直流电压变换电路及直流电压变换器制造技术

本发明专利技术提供了一种直流电压变换电路及直流电压变换器，该电路包括：第一电感，第一电感第一端用于与第一电源第一端连接；第一开关管和第三开关管，第一开关管第一端和第三开关管第一端均与第一电感第二端连接，第三开关管第二端与第二电容第一端连接；第二开关管和第三电容，第二开关管第一端和第三电容第一端连接，且第二开关管第一端还分别与第一开关管第二端和第二电容第二端连接，第二开关管第二端和第三电容第二端通过第四开关管连接；且第二开关管第二端用于与第一电源第二端连接；连接在第一电源第一端和第二端第一电容。这样可以降低各个开关管的电压应力，同时使各个开关管得到较好的钳位。

DC voltage converter and DC voltage converter

The invention provides a DC voltage converter and DC voltage converter, the circuit includes a first inductor, the end of the first inductor for the first end is connected with the first power; the first switch and the third switch, the first switch and the third switch first end of the first tube end and connected to the second end of the first inductor, switch third second tube end, the first end is connected with second capacitors; second switches and third capacitors, second switches a first end and a third end connected to the first capacitor, and a second switch tube is respectively connected with the first end of the first switch second terminal and the second capacitor second is connected with the second switch second and third terminal capacitor second is connected by the fourth end of the tube the switch and the second switch tube; second end for the first power connected to the second end connected to the first power supply; a first end and a second end of the first capacitor. In this way, the voltage stress of each switch tube can be reduced, and each switch tube is better clamped.

