一種寬范圍輸入高效直流-直流變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于直流電壓變換技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種寬范圍輸入高效直流-直流變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和對電源產(chǎn)品要求的進(jìn)一步提高，特別是當(dāng)今高電壓超級電容動力電池與日俱增的應(yīng)用，對直流電壓轉(zhuǎn)換裝置提出了更高的要求，例如，在中功率應(yīng)用場合，往往要求直流-直流變換器能夠在200V-700V電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定高效的工作。
[0003]目前，普通的PWM型變換器在如此的寬范圍的電壓輸入環(huán)境下，其工作有效占空比也將隨之變動如此寬的范圍。由于較窄的占空比引起大的RMS電流值，高開關(guān)損耗以及帶來的EMI特性惡化等種種弊端，均是影響寬范圍輸入條件下單一拓?fù)錈o法正常應(yīng)用的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種寬范圍輸入高效直流-直流變換器，在寬輸入電壓下解決高開關(guān)損耗問題，實(shí)現(xiàn)高效率傳輸，同時具有EMI性能好，保護(hù)功能齊全等的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種寬范圍輸入高效直流-直流變換器，包括:
[0006]BOOST交錯并聯(lián)升壓電路，其由兩個并聯(lián)設(shè)置的BOOST電路組成，所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路的輸入端與直流電源連接；
[0007]諧振半橋變換電路，其由兩個諧振電路組成，兩個所述諧振電路的輸入端串聯(lián)設(shè)置在所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路的輸出端之間，每個所述諧振電路引出一個輸出端；
[0008]同步整流濾波電路，其由兩個并聯(lián)設(shè)置的同步整流網(wǎng)絡(luò)組成，每一個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)的輸入端分別與其中一個所述諧振電路的輸出端連接，兩個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)的輸出端并聯(lián)作為所述直流-直流變換器的輸出端；
[0009]DSP數(shù)字控制電路，其分別與所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路、諧振半橋變換電路以及同步整流濾波電路連接。
[0010]優(yōu)選的，所述寬范圍輸入高效直流-直流變換器還包括直流輸入電壓濾波電路，其輸入端與所述直流電源連接，所述直流輸入電壓濾波電路的輸出端與所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路的輸入端連接，所述直流輸入電壓濾波電路為由第一電容Cfl、第二電容Cf2以及第一共模電感Lfl組成的Ji型濾波電路。
[0011]優(yōu)選的，所述寬范圍輸入高效直流-直流變換器還包括反接保護(hù)電路，其由三條子支路組成，包括第一二極管Da與第一電阻Ra串聯(lián)組成第一條子支路，第一繼電器Sal組成第二條子支路，第一可控硅Sa2組成第三條子支路，每一條支路并聯(lián)設(shè)置在所述直流輸入電壓濾波電路和所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路之間的正極直流傳輸線路上。
[0012]優(yōu)選的，第一個所述BOOST電路由第一電感L1、第二極管D1、第一開關(guān)管S1、第四電容Cdl、第五電容Cd2組成，第二個所述BOOST電路由第二電感L2、第三二極管D2、第二開關(guān)管S2、第四電容Cdl、第五電容Cd2組成，所述第一電感LI與所述第二電感L2的輸入端共接，所述第二二極管Dl和所述第三二極管D2的負(fù)極共接，所述第四電容Cdl和第五電容Cd2串聯(lián)設(shè)置在所述第二二極管Dl后級的直流傳輸線路的正負(fù)極之間。
[0013]優(yōu)選的，兩個所述諧振電路為LLC諧振半橋變換電路，第一個所述諧振電路包括:
[0014]第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述第四電容Cdl的兩端；第六電容Crl和第七電容Cr2，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述第四電容Cdl的兩端；第三電感Lrl和第一變壓器Tl原邊，其兩者串聯(lián)設(shè)置，所述第三電感Lrl的一端連接在所述第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4之間的支路上，所述第三電感Lrl的另一端與所述第一變壓器Tl原邊的一端連接，其另一端連接在所述第六電容Crl和第七電容Cr2之間的支路上；
[0015]第二個所述諧振電路包括:
[0016]第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述第五電容Cd2的兩端；第八電容Cr3和第九電容Cr4，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述所述第五電容Cd2的兩端；第四電感Lr2和第二變壓器T2原邊，其兩者串聯(lián)設(shè)置，所述第四電感Lr2的一端連接在所述第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6之間的支路上，所述第四電感Lr2的另一端與所述第二變壓器T2原邊的一端連接，其另一端連接在所述第八電容Cr3和第九電容Cr4之間的支路上。
[0017]優(yōu)選的，第一個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)包括:第一變壓器Tl副邊、第七開關(guān)管S7、第八開關(guān)管S8以及第十電容Co ;第二個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)包括:第二變壓器T2副邊、第九開關(guān)管S9、第十開關(guān)管SlO以及第十電容Co，第一、第二個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)相同，且第一、第二個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)輸出端并聯(lián)。
