无直通问题的直流变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种无直通问题的直流变压器，在原边侧采用新型双绕组耦合型双Buck/双Boost全桥拓扑和结构，通过无连接点双绕组耦合的方式，将变压器漏感等效成为传统双Buck/双Boost全桥拓扑的防直通电感，和传统全桥拓扑相比，无需在电路中增加额外的元器件，且消除了死区，提高直流电压利用率。

【技术实现步骤摘要】
无直通问题的直流变压器
本专利技术涉及直流变压器领域，具体是一种无直通问题的直流变压器。
技术介绍
传统的直流变压器为实现电能传输，原边侧需通过逆变器产生高频交流信号，全桥拓扑是目前最常用的逆变器拓扑，当其桥臂功率管以0.5占空比互补导通时，变压器能够实现最大直流母线电压利用率，然而全桥拓扑存在桥臂直通问题，需要加入死区，导致电压利用率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无直通问题的直流变压器，以解决现有技术直流变压器原边侧全桥拓扑存在直通的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：无直通问题的直流变压器，其特征在于：包括变压器T，所述变压器T具有两组原边绕组Lp1、Lp2，以及一组副边绕组，变压器T的两组原边绕组Lp1、Lp2紧密耦合且匝数相同；在变压器T的原边侧设有二极管Do1、Do2、Do3、Do4，其中二极管Do1的阳极与一个开关So2的一端连接，二极管Do2的阴极与一个开关So1的一端连接，二极管Do3的阳极与一个开关So4的一端连接，二极管Do4的阴极与一个开关So3的一端连接，开关So1的另一端、二极管Do1的阴极、开关So3的另一端、二极管Do3的阴极共接后作为一个输入端，二极管Do2的阳极、开关So2的另一端、二极管Do4的阳极、开关So4的另一端共接后作为另一个输入端，两输入端之间接入电源UDC，开关So1与二极管Do2的阴极之间通过电感Ls11与原边第一组绕组Lp1的一端连接，开关So4与二极管Do3的阳极之间通过电感Ls12与原边第一组绕组Lp1的另一端连接，开关So2与二极管Do1的阳极之间通过电感Ls21与原边第二组绕组Lp2的一端连接，开关So3与二极管Do4的阴极之间通过电感Ls22与原边第二组绕组Lp2的另一端连接；在变压器T的副边侧设有二极管Di1、Di2、Di3、Di4，以及开关Si1、Si2、Si3、Si4，其中二极管Di1的阳极与Di2的阴极连接，二极管Di3的阳极与Di4的阴极连接，开关Si1的一端与开关Si2的一端连接，开关Si3的一端与开关Si4的一端连接，开关Si1的另一端、二极管Di1的阴极、开关Si3的另一端、二极管Di3的阴极共接后作为一个输出端，开关Si2的另一端、二极管Di2的阳极、开关Si4的另一端、二极管Di4的阳极共接后作为另一个输出端，开关Si1与开关Si2之间、二极管Di1的阳极与Di2的阴极之间分别接入副边绕组一端，开关Si3与开关Si4之间、二极管Di3的阳极与Di4的阴极之间分别接入副边绕组另一端。所述的无直通问题的直流变压器，其特征在于：由二极管Do1、Do2、Do3、Do4，开关So1、So2、So3、So4，以及电感Ls11与电感Ls12、原边绕组Lp1、Lp2构成双绕组耦合型双Buck/双Boost全桥拓扑结构的原边侧。本专利技术针对现有技术原边侧高频逆变器采用全桥拓扑，存在直通问题的情况，提出一种无直通问题的新型直流变压器，直流变压器的原边侧高频逆变器电路采用新型双绕组耦合型双Buck/双Boost全桥拓扑，通过无连接点双绕组耦合的方式，将变压器漏感等效成为传统双Buck/双Boost全桥拓扑的防直通电感，和传统全桥拓扑相比，无需在电路中增加额外的元器件，且消除了死区、提高直流电压利用率的同时减小了系统体积。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、避免了传统桥式拓扑直通问题，无需在互补的驱动信号中加入死区，提高了直流电压利用率。2、通过变压器原边绕组的双绕组耦合，充分利用变压器漏感，无需在电路中增加额外的元器件，比传统双Buck/双Boost拓扑电路更为简单。附图说明图1为本专利技术直流变压器电路图。图2为三种高频逆变拓扑图，其中：图2（a）为本专利技术拓扑图，图2（b）为传统双Buck/双Boost全桥拓扑图，图2（c）为传统全桥拓扑图。