專利名稱：一種降壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型主要涉及到一種電路結(jié)構(gòu)，特指一種降壓電路。
背景技術(shù)：
普通的降壓斬波電路如圖4和圖5所示，包括由開關(guān)Q、電感L、二極管D以及電容 組成的回路。當(dāng)開關(guān)Q閉合時，電感L儲存電能并向輸出電容C充電；開關(guān)Q關(guān)斷時，電感 L釋放電能。假設(shè)一個周期內(nèi)開關(guān)Q閉合時間為T1,開關(guān)Q關(guān)斷時間為T2，則完成周期為Ts = Ι\+Τ2，當(dāng)電感L的電流連續(xù)時，輸出電壓Vtl與輸入電壓Vs有如下關(guān)系=V0 = VsT1/ (VT2)。 由此可見，降壓電路中開關(guān)Q的開關(guān)頻率越高，則電感L和電容C的值就越小，整個裝置的 體積重量就越小。但有兩個因素限制了開關(guān)Q的開關(guān)頻率1、開關(guān)Q通常采用IGBT或MOSFET功率器件，這些功率器件有一個安全開關(guān)時間， 即T2最小不能小于器件的安全開關(guān)時間。例如，假設(shè)所采用IGBT的安全開關(guān)時間為5us， 要求的輸出電壓和輸入電壓的比值為0. 5，則開關(guān)周期最小為Ts = 5us + 0. 5 = 10us，即最 大開關(guān)頻率為IOOkHz。開關(guān)頻率不允許再提高。2、開關(guān)Q通常采用IGBT或MOSFET功率器件，每開關(guān)一次，都會產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān) 損耗；每次當(dāng)開關(guān)Q開通時，二極管D從開通態(tài)到截止態(tài)也會產(chǎn)生一定的開關(guān)損耗。如圖6 所示，開關(guān)Q開通后，在二極管D兩端電壓立即變?yōu)?Vrrm，經(jīng)過反向恢復(fù)時間trr后穩(wěn)定 在-Vr(即輸入電壓Vs)。流過二極管D的電流先達(dá)到反向恢復(fù)電流峰值-Irrm，經(jīng)過反向 恢復(fù)時間trr后降低到0，二極管D截止。二極管D兩端電壓與二極管D截止前反向恢復(fù)電 流的乘積對反向恢復(fù)時間積分，得到的結(jié)果就是二極管D關(guān)斷損耗。反向恢復(fù)電流和反向 恢復(fù)時間往往較大，從而造成較大的損耗，并且與開關(guān)頻率成正比。受這一因素影響，開關(guān) 頻率提高就將受到限制。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新 型提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、可提高開關(guān)頻率、從而可減小整體設(shè)備體積和重量的 降壓電路。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種降壓電路，其特征在于包括由第一開關(guān)Q1、第一電感L1、第一二極管D1、第三 電感Lm、電容C組成的第一斬波降壓回路以及由第二開關(guān)Q2、第二電感L2、第二二極管D2、第 三電感Lm、電容C組成的第二斬波降壓回路，所述第一斬波回路和第二斬波回路并聯(lián)且共電 容C和第三電感Lm，所述第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2交替工作且具有第一開關(guān)Q1和第二開 關(guān)Q2同時關(guān)斷的間隔時間T2,所述第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2中任意一個開關(guān)關(guān)斷且經(jīng)過 間隔時間T2后，另一個開關(guān)開通。[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述第一電感L1和第二電感L2為換流電感。所述間隔時間T2小于第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2的功率器件安全開關(guān)時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型的降壓電路，結(jié)構(gòu)簡單緊 湊、成本低廉，突破了功率器件安全開關(guān)時間和二極管關(guān)斷損耗對降壓斬波電路開關(guān)頻率 的制約，使得整個裝置可工作在更高的工作頻率下，從而降低整個裝置的體積和重量。

圖1是本實用新型的電路原理示意圖；圖2是本實用新型工作時的波形示意圖；圖3是本實用新型工作時電壓與電流的衰減變化示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中降壓電路的原理示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中降壓電路工作時的波形示意圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)中降壓電路工作時電壓與電流的衰減變化示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示，本實用新型的降壓電路，包括由第一開關(guān)Q1、第一電感L1、第 一二極管0工、第三電感Lm、電容C組成的第一斬波降壓回路以及由第二開關(guān)Q2、第二電感L2、 第二二極管D2、第三電感Lm、電容C組成的第二斬波降壓回路，第一斬波回路和第二斬波回 路并聯(lián)且共電容C和第三電感Lm，第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2交替工作且具有第一開關(guān)Q1和 第二開關(guān)Q2同時關(guān)斷的間隔時間T2，第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2中任意一個開關(guān)關(guān)斷且經(jīng) 過間隔時間T2后，另一個開關(guān)開通。