一种半桥变换器和平衡电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半桥变换器和平衡电路，变换器包括隔直电容、与电容分压支路和半桥交流桥臂；隔直电容的第一端接电容分压支路的中点，另一端为半桥变换器的第一输出端；半桥交流桥臂的中点为半桥变换器的第二输出端。正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。本实用新型专利技术能够自动调节两个分压电容工作电压，保证电路安全运行。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种半桥变换器和平衡电路[
]本技术涉及变换器电路，尤其涉及一种半桥变换器和平衡电路。[
技术介绍
]传统半桥变换器的结构如图1所示，包括功率开关管Q3，功率开关管Q4、分压电容EC1、分压电容EC2和隔直电容Cr。功率开关管Q3和功率开关管Q4组成半桥的桥臂；分压电容EC1、分压电容EC2串接后形成的电容分压支路与直流电源并接。隔直电容Cr的一端接分压电容ECl与分压电容EC2之间的连接点，另一端作为半桥变换器的输出端接负载的一端；功率开关管Q3与功率开关管Q4的连接点作为半桥变换器的另一个输出端接负载另一端。因元器件的不一致性，会导致分压电容ECl和EC2的工作电压偏移较大。特别是在轻载或者空载时，这种分压电容工作电压的不一致性影响更加的明显。导致电路的一边应力加大，一边应力减轻。当功率开关管Q3导通时，分压电容ECl通过功率开关管Q3和Cr给负载传输能量。当功率开关管Q4导通时，分压电容EC2通过功率开关Q4和隔直电容Cr给负载传输能量。在理想的情况下，分压电容ECl和EC2的有效值电压在完整的工作周期内是相等的。隔直电容Cr的正负向电压也是相等的。但在实现的应运中。因元件的离散性，电路不可能做到完全对称。特别是在负载较轻的情况下，这种不对称的现象更是严重。所以也就产生了分压电容ECl和EC2相差较大的情况。这种情况轻者影响电路的工作状态，重者可引起元器件的烧毁。所以如果不加任何的措施，电路将会存在较大的安全隐患。[
技术实现思路
]本技术要解决的技术问题是提供一种能够自动调节两个分压电容工作电压的半桥变换器，以保证半桥变换器安全运行。本技术另一个要解决的技术问题是提供一种能够自动调节半桥变换器两个分压电容工作电压，以保证半桥变换器安全运行的平衡电路。本技术要解决的技术问题是提供一种能够自动调节半桥变换器两个分压电容工作电压的平衡电路。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，一种半桥变换器，包括直流电源、隔直电容、正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路、第二能量泄放支路、与直流电源并接的电容分压支路和半桥交流桥臂；隔直电容的第一端接电容分压支路的中点，另一端为半桥变换器的第一输出端；半桥交流桥臂的中点为半桥变换器的第二输出端，正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。以上所述的半桥变换器，正向电压检测支路包括第一二极管、第三电阻和第五电阻，第一二极管的阴极接隔直电容的第一端，第五电阻的第一端接隔直电容的第二端；第三电阻的一端接第一二极管的阳极，另一端接第五电阻的第二端；第一能量泄放支路包括第一开关管和第一电阻，第一开关管和第一电阻串联；第一开关管的控制端接第五电阻的第二端；负向电压检测支路包括第二二极管、第四电阻和第六电阻，第二二极管的阳极接隔直电容的第一端，第六电阻的第一端接隔直电容的第二端；第四电阻的一端接第一二极管的阴极，另一端接第六电阻的第二端；第二能量泄放支路包括第二开关管和第二电阻，第二开关管和第二电阻串联；第二开关管的控制端接第六电阻的第二端。以上所述的半桥变换器，正向电压检测支路包括第一 TVS管，第一 TVS管与第五电阻并接；负向电压检测支路包括第二 TVS管，第二 TVS管与第六电阻并接。以上所述的半桥变换器，包括第七电阻和第八电阻，第七电阻的一端接直流电源的正极，另一端接电容分压支路的中点；第八电阻的一端接直流电源的负极，另一端接电容分压支路的中点。以上所述的半桥变换器是三电平半桥变换器或二电平半桥变换器。一种半桥变换器的平衡电路，包括隔直电容、正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路和第二能量泄放支路；正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接半桥变换器直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接半桥变换器直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。