低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，包括推挽變壓器、第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、多路選擇開關(guān)、整流電路、輸入電壓采樣電路和控制單元，推挽變壓器副邊繞組設(shè)置有多個(gè)抽頭，副邊繞組的多個(gè)抽頭輸出經(jīng)過多路選擇開關(guān)與整流電路連接，控制單元根據(jù)偵測(cè)到的原邊輸入電壓采樣信號(hào)，來控制多路選擇開關(guān)的切換位置，自動(dòng)變換推挽變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)比，從而來控制整流電路的輸入電壓，保證了副邊整流器件具有最小的電壓應(yīng)力。本實(shí)用新型的電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，控制方便，在寬輸入電壓范圍內(nèi)都能保證推挽變換器可靠地工作。
【專利說明】低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在中小功率的不間斷電源、逆變電源、以及新能源發(fā)電等設(shè)備中，通常采用推挽變換器來實(shí)現(xiàn)升壓變換，目前的推挽變換器副邊和原邊繞組的匝數(shù)比都是固定的，當(dāng)推挽變換器的輸入電壓變換范圍較寬時(shí)，就會(huì)存在著一些問題。特別是在光伏發(fā)電領(lǐng)域中，光伏電池的輸出端與推挽變換器的輸入端連接，當(dāng)光伏電池輸出電壓較低時(shí)，希望副邊和原邊繞組的匝數(shù)比盡量大，以盡量提取弱光條件下光伏電池產(chǎn)生的電能，但是當(dāng)光伏電池輸出電壓較高時(shí)，大的匝數(shù)比又會(huì)導(dǎo)致整流電路中的整流器件承擔(dān)很高的電壓應(yīng)力，導(dǎo)致整流器件過壓擊穿，產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)問題與人身安全問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在提出一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，提供一種整流器件電壓應(yīng)力較小、電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、控制方便、工作可靠的推挽變換器。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，包括推挽變壓器，用于實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換；第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件，用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行斬波控制；整流電路，用于對(duì)推挽變壓器副邊輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流；控制單元，用于推挽變換器的電壓環(huán)路控制；還包括多路選擇開關(guān)，所述推挽變壓器的副邊繞組，除了公共端之外，設(shè)置有N個(gè)抽頭，其中，N大于等于2，對(duì)應(yīng)地，所述多路選擇開關(guān)為N路選擇開關(guān)，所述推挽變壓器副邊輸出的公共端與所述整流電路的一個(gè)輸入端連接，所述推挽變壓器副邊的N個(gè)抽頭分別與所述多路選擇開關(guān)的N個(gè)輸入端連接，所述多路選擇開關(guān)的輸出端與整流電路的另一個(gè)輸入端連接，所述多路選擇開關(guān)的控制端與所述控制單元連接。
[0006]還包括輸入電壓米樣電路，所述輸入電壓米樣電路的一端與輸入電壓的正極連接，所述輸入電壓采樣電路的另一端與輸入電壓的負(fù)極連接，所述輸入電壓采樣電路的輸出端與控制單元連接。
[0007]所述多路選擇開關(guān)為繼電器、MOSFET、IGBT或晶閘管。
[0008]在控制策略上，推挽變換器輸入電壓范圍由低到高設(shè)置有N個(gè)區(qū)間，所述控制單元根據(jù)偵測(cè)到的輸入電壓，當(dāng)輸入電壓范圍在第η個(gè)區(qū)間時(shí)，其中，η大于等于2，小于等于N，控制所述多路選擇開關(guān)，將所述推挽變壓器副邊繞組匝數(shù)由高到低排列的第η個(gè)抽頭與整流電路連接。
