一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路，包括松耦合變壓器T1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二極管D1、D2、D3、D4、諧振電容Cs和電源DC。本實(shí)用新型通過(guò)諧振電容和原邊電感串聯(lián)的方式，利用全橋諧振變換器的MOS管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，減小了開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰，提高的電源的效率，減小了損耗，減小了器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾，為了諧振變換電路提高了開(kāi)關(guān)頻率，提高了效率。
【專利說(shuō)明】一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路，屬于功率變換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高頻逆變部分是非接觸電能傳輸系統(tǒng)的核心組成部分之一，輸出高頻電壓或電流，對(duì)非接觸電能傳輸系統(tǒng)的傳輸能力和傳輸效率產(chǎn)生影響。目前大多數(shù)非接觸電能傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生高頻電壓(電流)通常采用SPWM方式，這樣的控制方式存在一些缺點(diǎn):
[0003]第一、為了得到正弦度比較高的正弦波，假設(shè)開(kāi)關(guān)頻率為正弦波頻率的10倍，為了得到一個(gè)30-100kHz的正弦波，開(kāi)關(guān)頻率至少為300kHz，如果要得到更高的正弦波，開(kāi)關(guān)頻率還要更高，使器件的開(kāi)關(guān)損耗增加。
[0004]第二、SPWM變換技術(shù)不能根據(jù)負(fù)載和開(kāi)關(guān)頻率的不同，可以實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷和零電壓開(kāi)通。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路,包括松耦合變壓器Tl、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二極管D1、D2、D3、D4、諧振電容Cs和電源DC, MOS管Ql的漏極與電源DC的正極連接，MOS管Q2的源極與電源DC的負(fù)極連接，MOS管Ql的源極與MOS管Q2的漏極相連接，MOS管Q3的源極與MOS管Q4的漏極相連接，松耦合變壓器Tl原邊的一端連接到MOS管Q3與MOS管Q4的連接端，松耦合變壓器Tl原邊的另一端串接諧振電容Cs連接到MOS管Ql與MOS管Q2的連接端，松耦合變壓器Tl的副邊與整流電路連接，MOS管Ql的漏極與二極管Dl的正極連接，MOS管Ql的源極與二極管Dl的負(fù)極連接，MOS管Q2的漏極與二極管D2的正極連接，MOS管Q2的源極與二極管D2的負(fù)極連接，MOS管Q3的漏極與二極管D3的正極連接，MOS管Q3的源極與二極管D3的負(fù)極連接，MOS管Q4的漏極與二極管D4的正極連接，MOS管Q4的源極與二極管D4的負(fù)極連接。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
[0008](I)本實(shí)用新型通過(guò)諧振電容和原邊電感串聯(lián)的方式，利用全橋諧振變換器的MOS管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，減小了開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰，提高的電源的效率，減小了損耗，減小了器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾，為了諧振變換電路提高了開(kāi)關(guān)頻率，提聞了效率；
[0009](2)本實(shí)用新型采用的電路簡(jiǎn)單，減小了開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰，提高了效率，減小了損耗，工作穩(wěn)定可靠，故障率低，有利于推廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型電路原理框圖；[0011]圖2為本實(shí)用新型逆變電壓和諧振電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合圖1及具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]本實(shí)用新型在非接觸電能傳輸中的功率變換中，根據(jù)負(fù)載和開(kāi)關(guān)頻率的不通，可以實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷和零電壓開(kāi)通，頻率遠(yuǎn)小于SPWM所需的頻率，開(kāi)關(guān)損耗小，電壓(電流)波形接近正弦，EMI小，使整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，干擾小，工作穩(wěn)定可靠。
