本發(fā)明主要涉及到升降壓電路領域，特指一種基于H橋的交錯工作升降壓電路。

背景技術：

普通的雙向交錯斬波器電路如圖1所示，主要由電容C1、開關管Q1～Q4、二極管D1～D4、主電感L1、換流電感L2和L3、電容C2組成。此電路能實現(xiàn)能量的雙向流動，以及開關管的零電流開通、續(xù)流二極管的軟關斷以保證電路的低損耗高開關頻率。當能量由A端口流向B端口時，開關管Q1、Q3處于開關狀態(tài)，且開關管Q1、Q3交替工作，開關管Q2、Q4處于關斷狀態(tài)，二極管D2、D4作為續(xù)流二極管，且二極管D2、D4交替工作，此時電路是一個交錯斬波降壓電路，電路工作在降壓狀態(tài)；當能量由B端口流向A端口時，開關管Q1、Q3處于斷開狀態(tài)，開關管Q2、Q4處于開關狀態(tài)，且開關管Q2、Q4交替工作，二極管D1、D3作為續(xù)流二極管，且二極管D1、D3交替工作，此時電路是一個交錯斬波升壓電路，電路工作在升壓狀態(tài)。

但是，上述雙向交錯斬波器電路仍然存在以下不足：

（1）能量由A端口流向B端口時，只能實現(xiàn)降壓功能，而不能實現(xiàn)升壓功能，一旦B端口電壓高于A端口電壓，就無法再實現(xiàn)能量由A端口向B端口的流動。

（2）能量由B端口流向A端口時，只能實現(xiàn)升壓功能，而不能實現(xiàn)降壓功能，一旦A端口電壓低于B端口電壓，A端口輸出電壓就會失控。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、易實現(xiàn)、適用范圍廣的交錯工作升降壓電路。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種交錯工作升降壓電路，包括第一單元、第二單元及主電感L1，所述第一單元和第二單元的電路結構相同，均采用雙向交錯斬波器電路，所述第一單元的一端連接于A端口，所述第一單元的另一端通過主電感L1與第二單元的一端連接，所述第二單元的另一端連接于B端口；所述雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述第一單元的H橋驅動電路包括第一電容C1、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一換流電感L2、第二換流電感L3；所述第一開關管Q1～第四開關管Q4構成H橋，每個開關管均與一個二極管配合，所述第一換流電感L2的一端連接至第一開關管Q1與第二開關管Q2之間的F點，所述第一換流電感L2的另一端與主電感L1的一端連接于I點，所述第二換流電感L3的一端連接至第三開關管Q3與第四開關管Q4之間的H點，所述第二換流電感L3的另一端與主電感L1的一端連接于I點。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述第二單元的H橋驅動電路包括第二電容C2、第五開關管Q5、第六開關管Q6、第七開關管Q7、第八開關管Q8、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第三換流電感L4、第四換流電感L5；所述第五開關管Q5～第八開關管Q8構成H橋，每個開關管均與一個二極管配合，所述第三換流電感L4的一端連接至第七二極管D7與第八二極管D8之間的M點，所述第三換流電感L4的另一端與主電感L1的一端連接于J點，所述第四換流電感L5的一端連接至第五開關管Q5與第六開關管Q6之間的K點，所述第四換流電感L5的另一端與主電感L1的一端連接于J點。

本發(fā)明進一步提供另外一種方案：一種交錯工作升降壓電路，包括第一單元、第二單元及主電感L1，所述第一單元采用雙向交錯斬波器電路，所述第一單元的一端連接于A端口，所述第一單元的另一端通過主電感L1與第二單元的一端連接，所述第二單元的另一端連接于B端口；所述雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路；所述第二單元包括第二電容C2、第五開關管Q5、第六開關管Q6及第五二極管D5、第六二極管D6，所述第五開關管Q5與第五二極管D5配合，所述第六開關管Q6與第六二極管D6配合，所述主電感L1的一端與第一單元相連，另一端連接于所述第五開關管Q5與第六開關管Q6之間的M點。

