宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器制造技术

技术编号:11665314 阅读:109 留言:0更新日期:2015-07-01 03:43
本实用新型专利技术公开了宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器,二极管D5的负极、二极管D2的负极、电感L1的一端连接,二极管D1的正极、二极管D6的正极、开关管Q2的一端连接,电感L1的另一端、电容C1的一端、开关管Q1的一端连接,电容C1的另一端、二极管D2的正极、二极管D1的负极连接,开关管Q1的另一端、二极管D6的负极、变压器T1的一端、二极管D4的正极连接,二极管D5的正极、开关管Q2的另一端、变压器T1的另一端、二极管D3的正极、电容C2的一端连接,二极管D4的负极、二极管D3的负极、电感L2的一端连接,电感L2的另一端、电容C2的另一端连接。有益效果是可提高PWM变换器工作频率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子
,涉及宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器
技术介绍
在某些特定的场合,DC/DC转换装置需要适应宽范围的输入电压或需要满足宽范 围输出电压的要求,这就意味着该类变换器应具有较宽的电压转换比范围。对于传统PWM 变换器来讲,其电压转换比M(M=Vc/Vi,)是占空比D的函数(M=f(D)),用于实现宽范围 电压输出场合时有一定的弊端。因为当工作在最恶劣的条件下,即输入电压最高,输出电压 最低,负载最轻的时候,传统PWM变换器必须工作在很小的占空比,才能满足上述要求,但 由于开关管最小开通时间的存在,就使得传统PWM变换器不得不选择工作在较低的工作频 率,从而限制了该类变换器工作频率的提高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器,解决了传 统PWM变换器工作频率提高受限制的问题。 本技术所采用的技术方案是输入电压的正极、箝位二极管d5的负极、二极管 D2的负极、输入电感Li的一端连接在一起,输入电压的负极、二极管Di的正极、箝位二极管 D6的正极、开关管Q2的一端连接在一起,输入电感1^的另一端、电容Ci的一端、开关管Q1 的一端连接在一起,电容(^的另一端、二极管D2的正极、二极管Di的负极连接在一起,开关 管%的另一端、箝位二极管D6的负极、高频变压器Ti的一端、整流二极管D4的正极连接在 一起,箝位二极管D5的正极、开关管Q2的另一端、高频变压器T:的另一端、续流二极管D3的 正极、电容C2的一端、外部负载Vout的一端连接在一起,整流二极管D4的负极、续流二极管 D3的负极、输出滤波电感L2的一端连接在一起,输出滤波电感L2的另一端、电容C2的另一 端、外部负载Vout的另一端连接在一起。 进一步,所述开关管%和开关管02为IR公司生产的场效应管IRFPE40。 进一步,所述续流二极管D3和整流二极管D4选择Vishay公司FEP30DP双管超快 恢复二极管。 进一步,所述输出滤波电感L2选择Micrometals公司T130-26环形磁芯,绕线西 数为48匝。 进一步,所述二极管Di选择Philip公司的BYC10- 600超快恢复二极管。 进一步,所述高频变压器1\磁芯尺寸:ETD34,磁芯等效截面积:Ae= 97mm2,变压器 表面积:St= 47. 843cm2,线圈平均西长:lm=85. 4mm,磁芯窗口面积:SW= 179. 08mm2,窗 口宽度:7.4mm,窗 口高度:24. 2mm〇 本技术的有益效果是提供了宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器,可 提高PWM变换器工作频率。【附图说明】 图1是本技术宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器结构示意图; 图2是本技术占空比与电压转换比的关系。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本技术进行详细说明。 本技术如图1所示,输入电压的正极、二极管D5的负极、二极管D2的负极、电 感L1的一端连接在一起,输入电压的负极、二极管D1的正极、二极管D6的正极、开关管Q2 的一端连接在一起,电感L1的另一端、电容C1的一端、开关管Q1的一端连接在一起,电容 C1的另一端、二极管D2的正极、二极管D1的负极连接在一起,开关管Q1的另一端、二极管 D6的负极、高频变压器的一端、二极管D4的正极连接在一起,二极管D5的正极、开关管 Q2的另一端、高频变压器1\的另一端、二极管D3的正极、电容C2的一端、外部负载Vout的 一端连接在一起,二极管D4的负极、二极管D3的负极、电感L2的一端连接在一起,电感L2 的另一端、电容C2的另一端、外部负载Vout的另一端连接在一起。 