一种大功率高效率直流变换拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种大功率高效率直流变换拓扑结构，其包括：前级BUCK降压电路、中间级全桥谐振电路以及后级同步整流电路。本实用新型专利技术是可实现大功率高效率的直流电源拓扑，具有如下优点：(1)两级式级联结构，提高了输入输出的适应范围；(2)前级BUCK降压电路采用闭环控制策略，保证较宽的输入输出适应能力；(3)中间级全桥谐振电路工作在开环状态，不仅提高了电路输出功率等级，还可实现第二功率三极开关管S2、第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4、第五功率三极开关管S5的软开关，进一步提高电路转换效率。提高电路转换效率。提高电路转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率高效率直流变换拓扑结构


[0001]本技术涉及大功率、高效率电源
，尤其是涉及一种大功率高效率直流变换拓扑结构。

技术介绍

[0002]现阶段，在机载、车载供电系统中大多使用直流28V供电体制，来源通常为电池组的输出或是整流后的高压直流。目前，直流电源拓扑机构有多种形式，按功率三极开关管连接方式的不同分为单端反激电路、单端正激电路、半桥电路、全桥电路和推挽电路。单端反激电路能量间接传输和变压器单相限工作的特点决定了其只适应于100
‑
200W小功率场所；单端正激电路变压器同样为单相磁化，利用率低且需考虑磁复位问题；半桥电路功率三极开关管电压应力小，变压器磁芯利用率高，但均压电容的不平衡问题不易解决；全桥电路虽克服了上述局限，但其功率器件较多，不适合大功率场合；推挽电路使用的功率器件较少，但其效率较低。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种大功率高效率直流变换拓扑结构，以解决传统直流电源拓扑功率等级小、能量利用率低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]本技术提供一种大功率高效率直流变换拓扑结构，包括：前级 BUCK降压电路、中间级全桥谐振电路以及后级同步整流电路。
[0007]进一步，所述前级BUCK降压电路包括第一功率三极开关管S1、续流二极管D1、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2以及滤波电感L1；所述第一功率三极开关管(S1)的源极与所述第一滤波电容(C1)的负端连接；第一功率三极开关管(S1)的漏极与所述续流二极管(D1)的阳极连接后，与所述滤波电感L1的一端相接；第一滤波电容C1的正端与续流二极管D1的阴极连接后，与第二滤波电容C2的正端、第二功率三极开关管S2的漏极、第四功率三极开关管S4的漏极相接；所述滤波电感L1的另一端与所述第二滤波电容C2的负端连接后，与第三功率三极开关管S3的源极、第五功率三极开关管S5的源极相接。
[0008]进一步，所述中间级全桥谐振电路包括第二功率三极开关管S2、第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4、第五功率三极开关管S5、谐振电感L2、谐振电容C3以及原边绕组T
p
；所述第二功率三极开关管S2的源极与所述第三功率三极开关管S3的漏极连接后，与所述谐振电感L2的一端相连；谐振电感L2的另一端与所述谐振电容C3的一端相连；谐振电容C3的另一端与所述原边绕组T
p
的同名端相连；第四功率三极开关管S4的源极与第五功率三极开关管S5的漏极连接后，与原边绕组T
p
的异名端相连。
[0009]进一步，所述后级同步整流电路包括第六功率三极开关管S6、第七功率三极开关管S7、第一副边绕组T
s1
、第二副边绕组T
s2
以及输出滤波电容 C4；所述第一副边绕组T
s1
的异名端与所述第二副边绕组T
s2
的同名端相连后，与所述输出滤波电容C4的正端连接；第一副边绕组T
s1
的同名端与所述第七功率三极开关管S7的漏极相接；第二副边绕组T
s2
的同名端与所述第六功率三极开关管S6的漏极相接；第七功率三极开关管(S7)的源极与第六功率三极开关管(S6)的源极相接后，与输出滤波电容(C4)的负端连接。
[0010]采用上述技术方案，本技术具有如下有益效果：
[0011]本技术是可实现大功率高效率的直流电源拓扑，具有如下优点： (1)两级式级联结构，提高了输入输出的适应范围；(2)前级BUCK降压电路采用闭环控制策略，保证较宽的输入输出适应能力；(3)中间级全桥谐振电路工作在开环状态，不仅提高了电路输出功率等级，还可实现第二功率三极开关管S2、第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4、第五功率三极开关管S5的软开关，进一步提高电路转换效率。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
[0013]图1为本技术的一种大功率高效率直流变换拓扑结构示意图；
[0014]图2a
‑
2h为本技术的一种大功率高效率直流变换拓扑结构各开关模态示意图；
[0015]图3为本技术的一种大功率高效率直流变换拓扑结构采用的控制框图。
[0016]图标：1
‑
前级BUCK降压电路；2
‑
中间级全桥谐振电路；3
‑
后级同步整流电路；S1～S7‑
第一～第七功率三极开关管；D1‑
续流二极管；C1、C2‑
第一、第二滤波电容；T
p
‑
原边绕组；T
s1
、T
s2
‑
第一、第二副边绕组；L1‑
滤波电感； L2‑
谐振电感；C3‑
谐振电容；C4‑
输出滤波电容；R
o
‑
输出负载；U
in
‑
外接电源。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0018]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率高效率直流变换拓扑结构，其特征在于，包括：前级BUCK降压电路、中间级全桥谐振电路以及后级同步整流电路；所述前级BUCK降压电路包括第一功率三极开关管(S1)、续流二极管(D1)、第一滤波电容(C1)、第二滤波电容(C2)以及滤波电感(L1)；所述第一功率三极开关管(S1)的源极与所述第一滤波电容(C1)的负端连接；第一功率三极开关管(S1)的漏极与所述续流二极管(D1)的阳极连接后，与所述滤波电感(L1)的一端相接；第一滤波电容(C1)的正端与续流二极管(D1)的阴极连接后，与第二滤波电容(C2)的正端、第二功率三极开关管(S2)的漏极、第四功率三极开关管(S4)的漏极相接；所述滤波电感(L1)的另一端与所述第二滤波电容(C2)的负端连接后，与第三功率三极开关管(S3)的源极、第五功率三极开关管(S5)的源极相接。2.根据权利要求1所述的大功率高效率直流变换拓扑结构，其特征在于，所述中间级全桥谐振电路包括第二功率三极开关管(S2)、第三功率三极开关管(S3)、第四功率三极开关管(S4)、第五功率三极开关管(S5)、谐振电感(L2)、谐振电容(C3)以及原边绕组(T
p
)；所述第二功率三极开关管(S2)的源极与所述第三功率三极开关管(S3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华平，
申请(专利权)人：华芯威半导体科技北京有限责任公司，
类型：新型
国别省市：