本發(fā)明進一步提供另外一種方案：一種交錯工作升降壓電路，包括第一單元、第二單元及主電感L1，所述第二單元采用雙向交錯斬波器電路，所述第一單元的一端連接于A端口，所述第一單元的另一端通過主電感L1與第二單元的一端連接，所述第二單元的另一端連接于B端口；所述雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路；所述第一單元包括第一電容C1、第一開關管Q1、第二開關管Q2及第一二極管D1、第二二極管D2，所述第一開關管Q1與第一二極管D1配合，所述第二開關管Q2與第二二極管D2配合，所述主電感L1的一端連接于第一開關管Q1與第二開關管Q2之間的F點，另一端與第二單元相連。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述第一單元和/或第二單元中開關管為IGBT或MOSFET半導體功率器件。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述第一單元和/或第二單元中二極管為在開關管內封裝反并的二極管。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的交錯工作升降壓電路，結構簡單、易實現(xiàn)、適用范圍廣，所采用的電路能解決普通雙向交錯斬波器電路的缺點，能實現(xiàn)雙向的升降壓功能，而且還能保證電路中開關管的零電流開通、續(xù)流二極管的軟關斷。當能量由A流向B時，電路既能實現(xiàn)降壓功能也能實現(xiàn)升壓功能；當能量由B流向A時，電路也能實現(xiàn)升降壓功能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有普通的雙向交錯斬波器電路的原理示意圖。

圖2是本發(fā)明在具體實施例1中交錯工作升降壓電路的原理示意圖。

圖3是本發(fā)明在具體實施例1中能量由A端口流向B端口時升壓工作模式的等效電路圖。

圖4是本發(fā)明在具體實施例1中能量由A端口流向B端口時降壓工作模式的等效電路圖。

圖5是本發(fā)明在具體實施例1中能量由B端口流向A端口時升壓工作模式的等效電路圖。

圖6是本發(fā)明在具體實施例1中能量由B端口流向A端口時降壓工作模式的等效電路圖。

圖7是本發(fā)明在具體實施例2中交錯工作升降壓電路的原理示意圖。

圖8是本發(fā)明在具體實施例3中交錯工作升降壓電路的原理示意圖。

圖例說明：

1、第一單元；2、第二單元。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

實施例1：如圖2所示，本發(fā)明的交錯工作升降壓電路，包括第一單元1、第二單元2及主電感L1，第一單元1和第二單元2的電路結構相同，均采用雙向交錯斬波器電路，第一單元1的一端連接于A端口，第一單元1的另一端通過主電感L1與第二單元2的一端連接，第二單元2的另一端連接于B端口。該雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路。

在具體應用實例中，開關管可以根據(jù)實際需要采用IGBT或MOSFET等半導體功率器件。二極管可以為在開關管內封裝反并的二極管。

在本實施例中，第一單元1的H橋驅動電路包括第一電容C1、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一換流電感L2、第二換流電感L3。第一開關管Q1～第四開關管Q4構成H橋，每個開關管均與一個二極管配合，第一換流電感L2的一端連接至第一開關管Q1與第二開關管Q2之間的F點，第一換流電感L2的另一端與主電感L1的一端連接于I點，第二換流電感L3的一端連接至第三開關管Q3與第四開關管Q4之間的H點，第二換流電感L3的另一端與主電感L1的一端連接于I點。

在本實施例中，第二單元2的H橋驅動電路包括第二電容C2、第五開關管Q5、第六開關管Q6、第七開關管Q7、第八開關管Q8、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第三換流電感L4、第四換流電感L5。第五開關管Q5～第八開關管Q8構成H橋，每個開關管均與一個二極管配合，第三換流電感L4的一端連接至第七二極管D7與第八二極管D8之間的M點，第三換流電感L4的另一端與主電感L1的一端連接于J點，第四換流電感L5的一端連接至第五開關管Q5與第六開關管Q6之間的K點，第四換流電感L5的另一端與主電感L1的一端連接于J點。