【技术实现步骤摘要】
直流电压变换电路及直流电压变换器
本专利技术涉及电力电子
，尤其是涉及一种直流电压变换电路及直流电压变换器。
技术介绍
直流变换器是将一种直流电源变换成另一种具有不同输出特性的直流电源。直流变换器包括直流电压变换器和直流电流变换器，其中，直流电压变换器通过对电力电子器件的快速通、断控制而把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，通过控制占空比的变化来改变这一脉冲系列的脉冲宽度，以实现输出电压平均值的调节，再经输出滤波器滤波，在被控负载上得到电压可控的直流电能。一般的直流电压变换器都是单向的，如图1所示，升压BOOST变换器包括电压输入端(输入电压为Vin)、电压输出端(输出电压为Vout)、电感L1和L2、开关管Q1和Q2以及电容C，该BOOST变换器的工作原理如下：当开关管Q1和Q2长时间处于关断状态时，Vout＝Vin；当开关管Q1和Q2同时开通时，电感L1和L2上的电流以一定的比率线性增加，电感L1和L2储能；当开关管Q1和Q2同时关断时，由于电感的电流保持特性，电感L1和L2开始给电容C充电，使得电容C两端的电压高于输入电压Vin，即得到了高于输入电压Vin的输出电压Vout。现有技术中，为了降低开关管的电压应力，采用了两个开关管Q1和Q2：当开关管Q1和Q2同时关断时，开关管Q1和Q2分摊输出电压Vout。但是由于开关管Q1和Q2的结电容不一定完全相同，可能会造成其中一个开关管的电压偏高，这样容易造成该开关管损坏。因此，现有的直流电压变换器存在着在降低开关管的电压应力的同时，开关管不能可靠钳位的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种直流电压变换电路及直流电压变换器，以降低各个开关管的电压应力，同时使各个开关管得到较好的钳位，从而增加直流电压变换的可靠性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种直流电压变换电路，包括：第一电感，所述第一电感的第一端用于与第一电源的第一端连接；第一开关管和第三开关管，所述第一开关管的第一端和所述第三开关管的第一端均与所述第一电感的第二端连接，所述第三开关管的第二端与第二电容的第一端连接；所述第一开关管、所述第三开关管和所述第二电容组成第一变换电路；第二开关管和第三电容，所述第二开关管的第一端和所述第三电容的第一端连接，且所述第二开关管的第一端还分别与所述第一开关管的第二端和所述第二电容的第二端连接，所述第二开关管的第二端和所述第三电容的第二端通过第四开关管连接；且所述第二开关管的第二端用于与所述第一电源的第二端连接；所述第二开关管、所述第四开关管和所述第三电容组成第二变换电路；第一电容，所述第一电容用于连接在所述第一电源的第一端和第二端；所述第二电容的第一端用于连接第二电源的第一端；所述第三电容的第二端用于连接所述第二电源的第二端。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管均包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，或者并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT和二极管。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述直流电压变换电路还包括第二电感；所述第二电感的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第二电感的第二端用于与所述第一电源的第二端连接。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第二电容的容抗与所述第三电容的容抗相等。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端分别与第一控制电路连接，所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端分别与第二控制电路连接；所述第一控制电路用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的通断，所述第二控制电路用于控制所述第三开关管和所述第四开关管的通断。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一控制电路和所述第二控制电路均为脉冲宽度变调PWM电路。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述直流电压变换电路还包括连接在所述第一变换电路和所述第二变换电路之间的级联电路；所述级联电路包括级联开关管、级联电容和级联二极管；所述级联二极管的正极和负极分别为所述级联电路的第一输入端和第二输入端，且分别与所述级联开关管的第一端和所述级联电容的第一端连接，所述级联开关管的第二端和所述级联电容的第二端分别为所述级联电路的第一输出端和第二输出端；所述级联电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一开关管的第二端和所述第二电容的第二端连接；所述级联电路的第一输出端和第二输出端均与所述第二开关管的第一端连接。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述直流电压变换电路还包括级联在所述第一变换电路和所述第二变换电路之间的多个所述级联电路；第一级的所述级联电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一开关管的第二端和所述第二电容的第二端连接；当前级的所述级联电路的第一输入端和第二输入端分别与前一级的所述级联电路的第一输出端和第二输出端连接，当前级的所述级联电路的第一输出端和第二输出端分别与后一级的所述级联电路的第一输入端和第二输入端连接；最后一级的所述级联电路的第一输出端和第二输出端均与所述第二开关管的第一端连接。第二方面，本专利技术实施例还提供一种直流电压变换器，包括如上述第一方面所述的直流电压变换电路，还包括壳体；所述壳体设置有第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口用于连接所述第一电源，所述第二电源接口用于连接所述第二电源；所述直流电压变换电路设置在所述壳体内，且所述第一电感的第一端和所述第二开关管的第二端分别与所述第一电源接口的两端连接，所述第二电容的第一端和所述第三电容的第二端分别与所述第二电源接口的两端连接。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述壳体的外表面设置有分别与所述第一电源接口和所述第二电源接口对应的输入输出端标识。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例中，该直流电压变换电路为双向降压-升压变换电路，可以实现降压/升压，并且，当第一开关管和第二开关管同时开通、第三开关管和第四开关管同时关断时，第三开关管、第四开关管均分别被第二电容、第三电容钳位；当第一开关管和第二开关管同时关断、第三开关管和第四开关管同时开通时，第一开关管、第二开关管均分别被第二电容、第三电容钳位，因此各个开关管承受的电压与各自的结电容无关，可以得到较好的钳位。进一步地，由于第二电容和第三电容分摊第二电源的电压，因此可以降低第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管的电压应力。综上可知，该直流电压变换电路，降低了各个开关管的电压应力，同时使各个开关管得到了较好的钳位，从而增加了直流电压变换的可靠性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电压变换电路，其特征在于，包括：第一电感，所述第一电感的第一端用于与第一电源的第一端连接；第一开关管和第三开关管，所述第一开关管的第一端和所述第三开关管的第一端均与所述第一电感的第二端连接，所述第三开关管的第二端与第二电容的第一端连接；所述第一开关管、所述第三开关管和所述第二电容组成第一变换电路；第二开关管和第三电容，所述第二开关管的第一端和所述第三电容的第一端连接，且所述第二开关管的第一端还分别与所述第一开关管的第二端和所述第二电容的第二端连接，所述第二开关管的第二端和所述第三电容的第二端通过第四开关管连接；且所述第二开关管的第二端用于与所述第一电源的第二端连接；所述第二开关管、所述第四开关管和所述第三电容组成第二变换电路；第一电容，所述第一电容用于连接在所述第一电源的第一端和第二端；所述第二电容的第一端用于连接第二电源的第一端；所述第三电容的第二端用于连接所述第二电源的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种直流电压变换电路，其特征在于，包括：第一电感，所述第一电感的第一端用于与第一电源的第一端连接；第一开关管和第三开关管，所述第一开关管的第一端和所述第三开关管的第一端均与所述第一电感的第二端连接，所述第三开关管的第二端与第二电容的第一端连接；所述第一开关管、所述第三开关管和所述第二电容组成第一变换电路；第二开关管和第三电容，所述第二开关管的第一端和所述第三电容的第一端连接，且所述第二开关管的第一端还分别与所述第一开关管的第二端和所述第二电容的第二端连接，所述第二开关管的第二端和所述第三电容的第二端通过第四开关管连接；且所述第二开关管的第二端用于与所述第一电源的第二端连接；所述第二开关管、所述第四开关管和所述第三电容组成第二变换电路；第一电容，所述第一电容用于连接在所述第一电源的第一端和第二端；所述第二电容的第一端用于连接第二电源的第一端；所述第三电容的第二端用于连接所述第二电源的第二端。2.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管均包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，或者并联的绝缘栅双极型晶体管IGBT和二极管。3.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其特征在于，所述直流电压变换电路还包括第二电感；所述第二电感的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第二电感的第二端用于与所述第一电源的第二端连接。4.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其特征在于，所述第二电容的容抗与所述第三电容的容抗相等。5.根据权利要求1所述的直流电压变换电路，其特征在于，所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端分别与第一控制电路连接，所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端分别与第二控制电路连接；所述第一控制电路用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的通断，所述第二控制电路用于控制所述第三开关管和所述第四开关管的通断。6.根据权利要求5所述的直流电压变换电路，其特征在于，所述第一控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾海峰，冷旭东，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44