一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑技术方案

本发明专利技术涉及一种适用于远距离视频监控系统供电的DC‑DC拓扑，属于视频监控技术领域。该电力电子变压器拓扑由2个电力电子开关管T1、T2、1个电容器C、2个电感器L1、L2以及4个二极管组成。通过对该电力电子变压器的控制可以灵活调节视频监控系统远距离直流供电的电压，使其满足功率以及信号传输的需要。本发明专利技术提高了直流变压变换的灵活性，提高了输出电流的稳定性，降低了开关管的频率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑
本专利技术属于视频监控所用的电力电子设备
，具体涉及一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，以全控型功率器件为核心的DC-DC具有体积小、能量密度高、安全可靠和高度的可控性和灵活性，因而受到国内外学者的广泛关注。DC-DC变换电路是指通过IGBT管等开关器件以及电感、电容等储能器件的协同工作，对直流电进行高低压转换的电路，对于高功率DC-DC变换电路而言，半桥变换电路是目前使用最为广泛的电路拓扑，但是传统的半桥变换电路在控制电感储能和电感续流阶段的共模电压不一致，导致两个不同电压在开关周期内对寄生电容进行循环充放电，从而导致共模电流产生。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑，由2个电力电子开关管T1、T2、1个电容器C、2个电感器L1、L2以及5个二极管D1-D5组成。所采用的技术方案是：设计双路开关单元，其中二极管D1与开关管T1反向串联，组成开关单元1，开关单元1内的二极管D1阴极侧通过二极管D3连接到电容器C的正极，开关单元1的另一侧直接与电容负极相连；二极管D2与开关管T2反向串联，组成开关单元2，开关单元2内的二极管D2阴极侧通过二极管D4连接到电容器C的正极，开关单元2的另一侧直接与电容器C负极相连；开关单元1的二极管D1与开关单元2的二极管D2阳极侧直接相连，二极管D1与二极管D2阴极侧通过电感器L1与电感器L2相连；电感器L1与电感器L2的一侧直接相连并通过二极管D5与电容器C的负极相连。电感器L1和电感器L2的公共连接部分接直流输入电源Vin的正极，二极管D5的阳极接入直流输入源Vin的负极，电容器C的两端接输出端子Vout。开关单元1与开关单元2可以独立控制，从而使得电感L1和电感L2工作在不同的频率下，且可以以较低的频率实现等效的高频率。本专利技术采用两个相互独立的开关单元的形式，避免了共模电流的产生，而且可以通过控制来使两个开关单元工作在不同频率下，从而可以方便进行降低损耗方面的优化工作，可以保证变换器在得到高频输出性能的同时只承受低频的开关损耗，可以有效地解决高频化与高开关损耗之间的矛盾。与现有技术相比，本专利技术具有的优势为：1、开关频率低，开关管的开关频率是影响电能损耗以及造成散热设计困难的重要因素，且高频开关会产生相应的电磁干扰，严重的话会引起监控系统视频信号传输的失真，而本专利技术的双开关单元在较低开关频率下可实现电压变换的效果，因此具有一定的优势。2、工作可靠性强，双路开关单元独立运行，即使一路开关管烧毁，也可用另外一路通过提高工作频率的方式实现电压的变换，保证系统供电系统的正常运行。附图说明为了更清楚地说明本专利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专利技术的一个实施例，下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1示出了一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑示意图。其中：1和2分别为独立工作的开关单元，L1和L2为电感器，T1和T2为开关管，D1、D2、D3、D4为二极管，C为电容器，Vin为DC-DC的输入端，Vout为DC-DC的输出端。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑，由2个电力电子开关管T1、T2、1个电容器C、2个电感器L1、L2以及5个二极管D1-D5组成。所采用的技术方案是：设计双路开关单元，其中二极管D1与开关管T1反向串联，组成开关单元1，开关单元1内的二极管D1阴极侧通过二极管D3连接到电容器C的正极，开关单元1的另一侧直接与电容负极相连；二极管D2与开关管T2反向串联，组成开关单元2，开关单元2内的二极管D2阴极侧通过二极管D4连接到电容器C的正极，开关单元2的另一侧直接与电容器C负极相连；开关单元1的二极管D1与开关单元2的二极管D2阳极侧直接相连，二极管D1与二极管D2阴极侧通过电感器L1与电感器L2相连；电感器L1与电感器L2的一侧直接相连并通过二极管D5与电容器C的负极相连。电感器L1和电感器L2的公共连接部分接直流输入电源Vin的正极，二极管D5的阳极接入直流输入源Vin的负极，电容器C的两端接输出端子Vout。开关单元1与开关单元2可以独立控制，从而使得电感L1和电感L2工作在不同的频率下，且可以以较低的频率实现等效的高频率。该拓扑有以下几个工作过程：模式一：对开关单元2中的开关管T2施加闭锁脉冲，同时对开关单元1中的开关管T1施加一定占空比的PWM脉冲，此时电感器L1将流过电流，通过控制占空比的大小即可控制输出端Vout的电压大小。模式二：对开关单元1中的开关管T1施加闭锁脉冲，同时对开关单元2中的开关管T2施加一定占空比的PWM脉冲，此时电感器L2将流过电流，通过控制占空比的大小即可控制输出端Vout的电压大小。模式三：同时对开关单元1和2中的T1和T2施加一定占空比的PWM脉冲，两个开关单元的占空比可以不同，频率也可以不同，此时电感器L1和L2都将处于工作状态，通过控制二者的占空比的大小即可控制输出端Vout的电压大小。模式四：对开关单元1和2中的T1和T2施加交错波形互补的PWM脉冲，即T1导通的时候T2截止，T2导通的时候T1截止，此时单纯改变占空比对输出电压无影响，但可通过配置L1和L2的大小来控制输出电压的大小。模式三和模式四都可以用较低的开关频率来实现较好的升压效果，而模式四的电压纹波较小，对电容值的大小要求较低。最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑，其特征在于：由2个电力电子开关管T1、T2、1个电容器C、2个电感器L1、L2以及5个二极管D1-D5组成；二极管D1与开关管T1反向串联，组成开关单元1，开关单元1内的二极管D1阴极侧通过二极管D3连接到电容器C的正极，开关单元1的另一侧直接与电容器C的负极直接相连；二极管D2与开关管T2反向串联，组成开关单元2，开关单元2内的二极管D2阴极侧通过二极管D4连接到电容器C的正极，开关单元2的另一侧直接与电容器C的负极直接相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑，其特征在于：由2个电力电子开关管T1、T2、1个电容器C、2个电感器L1、L2以及5个二极管D1-D5组成；二极管D1与开关管T1反向串联，组成开关单元1，开关单元1内的二极管D1阴极侧通过二极管D3连接到电容器C的正极，开关单元1的另一侧直接与电容器C的负极直接相连；二极管D2与开关管T2反向串联，组成开关单元2，开关单元2内的二极管D2阴极侧通过二极管D4连接到电容器C的正极，开关单元2的另一侧直接与电容器C的负极直接相连。


2.根据权利要求1所述的适用于远距离视频监控系统供电的DC-DC拓扑，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁春艳，李帅，李树强，
申请(专利权)人：广东汇通信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44