基于本發(fā)明的上述電路，其工作狀態(tài)分析如下：

1.當能量由A端口流向B端口時：

1.1升壓工作模式分析；

開關管Q1、Q3保持導通狀態(tài)，開關管Q2、Q4、Q5、Q7保持關斷狀態(tài)，開關管Q6、Q8工作在開關狀態(tài)，此時電路等效于一個交錯斬波升壓電路。開關管Q6、Q8交替開關，二極管D5、D6交替續(xù)流，換流電感L4、L5交替工作，等效電路圖見圖3。

1.2降壓工作模式分析

開關管Q1、Q3工作在開關狀態(tài)，開關管Q5、Q7保持導通狀態(tài)，開關管Q2、Q4、Q6、Q8保持關斷狀態(tài)，此時電路等效于一個交錯斬波降壓電路。開關管Q1、Q3交替開關，二極管D2、D4交替續(xù)流，換流電感L2、L3交替工作，等效電路圖見圖4。

2.當能量由B端口流向A端口時：

2.1升壓工作模式分析；

開關管Q1、Q3、Q6、Q8保持關斷狀態(tài)，開關管Q5、Q7保持導通狀態(tài)，開關管Q2、Q4工作在開關狀態(tài)，此時電路等效于一個交錯斬波升壓電路。開關管Q2、Q4交替開關，二極管D1、D3交替續(xù)流，換流電感L2、L3交替工作，等效電路圖見圖5。

2.2降壓工作模式分析

開關管Q1、Q3保持開通狀態(tài)，開關管Q5、Q7工作在開關狀態(tài)，開關管Q2、Q4、Q6、Q8保持關斷狀態(tài)，此時電路等效于一個斬波降壓電路。開關管Q5、Q7交替開關，二極管D6、D8交替續(xù)流，換流電感L4、L5交替工作，等效電路圖見圖6。

實施例2：如圖7所示，本發(fā)明的交錯工作升降壓電路，包括第一單元1、第二單元2及主電感L1，第一單元1和第二單元2的電路結構不相同，第一單元1采用雙向交錯斬波器電路，第一單元1的一端連接于A端口，第一單元1的另一端通過主電感L1與第二單元2的一端連接，第二單元2的另一端連接于B端口。該雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路。第二單元2包括第二電容C2、第五開關管Q5、第六開關管Q6及第五二極管D5、第六二極管D6，第五開關管Q5與第五二極管D5配合，第六開關管Q6與第六二極管D6配合，主電感L1的一端與第一單元1相連，另一端連接于第五開關管Q5與第六開關管Q6之間的M點。第一單元1的雙向交錯斬波器電路與實施例1的一致，本發(fā)明的工作原理與上述實施例1基本類似，在此就不再贅述。

實施例3：如圖8所示，本發(fā)明的交錯工作升降壓電路，包括第一單元1、第二單元2及主電感L1，第一單元1和第二單元2的電路結構不相同，第二單元2采用雙向交錯斬波器電路，第一單元1的一端連接于A端口，第一單元1的另一端通過主電感L1與第二單元2的一端連接，第二單元2的另一端連接于B端口。該雙向交錯斬波器電路為由電容、開關管組、換流電感及與開關管組配合的二極管組成的H橋驅動電路。第一單元1包括第一電容C1、第一開關管Q1、第二開關管Q2及第一二極管D1、第二二極管D2，第一開關管Q1與第一二極管D1配合，第二開關管Q2與第二二極管D2配合，主電感L1的一端連接于第一開關管Q1與第二開關管Q2之間的F點，另一端與第二單元2相連。第二單元2的雙向交錯斬波器電路與實施例1的一致，本發(fā)明的工作原理與上述實施例1基本類似，在此就不再贅述。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。