该PWM平方型变换器,其特点就在于它的电压转换比M是占空比D平方的函数,即M=f(D2)。由图2可以看出,对应最小占空比Dmin,PWM平方型变换器可获得的最小电压转 换比要低于传统PWM变换器,这就意味着若要获得同样低的电压转换比,该变换器较传统 PWM变换器而言,可以工作在较大的占空比,较高的工作频率,这样更易于实现电路的控制 和拓宽可获得的电压转换比范围,实现宽范围电压输出,而且直流变换器的频率也不再受 最低电压转换比的限制了。 本技术宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器为双管隔离式PWM平方型直 流变换器,电路中因功率因数校正级的输出电压高达400V,所以选用带隔离变压器的拓扑 结构。考虑到在400V输入的情况下,开关管Vds的电压峰值高达800多伏,这么高的电压幅 值对开关管的耐压要求很高,这必然会限制它的实用性。为了降低开关管上的电压应力,采 用双管PWM平方型变换器拓扑结构。 当双管平方型变换器工作在电感电流连续导通模式时,在一个开关周期中双管平 方型变换器可以分为五个工作模态。 工作模态1 (t0~t: 在h时刻以前,高频变压器Ti已经复位完毕,开关管1和Q2承受的电压为输入电 压和输入电感U上的电压之和的一半,负载电流从续流二极管D3流通。在t^时刻,开关管 QdPQ2同时获得触发脉冲而开通,二极管Di承受正向压降导通,流过续流二极管D3的电流 开始向整流二极管D4换流,换流的速度受变压器的漏感的限制。 在心时刻,整流二极管D4的电流输出至输出滤波电感L2,换流结束。在本模态中, 输入端不向输出端提供能量。 开关模态2(ti~t2) 在&时刻副边续流二极管D3和整流二极管D4换流结束,续流二极管D3截止,变 换器开始向外部负载Vout传递能量,输入电感LdP输出滤波电感L2中的电流在输入、输出 电压的共同作用下线性上升。本模态一直持续到t2时刻,开关管(^和〇2同时关断。本模 态的持续时间由变换器的工作占空比决定。 开关模态3 (t2~t3): 在t2时刻,开关管Q:和Q2同时关断,二极管Di承受反压截止,原边的箝位二极管 〇5和D6导通,流过输入电感Li的电流经续流二极管D2流通,开关管Qi上电压为输入电压和 输入电感Q上电压之和,开关管Q2上电压为输入电压,变压器原边加上负电压,在该负电压 的作用下,整流二极管D4的电流向续流二极管D3换流,换流的速度受输入电压和变压器漏 感的限制。该模态持续到t3时刻,换流结束。 开关模态4 (t3~14): 在t3时刻,副边换流结束,续流二极管D3流过负载电流,整流二极管D4截止。变 压器通过箝位二极管〇5和D6复位,本模态一直持续到变压器复位完毕。 开关模态5 (t4~t5): 在t4时刻,变压器复位完毕,开关管Q:和Q2上的电压下降到输入电压和输入电感 U上电压之和的一半。在原边,输入电感k上的电流通过续流二极管D2流通;在副边,变换 器通过续流二极管D3导通负载电流。本模态一直持续到15时刻,新的开关周期开始。 当PWM平方型变换器工作在不连续导通模式,电压转换比是占空比D和负载电流 Iwt的函数。对应相同的占空比D,不连续导通模式下的电压转换比要高于连续导通模式 下所对应的电压转换比,所以从连续导通模式向不连续导通模式的过渡,就意味着可获得 的最小电压转换比增大了,也意味着可获得的电压转换比的范围缩小了。因此为了使该平 方型变换器有最宽的电压转换比范围,在变换器设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽范围电压输出的双管PWM平方型变换器,其特征在于:输入电压的正极、箝位二极管D5的负极、二极管D2的负极、输入电感L1的一端连接在一起,输入电压的负极、二极管D1的正极、箝位二极管D6的正极、开关管Q2的一端连接在一起,输入电感L1的另一端、电容C1的一端、开关管Q1的一端连接在一起,电容C1的另一端、二极管D2的正极、二极管D1的负极连接在一起,开关管Q1的另一端、箝位二极管D6的负极、高频变压器T1的一端、整流二极管D4的正极连接在一起,箝位二极管D5的正极、开关管Q2的另一端、高频变压器T1的另一端、续流二极管D3的正极、电容C2的一端、外部负载Vout的一端连接在一起,整流二极管D4的负极、续流二极管D3的负极、输出滤波电感L2的一端连接在一起,输出滤波电感L2的另一端、电容C2的另一端、外部负载Vout的另一端连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙宝文韦兰英许海华吴云溪李光福
申请(专利权)人:广东科学技术职业学院
类型:新型
国别省市:广东;44

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