一种功率变换电路制造技术

本实用新型专利技术提出了一种功率变换电路，包括电感L1～L3、电容C1～C3、二极管D1～D2及IGBT开关管T1。本实用新型专利技术实现了开关管以及二极管的软开关，拥有较高的效率，同时具有恒功率调节的功能，对短路故障的抑制能力较强。对短路故障的抑制能力较强。对短路故障的抑制能力较强。

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换电路


[0001]本技术涉及DC/DC
，尤其涉及一种功率变换电路。

技术介绍

[0002]恒功率变换器在电力测量、三相功率因数校正等领域应用广泛，部分恒功率变换器采用单管Buck型电路，通过准谐振Buck电路实现功率因数校正，通过调频方式实现输入功率的调节，部分恒功率变换器采用双管交错方式降低开关管应力，还有部分恒功率变换器采用带隔离的单极“PFC+DC/DC”变换器，实现了功率因数校正、隔离输出、恒功率输出。但上述恒功率变换器中开关管均采用硬开关模式，电路的效率低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此本技术提出了一种功率变换电路，以解决传统功率变换器中开关管采用硬开关模式导致电路效率低的问题。
[0004]本技术的技术方案是这样实现的：一种功率变换电路，包括电感L1～L3、电容C1～C3、二极管D1～D2及IGBT开关管T1；
[0005]直流输入正极依次经电感L1、开关管T1、电感L2、电容C2连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端经电容C1连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端还依次经二极管D1的负极、二极管D1的正极连接直流输入负极，电感L2与电容C2的公共端依次经二极管D2的负极、二极管D2的正极连接电容C2的另一端，开关管T1与电感L2的公共端依次经电感L3、电容C3连接直流输入负极，电感L3与电容C3的公共端连接负载。
[0006]可选的，所述功率变换电路还包括NPN三极管S1、PNP三极管S2、电阻R1～R2及二极管D3；
>[0007]正电压供电源依次经三极管S1的集电极、三极管S1的发射极、三极管S2的发射极、三极管S2的集电极连接负电压供电源，三极管S1发射极与三极管S2发射极的公共端依次经电阻R1、电阻R2连接开关管T1的栅极，电阻R1与电阻R2的公共端依次经二极管D3的负极、二极管D3的正极连接电阻R1的另一端，三极管S1、三极管S2的基极均接入控制信号。
[0008]可选的，所述功率变换电路还包括TVS二极管D4和二极管D5，开关管T1的集电极依次经二极管D4的负极、二极管D4的正极、二极管D5的正极、二极管D5的负极连接开关管T1的栅极。
[0009]可选的，所述功率变换电路还包括电阻R3，电阻R3接入二极管D5的负极与开关管T1的栅极之间。
[0010]可选的，所述功率变换电路还包括二极管D6，二极管D4与二极管D5的公共端依次经二极管D6的正极、二极管D6的负极连接三极管S1、三极管S2的基极。
[0011]可选的，所述功率变换电路还包括电阻R4，电阻R4接入二极管D6的负极与三极管S1、三极管S2的基极之间。
[0012]本技术的功率变换电路相对于现有技术具有以下有益效果：
[0013](1)本技术的功率变换电路实现了开关管以及二极管的软开关，拥有较高的效率，同时具有恒功率调节的功能，对短路故障的抑制能力较强；
[0014](2)本技术的功率变换电路增加了二极管D6及电阻R4构成的支路，开关管T1关断过压时，流过二极管D4的电流可经二极管D6及电阻R4到达三极管S2的基极，相当于给流过二极管D4的电流增加了一级增益，可以减小流过二极管D4的电流，提高开关管T1关断过压的钳位作用。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术的功率变换电路的部分电路图；
[0017]图2为本技术的功率变换电路的另一部分电路图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本实施例的功率变换电路包括电感L1～L3、电容C1～C3、二极管D1～D2及IGBT开关管T1，直流输入正极依次经电感L1、开关管T1、电感L2、电容C2连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端经电容C1连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端还依次经二极管D1的负极、二极管D1的正极连接直流输入负极，电感L2与电容C2的公共端依次经二极管D2的负极、二极管D2的正极连接电容C2的另一端，开关管T1与电感L2的公共端依次经电感L3、电容C3连接直流输入负极，电感L3与电容C3的公共端连接负载。其中，L1远大于L2，L3远大于L2，C1等于C2。电感L1为输入电感，电容C1为输入电容，二极管D1为辅助续流二极管，电感L2、电容C2为软开关谐振元件，电感L3、电容C3为输出滤波元件。
[0020]本实施例的的功率变换电路工作过程如下：
[0021]第一阶段，开关管T1关断，直流输入电压通过电感L1对电容C1进行充电，二极管D2导通续流；
[0022]第二阶段的开始时刻，开关管T1导通，由于流过电感L2的电流不能突变，开关管T1零电流导通，开始时刻之后，电容C1、开关管T1以及电感L2形成谐振回路，流过电感L2的电流逐渐降低，第二阶段的结束时刻，流过电感L2的电流降低为零，流过开关管T1的电流等于流过电感L3的电流，流过电容C1的电流等于流过电感L3的电流减去流过电感L1的电流；
[0023]第三阶段，电容C1通过开关管T1与电感L2、电容C2形成谐振回路，电容C1放电，流过开关管T1的电流逐渐增大，第三阶段的结束时刻，电容C1两端的电压为零；
[0024]第四阶段，流过电容C1的电流为零，流过电感L2的电流反向，为维持流过电感L3的电流不变，二极管D1导通，电感L2、电容C2、二极管D1以及开关管T1形成新的谐振回路，电容
C1两端的电压保持为零，第四阶段的结束时刻，开关管T1零电压关断，同时流过电感L2的电流不小于流过电感L3的电流；
[0025]第五阶段，电感L2、电容C2、电感L3、电容C3、开关管T1、电容C1形成电容C2的放电回路，电容C2两端的电压逐渐降低，第五阶段的结束时刻，电容C2两端的电压降至零，二极管D2导通，电流进入二极管D2续流振荡，续流回路为二极管D2、电感L2、电感L3、电容C3。
[0026]本实施例中，选择直流输入电压为200V，电感L1为1mH，电容C1为47pF，电感L2为10μH，电容C2为47pF，电感L3为1mH，电容C3为80μF。在负载电阻R0为10Ω时，开关管T1的导通时间和关断时间分别为5μs、5μs，输出电流为8A，输入电流为3.5A；保持开关管T1的导通时间和关断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换电路，其特征在于，包括电感L1～L3、电容C1～C3、二极管D1～D2及IGBT开关管T1；直流输入正极依次经电感L1、开关管T1、电感L2、电容C2连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端经电容C1连接直流输入负极，电感L1与开关管T1的公共端还依次经二极管D1的负极、二极管D1的正极连接直流输入负极，电感L2与电容C2的公共端依次经二极管D2的负极、二极管D2的正极连接电容C2的另一端，开关管T1与电感L2的公共端依次经电感L3、电容C3连接直流输入负极，电感L3与电容C3的公共端连接负载。2.如权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，还包括NPN三极管S1、PNP三极管S2、电阻R1～R2及二极管D3；正电压供电源依次经三极管S1的集电极、三极管S1的发射极、三极管S2的发射极、三极管S2的集电极连接负电压供电源，三极管S1发射极与三极管S2发射极的公共端依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：马承，
申请(专利权)人：武汉汉得维尔电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：