[0009]當(dāng)推挽變換器輸入電壓較高時(shí)，控制單元通過對(duì)多路選擇開關(guān)的切換控制，將推挽變壓器副邊繞組具有較少匝數(shù)的抽頭通過路選擇開關(guān)與整流電路連接；當(dāng)推挽變換器輸入電壓較低時(shí)，控制單元通過對(duì)多路選擇開關(guān)的切換控制，將推挽變壓器副邊繞組具有較多匝數(shù)的抽頭通過路選擇開關(guān)與整流電路連接；從而根據(jù)推挽變換器的輸入電壓范圍自動(dòng)調(diào)整推挽變壓器的副邊和原邊繞組的匝數(shù)比。
[0010]本實(shí)用新型提出的低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，控制單元根據(jù)輸入電壓采樣電路的采樣信號(hào)，來控制多路選擇開關(guān)的切換位置，根據(jù)原邊輸入電壓的高低來自動(dòng)變換推挽變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)比，從而來控制整流電路的輸入電壓，保證了整流器件具有最小的電壓應(yīng)力，同時(shí)，最大限度地利用了原邊輸入電源的能量。本實(shí)用新型的電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，控制方便，在寬輸入電壓范圍內(nèi)都能保證推挽變換器可靠地工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0012]圖1是本實(shí)用新型的低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器的一種實(shí)施例的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型的低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器的結(jié)構(gòu)框圖，包括推挽變壓器，用于實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換；第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件，用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行斬波控制；整流電路，用于對(duì)推挽變壓器副邊輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流；控制單元，用于推挽變換器的電壓環(huán)路控制；還包括多路選擇開關(guān)，所述推挽變壓器的副邊繞組，除了公共端之外，設(shè)置有N個(gè)抽頭，其中，N大于等于2，對(duì)應(yīng)地，多路選擇開關(guān)為N路選擇開關(guān)，推挽變壓器副邊輸出的公共端與所述整流電路的一個(gè)輸入端連接，推挽變壓器副邊的N個(gè)抽頭分別與多路選擇開關(guān)的N個(gè)輸入端連接，多路選擇開關(guān)的輸出端與整流電路的另一個(gè)輸入端連接，多路選擇開關(guān)的控制端與所述控制單元連接。
[0016]還包括輸入電壓米樣電路，輸入電壓米樣電路的一端與輸入電壓的正極連接，輸入電壓米樣電路的另一端與輸入電壓的負(fù)極連接，輸入電壓米樣電路的輸出端與控制單兀連接。
[0017]多路選擇開關(guān)為繼電器、MOSFET、IGBT或晶閘管。
[0018]在控制策略上，推挽變換器輸入電壓范圍由低到高設(shè)置有N個(gè)區(qū)間，所述控制單元根據(jù)偵測(cè)到的輸入電壓，當(dāng)輸入電壓范圍在第η個(gè)區(qū)間時(shí)，其中，η大于等于2，小于等于N，控制所述多路選擇開關(guān)，將所述推挽變壓器副邊繞組匝數(shù)由高到低排列的第η個(gè)抽頭與整流電路連接。
[0019]當(dāng)推挽變換器輸入電壓較高時(shí)，控制單元通過對(duì)多路選擇開關(guān)的切換控制，將推挽變壓器副邊繞組具有較少匝數(shù)的抽頭通過路選擇開關(guān)與整流電路連接；當(dāng)推挽變換器輸入電壓較低時(shí)，控制單元通過對(duì)多路選擇開關(guān)的切換控制，將推挽變壓器副邊繞組具有較多匝數(shù)的抽頭通過路選擇開關(guān)與整流電路連接；從而根據(jù)推挽變換器輸入電壓自動(dòng)調(diào)整推挽變壓器的副邊和原邊繞組的匝數(shù)比。