以上所述的半桥变换器的平衡电路，正向电压检测支路包括第一二极管、第三电阻和第五电阻，第一二极管的阴极接隔直电容的第一端，第五电阻的第一端接隔直电容的第二端；第三电阻的一端接第一二极管的阳极，另一端接第五电阻的第二端；第一能量泄放支路包括第一开关管和第一电阻，第一开关管和第一电阻串联；第一开关管的控制端接第五电阻的第二端；负向电压检测支路包括第二二极管、第四电阻和第六电阻，第二二极管的阳极接隔直电容的第一端，第六电阻的第一端接隔直电容的第二端；第四电阻的一端接第一二极管的阴极，另一端接第六电阻的第二端；第二能量泄放支路包括第二开关管和第二电阻，第二开关管和第二电阻串联；第二开关管的控制端接第六电阻的第二端。以上所述的半桥变换器的平衡电路，正向电压检测支路包括第一 TVS管，第一 TVS管与第五电阻并接；负向电压检测支路包括第二 TVS管，第二 TVS管与第六电阻并接。本技术半桥变换器通过检测隔直电容正负电压的不平衡度输出控制信号来控制分压电容泄放能量的大小，自动调节两个分压电容工作电压，保证电路安全运行。[【附图说明】]下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明。图1是现有技术半桥变换器的原理图。图2是本技术实施例1半桥变换器平衡电路的原理图。图3是本技术实施例1半桥变换器的原理图。图4是本技术实施例1半桥变换器调节过程示意图。图5是本技术实施例2三电平半桥变换器的原理图。[【具体实施方式】]本技术实施例的半桥变换器的结构和原理如图2至图4所示，包括直流电源、电容分压支路、半桥交流桥臂、隔直电容Cr和平衡电路。功率开关管Q3和功率开关管Q4组成半桥的桥臂、分压电容ECl、分压电容EC2串接后形成的电容分压支路分别与直流电源并接。隔直电容Cr的一端接分压电容ECl与分压电容EC2之间的连接点(电容分压支路的中点)，另一端作为半桥变换器的输出端接负载的一端；功率开关管Q3与功率开关管Q4的连接点(半桥交流桥臂的中点)作为半桥变换器的另一个输出端接负载另一端。平衡电路包括正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路和第二能量泄放支路。正向电压检测支路包括二极管D1、电阻R3、电阻R5和TVS管D3，二极管Dl的阴极接隔直电容Cr的第一端，电阻R5的第一端接隔直电容Cr的第二端；电阻R3的一端接二极管Dl的阳极，另一端接电阻R5的第二端，TVS管D3与电阻R5并接。第一能量泄放支路包括开关管Ql和电阻Rl，开关管Ql和电阻Rl串联；开关管Ql的控制极接电阻R5的第二端；负向电压检测支路包括二极管D2、电阻R4、电阻R6和TVS管D4，二极管D2的阳极接隔直电容Cr的第一端，电阻R6的第一端接隔直电容Cr的第二端；电阻R4的一端接二极管Dl的阴极，另一端接电阻R6的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半桥变换器，包括直流电源、隔直电容、与直流电源并接的电容分压支路和半桥交流桥臂；隔直电容的第一端接电容分压支路的中点，另一端为半桥变换器的第一输出端；半桥交流桥臂的中点为半桥变换器的第二输出端，其特征在于，包括正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路和第二能量泄放支路；正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种半桥变换器，包括直流电源、隔直电容、与直流电源并接的电容分压支路和半桥交流桥臂；隔直电容的第一端接电容分压支路的中点，另一端为半桥变换器的第一输出端；半桥交流桥臂的中点为半桥变换器的第二输出端，其特征在于，包括正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路和第二能量泄放支路；正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。2.根据权利要求1所述的半桥变换器，其特征在于，正向电压检测支路包括第一二极管、第三电阻和第五电阻，第一二极管的阴极接隔直电容的第一端，第五电阻的第一端接隔直电容的第二端；第三电阻的一端接第一二极管的阳极，另一端接第五电阻的第二端;第一能量泄放支路包括第一开关管和第一电阻，第一开关管和第一电阻串联；第一开关管的控制端接第五电阻的第二端；负向电压检测支路包括第二二极管、第四电阻和第六电阻，第二二极管的阳极接隔直电容的第一端，第六电阻的第一端接隔直电容的第二端；第四电阻的一端接第一二极管的阴极，另一端接第六电阻的第二端；第二能量泄放支路包括第二开关管和第二电阻，第二开关管和第二电阻串联；第二开关管的控制端接第六电阻的第二端。3.根据权利要求2所述的半桥变换器，其特征在于，正向电压检测支路包括第一TVS管，第一 TVS管与第五电阻并接；负向电压检测支路包括第二 TVS管，第二 TVS管与第六电阻并接。4.根据权利要求1所述的半桥变换器，其特征在于，包括第七电阻和第八电阻，第七电阻的一端接直流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟如茂，
申请(专利权)人：深圳麦格米特电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：