工作時，參見圖2，第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2將交替工作，分別持續(xù)時間T1,當(dāng)兩 個開關(guān)中任意一個開通時，第三電感Lm將處于儲能狀態(tài)，并向輸出電容C充電。當(dāng)兩個開 關(guān)同時關(guān)斷時，第三電感Lm將通過第一二極管D1、第一電感L1或者第二二極管仏、第二電感 L2向電容C充電，這個過程將持續(xù)間隔時間T2，可以將間隔時間T2設(shè)置為小于功率器件的 安全開關(guān)時間，即小于第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2的功率器件安全開關(guān)時間。例如，假設(shè)所 采用IGBT的安全開關(guān)時間為5us，要求的輸出電壓和輸入電壓的比值為0.5，采用本實用新 型的降壓電路后，可以將間隔時間T2設(shè)置為2us，則開關(guān)周期最小可為2us + 0. 5 = 4us，最 大開關(guān)頻率為250kHz，將使原來最大的開關(guān)頻率提高了 2. 5倍。為了減少第一二極管D1* 第二二極管D2的關(guān)斷損耗，本實施例進(jìn)一步將第一電感L1和第二電感L2設(shè)計為換流電感。 如圖3所示，在上述開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中，由于第一電感L1和第二電感L2的作用，第一二 極管D1和第二二極管D2承受的電流在關(guān)斷時是逐步下降的，其反向恢復(fù)電流和反向恢復(fù)時 間都大大減小，因此二極管的關(guān)斷損耗也會隨之大大下降。由上可知，開關(guān)頻率還可進(jìn)一步 提尚。以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述 實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，
4應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種降壓電路，其特征在于包括由第一開關(guān)Q1、第一電感L1、第一二極管D1、第三電感Lm、電容C組成的第一斬波降壓回路以及由第二開關(guān)Q2、第二電感L2、第二二極管D2、第三電感Lm、電容C組成的第二斬波降壓回路，所述第一斬波回路和第二斬波回路并聯(lián)且共電容C和第三電感Lm，所述第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2交替工作且具有第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2同時關(guān)斷的間隔時間T2，所述第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2中任意一個開關(guān)關(guān)斷且經(jīng)過間隔時間T2后，另一個開關(guān)開通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓電路，其特征在于所述第一電感L1和第二電感L2為換 流電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降壓電路，其特征在于所述間隔時間T2小于第一開關(guān) Q1和第二開關(guān)Q2的功率器件安全開關(guān)時間。
專利摘要本實用新型公開了一種降壓電路，包括由第一開關(guān)Q1、第一電感L1、第一二極管D1、第三電感Lm、電容C組成的第一斬波降壓回路以及由第二開關(guān)Q2、第二電感L2、第二二極管D2、第三電感Lm、電容C組成的第二斬波降壓回路，第一斬波回路和第二斬波回路并聯(lián)且共電容C和第三電感Lm，第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2交替工作且具有第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2同時關(guān)斷的間隔時間T2，第一開關(guān)Q1和第二開關(guān)Q2中任意一個開關(guān)關(guān)斷且經(jīng)過間隔時間T2后，另一個開關(guān)開通。本實用新型是一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、可提高開關(guān)頻率、從而可減小整體設(shè)備體積和重量的降壓電路。
文檔編號H02M3/07GK201699582SQ201020220369
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者張勇, 楊恢政, 湯世娟, 趙林沖 申請人:長沙廣義變流技術(shù)有限公司