[0020]圖2是本實(shí)用新型的低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖，包括推挽變壓器Tl，第一開關(guān)器件VTl、第二開關(guān)器件VT2，整流電路，多路選擇開關(guān)Kl，輸入電壓采樣電路和控制單元。本實(shí)施例中，推挽變壓器的副邊繞組，除了公共端之外，還設(shè)置有兩路抽頭，繞組匝數(shù)較大的抽頭為第I路抽頭，繞組匝數(shù)較小的抽頭為第2路抽頭，對(duì)應(yīng)的多路選擇開關(guān)Kl采用單刀雙擲繼電器，推挽變換器的第一開關(guān)器件VT1、第二開關(guān)器件VT2采用N溝道MOSFET，分壓電阻Rl與分壓電阻R2構(gòu)成了輸入電壓采樣電路，整流二極管D1、整流二極管D2、整流二極管D3、整流二極管D4構(gòu)成了橋式整流電路。具體電路拓?fù)錇?推挽變壓器Tl原邊的公共端、電阻Rl的一端與輸入電源的正極連接，推挽變壓器Tl原邊的同名端與第二開關(guān)器件VT2的漏極連接，推挽變壓器Tl原邊的非同名端與第一開關(guān)器件VTl的漏極連接，第一開關(guān)器件VTl的源極、第二開關(guān)器件VT2的源極與輸入電源的負(fù)極連接。電阻Rl的另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與輸入電源的負(fù)極連接，電阻R1、電阻R2的公共端與控制單元的A/D輸入端口連接。推挽變壓器Tl副邊繞組的公共端與整流二極管D3的陽(yáng)極、整流二極管D4的陰極連接，推挽變壓器Tl副邊繞組的第I抽頭、第2抽頭分別與單刀雙擲繼電器的常閉觸點(diǎn)、常開觸點(diǎn)連接，單刀雙擲繼電器的公共觸點(diǎn)與整流二極管Dl的陽(yáng)極、整流二極管D2的陰極連接。整流二極管Dl的陽(yáng)極、整流二極管D3的陽(yáng)極、濾波電容Cl的一端與輸出電壓的正極連接，整流二極管D2的陰極、整流二極管D4的陰極、濾波電容Cl的另一端與輸出電壓的負(fù)極連接。
[0021]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，包括推挽變壓器，用于實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換；第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件，用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行斬波控制；整流電路，用于對(duì)所述推挽變壓器副邊輸出的脈沖電壓進(jìn)行整流；控制單元，用于推挽變換器的電壓環(huán)路控制；其特征在于:還包括多路選擇開關(guān)，所述推挽變壓器的副邊繞組，除了公共端之外，設(shè)置有N個(gè)抽頭，其中，N大于等于2，對(duì)應(yīng)地，所述多路選擇開關(guān)為N路選擇開關(guān)，所述推挽變壓器副邊輸出的公共端與所述整流電路的一個(gè)輸入端連接，所述推挽變壓器副邊的N個(gè)抽頭分別與所述多路選擇開關(guān)的N個(gè)輸入端連接，所述多路選擇開關(guān)的輸出端與整流電路的另一個(gè)輸入端連接，所述多路選擇開關(guān)的控制端與所述控制單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，其特征在于:還包括輸入電壓采樣電路，所述輸入電壓采樣電路的一端與輸入電壓的正極連接，所述輸入電壓采樣電路的另一端與輸入電壓的負(fù)極連接，所述輸入電壓采樣電路的輸出端與所述控制單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，其特征在于:所述多路選擇開關(guān)為繼電器、MOSFET、IGBT或晶閘管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低整流電壓應(yīng)力的推挽變換器，其特征在于:輸入電壓范圍由低到高設(shè)置有N個(gè)區(qū)間，所述控制單元根據(jù)偵測(cè)到的輸入電壓，當(dāng)輸入電壓范圍在第η個(gè)區(qū)間時(shí)，其中，η大于等于2，小于等于N，控制所述多路選擇開關(guān)，將所述推挽變壓器副邊繞組匝數(shù)由高到低排列的第η個(gè)抽頭與整流電路連接。
【文檔編號(hào)】H02M3/337GK204046426SQ201420382942
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】韓軍良, 王大虎, 白萬(wàn)備 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)