一種直流功率變換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種直流功率變換電路，屬于電源控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通訊設(shè)備、移動(dòng)電子設(shè)備、新能源發(fā)電系統(tǒng)以及LED照明系統(tǒng)的不斷發(fā)展，直流功率變換電路得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，目前非線性直流功率變換電路在直流功率變換電路中占主導(dǎo)地位，而非線性直流功率變換電路又分隔離型與非隔離型的，前者采用隔離變壓器進(jìn)行電路隔離，電路體積大，電磁干擾(EMI)嚴(yán)重，集成度及效率低，后者雖然電路輸入、輸出之間未采用電氣元件進(jìn)行隔離，但是由于電路中使用大電感進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，電路制作工藝復(fù)雜，輸入輸出變壓比低，同樣存在電磁干擾(EMI)，不易于大規(guī)模集成，電路體積大，而且由于電路電感電流處于連續(xù)工作模式，電路損耗大，工作效率及功率密度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種直流功率變換電路，以開關(guān)電容電路為基礎(chǔ)，通過(guò)兩個(gè)互補(bǔ)的方波脈沖信號(hào)，控制兩個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，控制開關(guān)電容的充電與放電，并使得電路輸出端所加小電感中通過(guò)的電流線性變化，同時(shí)對(duì)輸出端濾波電容兩端電壓進(jìn)行控制，最終負(fù)載上得到穩(wěn)定的直流電壓，電路輸入與輸出之間未采用電氣隔離，而是通過(guò)改變兩個(gè)互補(bǔ)的方波脈沖信號(hào)調(diào)整電路的變壓比，電路中未使用大電感，而是通過(guò)開關(guān)電容及電路中所加的小電感使得兩個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管處于零電流開關(guān)切換狀態(tài)，開關(guān)電容電路使用MOS工藝，尺寸小，功耗低，電路的功率密度高，電路制作工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模集成。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:包括輸入直流電源、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管電路、開關(guān)電容電路和變頻控制電路，其特征在于:輸入直流電源與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管電路及變頻控制電路連接，開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路與開關(guān)管電路、變頻控制電路及輸入直流電源連接，開關(guān)管電路與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電容電路及輸入直流電源連接，開關(guān)電容電路與開關(guān)管電路及負(fù)載連接，變頻控制電路與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、輸入直流電源連接。
[0005]所述的輸入直流電源的正端與變頻控制電路的輸入端、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路電阻Rl的上端、電容C4的上端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管TI的漏極D端、電容C6的上端匯接，輸入直流電源的負(fù)端與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路電容C1、C2、C4、的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接。
[0006]所述的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路由電阻1?1、1?2、電容(:1工2、03工4、二極管05、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153組成，電阻Rl的上端與輸入直流電源的正端、變頻控制電路的輸入端、電容C4的上端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)管TI的漏極D端、電容C6的上端匯接，電阻Rl的下端與電容Cl的上端、二極管D5的正端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VCC端匯接，電阻R2的上端與半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的RT端相接，電阻R2的下端與變頻控制電路的輸出端、電容C2的上端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的CT端相接，電容Cl的上端與電阻Rl的下端、二極管D5的正端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VCC端匯接，電容Cl的下端與輸入直流電源的負(fù)端、電容C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，電容C2的上端與電阻R2的下端、變頻控制電路的輸出端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的CT端匯接，電容C2的下端與輸入直流電源的負(fù)端、電容Cl、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，電容C3的上端與二極管D5的負(fù)端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VB端相接，電容C3的下端與半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VS端相接，電容C4的上端與輸入直流電源的正端、變頻控制電路的輸入端、電阻Rl的上端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)管TI的漏極D端、電容C6的上端匯接，電容C4的下端與輸入直流電源的負(fù)端、電容Cl、C2的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VCC端與電阻Rl的下端、電容Cl的上端、二極管D5的正端匯接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的RT端與電阻R2的上端相接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的CT端與電阻R2的下端、電容C2的上端、變頻控制電路的輸出端相接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