具体实施方式如图1所示，无直通问题的直流变压器，包括变压器T，所述变压器T具有两组原边绕组Lp1、Lp2，以及一组副边绕组，变压器T的两组原边绕组Lp1、Lp2紧密耦合且匝数相同；在变压器T的原边侧设有二极管Do1、Do2、Do3、Do4，其中二极管Do1的阳极与一个开关So2的一端连接，二极管Do2的阴极与一个开关So1的一端连接，二极管Do3的阳极与一个开关So4的一端连接，二极管Do4的阴极与一个开关So3的一端连接，开关So1的另一端、二极管Do1的阴极、开关So3的另一端、二极管Do3的阴极共接后作为一个输入端，二极管Do2的阳极、开关So2的另一端、二极管Do4的阳极、开关So4的另一端共接后作为另一个输入端，两输入端之间接入电源UDC，开关So1与二极管Do2的阴极之间通过电感Ls11与原边第一组绕组Lp1的一端连接，开关So4与二极管Do3的阳极之间通过电感Ls12与原边第一组绕组Lp1的另一端连接，开关So2与二极管Do1的阳极之间通过电感Ls21与原边第二组绕组Lp2的一端连接，开关So3与二极管Do4的阴极之间通过电感Ls22与原边第二组绕组Lp2的另一端连接；在变压器T的副边侧设有二极管Di1、Di2、Di3、Di4，以及开关Si1、Si2、Si3、Si4，其中二极管Di1的阳极与Di2的阴极连接，二极管Di3的阳极与Di4的阴极连接，开关Si1的一端与开关Si2的一端连接，开关Si3的一端与开关Si4的一端连接，开关Si1的另一端、二极管Di1的阴极、开关Si3的另一端、二极管Di3的阴极共接后作为一个输出端，开关Si2的另一端、二极管Di2的阳极、开关Si4的另一端、二极管Di4的阳极共接后作为另一个输出端，开关Si1与开关Si2之间、二极管Di1的阳极与Di2的阴极之间分别接入副边绕组一端，开关Si3与开关Si4之间、二极管Di3的阳极与Di4的阴极之间分别接入副边绕组另一端。由二极管Do1、Do2、Do3、Do4，开关So1、So2、So3、So4，以及电感Ls11与电感Ls12、原边绕组Lp1、Lp2构成双绕组耦合型双Buck/双Boost全桥拓扑结构的原边侧。对于图1，变压器T的原边部分通过无连接点双绕组耦合的方式，将变压器漏感等效成为传统双Buck/双Boost全桥拓扑的防直通电感，消除了死区，并实现能量的双向流动。当绕组对称时，可将漏感看作对称分布，即Ls11和Ls12之和为原边绕组Lp1的漏感Ls1，Ls21和Ls22之和为原边绕组Lp2的漏感Ls2。对于图2，在图2(a)中，原边绕组Lp1和原边绕组Lp2紧密耦合，匝数相同，故A1和A2可近似看作等电位点，与图2(b)中的A点等效，同理，图2(a)中的B1和B2点与图2(b)中的B点等效，故在理想情况下，双绕组耦合型双Buck/双Boost全桥拓扑可与传统双Buck/双Boost全桥拓扑等效分析，然而变压器漏感无法等效为传统双Buck/双Boost全桥拓扑的防直通电感，需要额外增加电感器件。对于图2(b)，当So1或Do2导通时，可将E1点定义为桥臂输出点，当So2或Do1导通时，可将E2点定义为桥臂输出点，故E1和E2点与图2(c)中的E点等效，同理图2(b)中F1和F2点与图2(c)中的F点等效，即双Buck/双Boost拓扑桥臂输出点的定义与传统全桥拓扑的桥臂输出点相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
无直通问题的直流变压器，其特征在于：包括变压器T，所述变压器T具有两组原边绕组L

【技术特征摘要】
1.无直通问题的直流变压器，其特征在于：包括变压器T，所述变压器T具有两组原边绕组Lp1、Lp2，以及一组副边绕组，变压器T的两组原边绕组Lp1、Lp2紧密耦合且匝数相同；在变压器T的原边侧设有二极管Do1、Do2、Do3、Do4，其中二极管Do1的阳极与一个开关So2的一端连接，二极管Do2的阴极与一个开关So1的一端连接，二极管Do3的阳极与一个开关So4的一端连接，二极管Do4的阴极与一个开关So3的一端连接，开关So1的另一端、二极管Do1的阴极、开关So3的另一端、二极管Do3的阴极共接后作为一个输入端，二极管Do2的阳极、开关So2的另一端、二极管Do4的阳极、开关So4的另一端共接后作为另一个输入端，两输入端之间接入电源UDC，开关So1与二极管Do2的阴极之间通过电感Ls11与原边第一组绕组Lp1的一端连接，开关So4与二极管Do3的阳极之间通过电感Ls12与原边第一组绕组Lp1的另一端连接，开关So2与二极管Do1的阳极之间通过电感Ls21与原边第二组绕组Lp2的一端连接，开关So3与二极管Do4的阴极之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑昕昕，刘新天，王守模，何耀，曾国建，吉祥，潘轶山，
申请(专利权)人：合肥工业大学智能制造技术研究院，深圳市恒翼能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34