一种降压电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种降压电路，包括由第一开关Ｑ１、第一电感Ｌ１、第一二极管Ｄ１、第三电感Ｌｍ、电容Ｃ组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Ｑ２、第二电感Ｌ２、第二二极管Ｄ２、第三电感Ｌｍ、电容Ｃ组成的第二斩波降压回路，第一斩波回路和第二斩波回路并联且共电容Ｃ和第三电感Ｌｍ，第一开关Ｑ１和第二开关Ｑ２交替工作且具有第一开关Ｑ１和第二开关Ｑ２同时关断的间隔时间Ｔ２，第一开关Ｑ１和第二开关Ｑ２中任意一个开关关断且经过间隔时间Ｔ２后，另一个开关开通。本实用新型专利技术是一种结构简单紧凑、成本低廉、可提高开关频率、从而可减小整体设备体积和重量的降压电路。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及到一种电路结构，特指一种降压电路。
技术介绍
普通的降压斩波电路如图4和图5所示，包括由开关Q、电感L、二极管D以及电容 组成的回路。当开关Q闭合时，电感L储存电能并向输出电容C充电；开关Q关断时，电感 L释放电能。假设一个周期内开关Q闭合时间为T1,开关Q关断时间为T2，则完成周期为Ts = Ι\+Τ2，当电感L的电流连续时，输出电压Vtl与输入电压Vs有如下关系=V0 = VsT1/ (VT2)。 由此可见，降压电路中开关Q的开关频率越高，则电感L和电容C的值就越小，整个装置的 体积重量就越小。但有两个因素限制了开关Q的开关频率1、开关Q通常采用IGBT或MOSFET功率器件，这些功率器件有一个安全开关时间， 即T2最小不能小于器件的安全开关时间。例如，假设所采用IGBT的安全开关时间为5us， 要求的输出电压和输入电压的比值为0. 5，则开关周期最小为Ts = 5us + 0. 5 = 10us，即最 大开关频率为IOOkHz。开关频率不允许再提高。2、开关Q通常采用IGBT或MOSFET功率器件，每开关一次，都会产生相应的开关 损耗；每次当开关Q开通时，二极管D从开通态到截止态也会产生一定的开关损耗。如图6 所示，开关Q开通后，在二极管D两端电压立即变为-Vrrm，经过反向恢复时间trr后稳定 在-Vr(即输入电压Vs)。流过二极管D的电流先达到反向恢复电流峰值-Irrm，经过反向 恢复时间trr后降低到0，二极管D截止。二极管D两端电压与二极管D截止前反向恢复电 流的乘积对反向恢复时间积分，得到的结果就是二极管D关断损耗。反向恢复电流和反向 恢复时间往往较大，从而造成较大的损耗，并且与开关频率成正比。受这一因素影响，开关 频率提高就将受到限制。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新 型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、可提高开关频率、从而可减小整体设备体积和重量的 降压电路。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案一种降压电路，其特征在于包括由第一开关Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第三 电感Lm、电容C组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Q2、第二电感L2、第二二极管D2、第 三电感Lm、电容C组成的第二斩波降压回路，所述第一斩波回路和第二斩波回路并联且共电 容C和第三电感Lm，所述第一开关Q1和第二开关Q2交替工作且具有第一开关Q1和第二开 关Q2同时关断的间隔时间T2,所述第一开关Q1和第二开关Q2中任意一个开关关断且经过 间隔时间T2后，另一个开关开通。作为本技术的进一步改进所述第一电感L1和第二电感L2为换流电感。所述间隔时间T2小于第一开关Q1和第二开关Q2的功率器件安全开关时间。与现有技术相比，本技术的优点在于本技术的降压电路，结构简单紧 凑、成本低廉，突破了功率器件安全开关时间和二极管关断损耗对降压斩波电路开关频率 的制约，使得整个装置可工作在更高的工作频率下，从而降低整个装置的体积和重量。附图说明图1是本技术的电路原理示意图；图2是本技术工作时的波形示意图；图3是本技术工作时电压与电流的衰减变化示意图；图4是现有技术中降压电路的原理示意图；图5是现有技术中降压电路工作时的波形示意图；图6是现有技术中降压电路工作时电压与电流的衰减变化示意图。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。