端與輸入直流電源的負(fù)端、電容Cl、C2、C4的下端、開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VB端與二極管D5的負(fù)端、電容C3的上端匯接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的HO端與開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的柵極G端相接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VS端與電容C3的下端相接，半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的LO端與開關(guān)管電路MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的柵極G端相接，二極管D5的正端與電阻Rl的下端、電容Cl的上端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VCC端匯接，二極管D5的負(fù)端與半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的VB端、電容C3的上端匯接。
[0007]所述的開關(guān)管電路由電容C5、C6、M0S場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T1、T2組成，電容C5的上端與電容C6的下端、開關(guān)電容電路二極管D2的正端、二極管D4的負(fù)端匯接，電容C5的下端與輸入直流電源的負(fù)端、電容C1、C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Τ2的源極S端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，電容C6的上端與電阻Rl的上端、電容C4的上端、輸入直流電源的正端、變頻控制電路的輸入端、MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管TI的漏極D端匯接，電容C6的下端與電容C5的上端、開關(guān)電容電路二極管D2的正端、二極管D4的負(fù)端匯接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的柵極G端與半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的HO端相接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的漏極D端與電容C6的上端、電阻Rl的上端、電容C4的上端、輸入直流電源的正端、變頻控制電路的輸入端匯接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的源極S端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的漏極D端、開關(guān)電容電路電容C7的左端相接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的柵極G端與半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的LO端相接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端與電容C5的下端、輸入直流電源的負(fù)端、電容C1、C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、開關(guān)電容電路二極管D3、D4的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端及地匯接，MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的漏極D端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的源極S端、開關(guān)電容電路電容C7的左端相接。
[0008]所述的開關(guān)電容電路由電容07、二極管01、02、03、04、電感1^、電容08組成，電容〇7的左端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的漏極D端、MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Tl的源極S端匯接，電容C7的右端與二極管DI的正端、二極管D3的負(fù)端匯接，二極管Dl的正端與電容C7的右端、二極管D3的負(fù)端匯接，二極管Dl的負(fù)端與二極管D2的負(fù)端、電感L的左端匯接，二極管D2的正端與電容C6的下端、電容C5的上端匯接，二極管D2的負(fù)端與二極管DI的負(fù)端、電感L的左端匯接，二極管D3的正端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、輸入直流電源的負(fù)端、電容Cl、C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、二極管D4的正端、電容C8的下端、負(fù)載的下端及地匯接，二極管D3的負(fù)端與電容C7的左端、二極管Dl的正端匯接，二極管D4的正端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、輸入直流電源的負(fù)端、電容C1、C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的COM端、二極管D3的正端、電容CS的下端、負(fù)載的下端匯接，二極管D4的負(fù)端與二極管D2的正端、電容C6的下端、電容C5的上端匯接，電感L的左端與二極管Dl、D2的負(fù)端相接，電感L的右端與電容C8的上端、負(fù)載的上端匯接，電容C8的上端與電感L的右端、負(fù)載的上端匯接，電容C8的下端與MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管T2的源極S端、電容C5的下端、輸入直流電源的負(fù)端、電容C1、C2、C4的下端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR215 3的COM端、二極管D3、D4的正端、負(fù)載的下端及地匯接。
[0009]所述的變頻控制電路的輸入端與輸入直流電源的正極、電阻Rl的上端、電容C4、C6的上端、M0S場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管TI的漏極D端匯接，變頻控制電路的輸出端與電阻R2的下端、電容C2的上端、半橋驅(qū)動(dòng)集成電路IR2153的CT端匯接。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型以開關(guān)電容電路為基礎(chǔ)，通過(guò)半橋驅(qū)動(dòng)集成電路產(chǎn)生的兩個(gè)互補(bǔ)的方波脈沖信號(hào)，控制兩個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管