[0018]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管SI和第二開關(guān)管S2工作頻率在50KHz?200KHz，所述第一開關(guān)管SI與第二開關(guān)管S2的導(dǎo)通時序相差180°。
[0019]優(yōu)選的，所述第三開關(guān)管S3與第五開關(guān)管S5的導(dǎo)通時序相差90°，所述第四開關(guān)管S4與第六開關(guān)管S6的導(dǎo)通時序相差90°。
[0020]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0021]1、實(shí)現(xiàn)了在寬范圍輸入電壓中的穩(wěn)定工作，擴(kuò)大了變換器的應(yīng)用范圍，提高了變換器的利用率；
[0022]2、變換器的中的開關(guān)損耗更小；
[0023]3、變換器的EMI性能更佳；
[0024]4、變換器的工作效率更高。
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研宄和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的直流-直流變換器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的具體電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0030]如圖1和2所示的是根據(jù)本發(fā)明的寬范圍輸入高效直流-直流變換器的一種實(shí)現(xiàn)形式，其中包括:
[0031]BOOST交錯并聯(lián)升壓電路3，其由兩個BOOST電路組成，每個所述BOOST電路的輸入端和輸出端分別并聯(lián)設(shè)置，所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路的輸入端與直流電源連接。本實(shí)施例中，第一個所述BOOST電路由第一電感L1、第二極管D1、第一開關(guān)管S1、第四電容Cdl、第五電容Cd2組成，第一電感L1、第二極管Dl串聯(lián)在變換器的直流正極上，第一開關(guān)管SI 一端連接在第一電感LI和第二極管Dl之間，另一端連接在變換器直流負(fù)極上。第二個所述BOOST電路由第二電感L2、第三二極管D2、第二開關(guān)管S2、第四電容Cdl、第五電容Cd2組成，其連接結(jié)構(gòu)與第一個所述BOOST電路相同，所述第一電感LI與所述第二電感L2的輸入端連接，所述第二二極管Dl和所述第三二極管D2的負(fù)極連接，所述第四電容Cdl和第五電容Cd2串聯(lián)設(shè)置在所述第二二極管Dl后級的變換器直流傳輸線路的正負(fù)極之間，作為BOOST交錯并聯(lián)升壓電路3的輸出端。
[0032]諧振半橋變換電路4，其由兩個諧振電路組成，兩個所述諧振電路的輸入端串聯(lián)且與所述BOOST交錯并聯(lián)升壓電路3的輸出端連接，每個所述諧振電路引出一個輸出端，也就是兩個諧振電路的輸入端串聯(lián)，輸出端并聯(lián)。本實(shí)施例中，第一個所述諧振電路為LLC諧振半橋變換電路，包括:第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4,其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述第四電容Cdl的兩端；第六電容Crl和第七電容Cr2，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述所述第四電容Cdl的兩端，也就是說第四電容Cdl、第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4、第六電容Crl和第七電容Cr2這三條支路是相互并聯(lián)的；第三電感Lrl和第一變壓器Tl原邊電感，其兩者串聯(lián)設(shè)置，所述第三電感Lrl的一端連接在所述第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4之間的支路上，所述第三電感Lrl的另一端與所述第一變壓器Tl原邊的一端連接，其另一端連接在所述第六電容Crl和第七電容Cr2之間的支路上，第一變壓器Tl原邊即為第一個所述諧振電路的輸出端。第二個所述諧振電路包括:第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述第五電容Cd2的兩端；第八電容Cr3和第九電容Cr4，其兩者串聯(lián)設(shè)置在所述所述第五電容Cd2的兩端；第四電感Lr2和第二變壓器T2原邊，其兩者串聯(lián)設(shè)置，所述第四電感Lr2的一端連接在所述第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6之間的支路上，所述第四電感Lr2的另一端與所述第二變壓器T2原邊的一端連接，其另一端連接在所述第八電容Cr3和第九電容Cr4之間的支路上。第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管S5、第六開關(guān)管S6依次串聯(lián)在變換器直流傳輸線路的正負(fù)極之間，第二變壓器T2原邊為第二個所述諧振電路的輸出端。兩個諧振電路輸入端串聯(lián)，輸出端并聯(lián)，提高了諧振半橋變換電路4電壓輸入能力，同時提高了變化器的變換容量。
[0033]同步整流濾波電路5，其由兩個并聯(lián)設(shè)置的同步整流網(wǎng)絡(luò)組成，每一個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)的輸入端與其中一個所述諧振電路的輸出端連接，每一個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)的輸出端并聯(lián)作為所述直流-直流變換器的輸出端。本實(shí)施例中，第一個所述同步整流網(wǎng)絡(luò)包括:第一變壓器Tl副邊、第七開關(guān)管S7、第八開關(guān)管S8以及第十電容Co，第七開關(guān)管S7 —端與第一變壓器Tl副邊的一端連接，第八開關(guān)管S8 —端與第一變壓器Tl副邊的另一端連接，第七開關(guān)管S7和第八開關(guān)管S8的另一端共接，第一變壓器