[0014]本實(shí)用新型如圖1所示，包括松耦合變壓器！1、1?)3管01、02、03、04、二極管01、D2、D3、D4、諧振電容Cs和電源DC，MOS管Ql的漏極與電源DC的正極連接，MOS管Q2的源極與電源DC的負(fù)極連接，MOS管Ql的源極與MOS管Q2的漏極相連接，MOS管Q3的源極與MOS管Q4的漏極相連接，松耦合變壓器Tl原邊的一端連接到MOS管Q3與MOS管Q4的連接端，松耦合變壓器Tl原邊的另一端串接諧振電容Cs連接到MOS管Ql與MOS管Q2的連接端，松耦合變壓器Tl的副邊連接整流電路，MOS管Ql的漏極與二極管Dl的正極連接，MOS管Ql的源極與二極管Dl的負(fù)極連接，MOS管Q2的漏極與二極管D2的正極連接，MOS管Q2的源極與二極管D2的負(fù)極連接，MOS管Q3的漏極與二極管D3的正極連接，MOS管Q3的源極與二極管D3的負(fù)極連接，MOS管Q4的漏極與二極管D4的正極連接，MOS管Q4的源極與二極管D4的負(fù)極連接。
[0015]二極管D5、D6、D7、D8，用于整流，和濾波電容C2、電阻Re組成濾波電路。
[0016]如圖2所示，本實(shí)用新型的工作流程為:
[0017](I) (Vt1)時(shí)刻
[0018]Q2，Q3關(guān)斷，Ql, Q4還沒(méi)有導(dǎo)通，諧振電流ID1，Id4通過(guò)Ql和Q4的體二極管續(xù)流。在這個(gè)階段，諧振電感的儲(chǔ)能一部分回饋電源，另外一部分給電容充電Uqj，諧振電容電壓負(fù)向升聞。
[0019](2) (trt2)時(shí)刻
[0020]Ql, Q4導(dǎo)通，但是并不是立刻有正向電流流過(guò)，由于諧振電流Ip仍然是流過(guò)開(kāi)關(guān)的體二極管，所以開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)了零電壓和零電流開(kāi)通。
[0021]⑶(t2_t3)時(shí)刻
[0022]Q1，Q4維持導(dǎo)通，諧振電流由負(fù)向變正向，電容反向充電釋放電能，電流值增大，電感儲(chǔ)能。
[0023](4) (t3-t4)時(shí)刻
[0024]Ql, Q4維持導(dǎo)通，諧振電流減小，電感釋放電能，電容兩端電壓由負(fù)變正且不斷增大。
[0025](5) (t4-t5)時(shí)刻
[0026]Ql, Q4關(guān)斷，Q2，Q4還沒(méi)有導(dǎo)通，諧振電流通過(guò)Q2，Q3的體二極管續(xù)流。在這個(gè)階段，諧振電感的儲(chǔ)能一部分回饋電源，另外一部分給電容充電，諧振電容電壓繼續(xù)正向升聞。
[0027](6) (t5-t6)時(shí)刻
[0028]Q2，Q3導(dǎo)通，諧振電流仍然通過(guò)開(kāi)關(guān)管的體二極管，所以Q2，Q3也實(shí)現(xiàn)了零電流開(kāi)通，諧振電流減小到零，也就是通過(guò)體二極管的電流降低至零。同時(shí)，串聯(lián)電容上的電壓也達(dá)到了正向最大值。
[0029](7) (t6-t7)時(shí)刻
[0030]Q2，Q3維持導(dǎo)通，諧振電流由正向變?yōu)樨?fù)向，電容反向充電釋放電能，電流值增大，電感儲(chǔ)能。電容兩端的電壓值降為零，諧振電流達(dá)到最大值。
[0031]⑶(t7_t8)時(shí)刻
[0032]Q2，Q3關(guān)斷，Ql, Q4還沒(méi)有導(dǎo)通，諧振電流Idi和Id4通過(guò)Ql和Q4的體二極管續(xù)流。在這個(gè)階段回到UtTt1)時(shí)刻，諧振電感的儲(chǔ)能一部分回饋電源，另外一部分給電容充電，諧振電容電壓負(fù)向升高。
[0033]從波形可以看出電源工作時(shí)，全橋諧振變換器工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0034]本實(shí)用新型未詳細(xì)說(shuō)明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸電能傳輸?shù)娜珮蛑C振變換電路,其特征在于:包括松稱合變壓器T1、M0S管Q1、Q2、Q3、Q4、二極管D1、D2、D3、D4、諧振電容Cs和電源DC, MOS管Ql的漏極與電源DC的正極連接，MOS管Q2的源極與電源DC的負(fù)極連接，MOS管Ql的源極與MOS管Q2的漏極相連接，MOS管Q3的源極與MOS管Q4的漏極相連接，松耦合變壓器Tl原邊的一端連接到MOS管Q3與MOS管Q4的連接端，松耦合變壓器Tl原邊的另一端串接諧振電容Cs連接到MOS管Ql與MOS管Q2的連接端，松耦合變壓器Tl的副邊與整流電路連接，MOS管Ql的漏極與二極管Dl的正極連接，MOS管Ql的源極與二極管Dl的負(fù)極連接，MOS管Q2的漏極與二極管D2的正極連接，MOS管Q2的源極與二極管D2的負(fù)極連接，MOS管Q3的漏極與二極管D3的正極連接，MOS管Q3的源極與二極管D3的負(fù)極連接，MOS管Q4的漏極與二極管D4的正極連接，MOS管Q4的源極與二極管D4的負(fù)極連接。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK203398993SQ201320391892
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】高濤, 劉曉剛, 趙振江, 孫哲峰, 葛林, 郝建 申請(qǐng)人:航天科工慣性技術(shù)有限公司