双管正激模 块分别包含两个开关管、两个原边续流二极管、两个副边整流二极管、一个副边续流二 极管、一个输出滤波电感和一个输出电容。其连接方式为开关管Q1的源极与二极管 D1的阴极相连，漏极与输入直流电源Um的正输出端相连，二极管D1的阳极与Um负输出 端相连，同样的，开关管Q2的漏极与二极管D2的阳极相连，源极与Um负输出端相连， 二级管D2的阴极与输入直流电源Um的正输出端相连；同理，开关管Q3的源极与二极管 D3的阴极相连，漏极与Um的正输出端相连，二级管D3的阳极与输入直流电源Um的负输 出端相连，同样的，开关管Q4的漏极与二极管D4的阳极相连，源极与输入直流电源Um 的负输出端相连，D4的阴极与输入直流电源Um的正输出端相连(即实现原边并联)；从 Q1的源极引出变压器T1的同名端(同名端如图所示)，Q2的漏极引出变压器T1的异名 端；同理，从Q3的源极引出变压器T2的同名端，Q4的漏极引出变压器T2的异名端；T1 变压器副边同名端连接副边整流二极管D5、D6的阳极，T2变压器两组副边同名端连接副 边整流二极管D7、D8的阳极；T1变压器一组(含D5)副边的异名端与T2变压器一组(含 D7)副边异名端连接并接地；D5与D7的阴极连接在一起(即实现交错并联)，D9的阳极 接地，阴极与D5和D7的阴极相连；同理，D6与D8阴极连接在一起，Dltl的阳极与_Ud。 端相连，阴极与D6和D8的阴极相连；T1变压器一组(含D6)副边的异名端与T2变压器一组(含D8)副边异名端连接并与-Ud。相连；Lfl的两端分别与输出直流电压的+Ud。端和 D5, D7, D9的阴极相连，Cfl两端一端连接+Ud。端，另一端接地；Lf2的两端一端接地， 另一端和D6, D8, Dltl的阴极相连，Cf2两端一端连接_Ud。端，另一端接地；两个正激变 换器之间为副边直流电压输出串联。 变换器中的两路正激变换器交错工作即(仏、Q2)与(Q3、Q4)的控制信号相差 180°。多路输出大电流输出型直流变换器采用双环控制方案。双闭环控制方案的控制 框图如图2所示输出端基准电压Uref连接到电压环调节器的同相输入端，输出端的采 样电压U。接在电压环调节器的反相输入端，电压环调节器的输出与输出滤波电感电流采 样^分别接入电流内环调节器的同相输入端和反相输入端。电流内环调节器的输出与经 同步信号调节后的三角波载波交截产生PWM波，该PWM波控制直流变换器模的开关管 (Q1^ Q2),调节输出电压，同理另一路正激电路的开关管(Q3、Q4)也如此控制，不再熬 述。实际工作中，可以将两路驱动用一个驱动芯片完成，即可实现所需功能。权利要求1. 一种带输出中点的双路双管正激组合变换器，变换器由两组双管正激变换器原边 并联，变压器带两路副边，副边采用对应的变压器副边交错并联形成两路输出，两路输 出串联，形成输出中点的结构，电路特征为变压器带两路副边，对应变压器的副边整流 交错并联形成两路输出，形成输出中点接地结构。全文摘要半桥型逆变器在低压逆变场合有着本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带输出中点的双路双管正激组合变换器，变换器由两组双管正激变换器原边并联，变压器带两路副边，副边采用对应的变压器副边交错并联形成两路输出，两路输出串联，形成输出中点的结构，电路特征为变压器带两路副边，对应变压器的副边整流交错并联形成两路输出，形成输出中点接地结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春，朱琦，王慧贞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84
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。