如图1和图2所示，本技术的降压电路，包括由第一开关Q1、第一电感L1、第 一二极管0工、第三电感Lm、电容C组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Q2、第二电感L2、 第二二极管D2、第三电感Lm、电容C组成的第二斩波降压回路，第一斩波回路和第二斩波回 路并联且共电容C和第三电感Lm，第一开关Q1和第二开关Q2交替工作且具有第一开关Q1和 第二开关Q2同时关断的间隔时间T2，第一开关Q1和第二开关Q2中任意一个开关关断且经 过间隔时间T2后，另一个开关开通。工作时，参见图2，第一开关Q1和第二开关Q2将交替工作，分别持续时间T1,当两 个开关中任意一个开通时，第三电感Lm将处于储能状态，并向输出电容C充电。当两个开 关同时关断时，第三电感Lm将通过第一二极管D1、第一电感L1或者第二二极管仏、第二电感 L2向电容C充电，这个过程将持续间隔时间T2，可以将间隔时间T2设置为小于功率器件的 安全开关时间，即小于第一开关Q1和第二开关Q2的功率器件安全开关时间。例如，假设所 采用IGBT的安全开关时间为5us，要求的输出电压和输入电压的比值为0.5，采用本实用新 型的降压电路后，可以将间隔时间T2设置为2us，则开关周期最小可为2us + 0. 5 = 4us，最 大开关频率为250kHz，将使原来最大的开关频率提高了 2. 5倍。为了减少第一二极管D1* 第二二极管D2的关断损耗，本实施例进一步将第一电感L1和第二电感L2设计为换流电感。 如图3所示，在上述开关状态的转换过程中，由于第一电感L1和第二电感L2的作用，第一二 极管D1和第二二极管D2承受的电流在关断时是逐步下降的，其反向恢复电流和反向恢复时 间都大大减小，因此二极管的关断损耗也会随之大大下降。由上可知，开关频率还可进一步 提尚。以上仅是本技术的优选实施方式，本技术的保护范围并不仅局限于上述 实施例，凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出，对 于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下的若干改进和润饰，4应视为本技术的保护范围。权利要求一种降压电路，其特征在于包括由第一开关Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第三电感Lm、电容C组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Q2、第二电感L2、第二二极管D2、第三电感Lm、电容C组成的第二斩波降压回路，所述第一斩波回路和第二斩波回路并联且共电容C和第三电感Lm，所述第一开关Q1和第二开关Q2交替工作且具有第一开关Q1和第二开关Q2同时关断的间隔时间T2，所述第一开关Q1和第二开关Q2中任意一个开关关断且经过间隔时间T2后，另一个开关开通。2.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于所述第一电感L1和第二电感L2为换 流电感。3.根据权利要求1或2所述的降压电路，其特征在于所述间隔时间T2小于第一开关 Q1和第二开关Q2的功率器件安全开关时间。专利摘要本技术公开了一种降压电路，包括由第一开关Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第三电感Lm、电容C组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Q2、第二电感L2、第二二极管D2、第三电感Lm、电容C组成的第二斩波降压回路，第一斩波回路和第二斩波回路并联且共电容C和第三电感Lm，第一开关Q1和第二开关Q2交替工作且具有第一开关Q1和第二开关Q2同时关断的间隔时间T2，第一开关Q1和第二开关Q2中任意一个开关关断且经过间隔时间T2后，另一个开关开通。本技术是一种结构简单紧凑、成本低廉、可提高开关频率、从而可减小整体设备体积和重量的降压电路。文档编号H02M3/07GK201699582SQ201020220369公开日2011年1月5日 申请日期2010年本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压电路，其特征在于：包括由第一开关Ｑ↓［１］、第一电感Ｌ↓［１］、第一二极管Ｄ↓［１］、第三电感Ｌ↓［ｍ］、电容Ｃ组成的第一斩波降压回路以及由第二开关Ｑ↓［２］、第二电感Ｌ↓［２］、第二二极管Ｄ↓［２］、第三电感Ｌ↓［ｍ］、电容Ｃ组成的第二斩波降压回路，所述第一斩波回路和第二斩波回路并联且共电容Ｃ和第三电感Ｌ↓［ｍ］，所述第一开关Ｑ↓［１］和第二开关Ｑ↓［２］交替工作且具有第一开关Ｑ↓［１］和第二开关Ｑ↓［２］同时关断的间隔时间Ｔ↓［２］，所述第一开关Ｑ↓［１］和第二开关Ｑ↓［２］中任意一个开关关断且经过间隔时间Ｔ↓［２］后，另一个开关开通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林冲，汤世娟，张勇，杨恢政，
申请(专利权)人：长沙广义变流技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]