專(zhuān)利名稱(chēng)：電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可調(diào)整的功率電子變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電力電子領(lǐng)域中的直流變換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可 調(diào)整的功率電子變換器。
技術(shù)背景在直流變換器的具體應(yīng)用中，反激式變換器和正激式變換器占有多數(shù)。廣義而論，正 激式變換器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有單端正激、雙端正激、半橋、全橋和推挽。這些基本的拓 撲結(jié)構(gòu)難以相互通用，因此在研究和學(xué)習(xí)這些變換器的特性過(guò)程中，往往需要搭建不同電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變換器，這不僅給學(xué)習(xí)和研究帶來(lái)了麻煩，也給變換器裝置的管理帶來(lái)了一 定的困難。為此有必要研制一套電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可變的功率變換器，在此變換器基礎(chǔ)上，可 以完成單端反激、雙端正激、半橋和全橋變換器的特性的學(xué)習(xí)和研究工作。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有變換器拓?fù)潆娐愤\(yùn)行模式單一性的缺陷， 提供一種可以實(shí)現(xiàn)單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器運(yùn)行模式的可調(diào)整結(jié)構(gòu)的 拓?fù)潆娐?，以滿(mǎn)足各類(lèi)變換器的特性研究和學(xué)習(xí)之需。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可調(diào)整的功率電子變換器，包括濾波電容C、 6個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管M1 M6、 2個(gè)阻容電路RC1 RC2、吸 收回路RCD1、變壓器T1、 2個(gè)接觸器J1 J2、輸出整流濾波電路，所述變壓器T1副邊與 所述輸出整流濾波電路電連接；所述的第一功率場(chǎng)效應(yīng)管Ml、第五功率場(chǎng)效應(yīng)管M5、第 二功率場(chǎng)效應(yīng)管M2、第六功率場(chǎng)效應(yīng)管M6串聯(lián)連接構(gòu)成第一橋臂，且并聯(lián)于所述的濾波 電容C的兩端，所述的第一橋臂的中點(diǎn)與變壓器T1的一端相連接，所述第一橋臂的兩端 分別連接兩輸入端;所述的第一接觸器Jl串聯(lián)于第五功率場(chǎng)效應(yīng)管M5與第一橋臂的中點(diǎn)； 所述的第一阻容電路RC1和第二阻容電路RC2分別并接于第五功率場(chǎng)效應(yīng)管M5和第六功 率場(chǎng)效應(yīng)管M6的兩端；所述的吸收回路RCD1并接于串聯(lián)的第一功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、第五功 率場(chǎng)效應(yīng)管M5和第一接觸器J1的兩端；所述的第三功率場(chǎng)效應(yīng)管M3、第四功率場(chǎng)效應(yīng)管 M4串聯(lián)構(gòu)成第二橋臂，所述的第二橋臂的中點(diǎn)與所述變壓器T1另一端相連接，所述第二 橋臂的兩端分別連接兩輸入端。所述的輸出整流濾波電路由第一整流二極管D8、第二整流二極管D9和第二接觸器J2 組成，其中第二整流二極管D9和第二接觸器J2串聯(lián)連接；所述的第一阻容電路RC1由第3一電阻Rl和第一電容Cl并聯(lián)連接；所述的第二阻容電路RC2由第二電阻R2和第二電容 C2并聯(lián)連接；吸收回路RCD1由第三電阻R3、第三電容C3并聯(lián)后再與第三整流二極管D7 串聯(lián)連接。 有益效果
本實(shí)用新型可以輕易實(shí)現(xiàn)單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器的運(yùn)行模式， 具有結(jié)構(gòu)新穎，功率變換器的運(yùn)行模式適用范圍廣，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的推廣應(yīng) 用前景。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可調(diào)整變換器拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器處于全橋運(yùn)行模式下的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器處于半橋運(yùn)行模式下的示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器處于雙端正激式運(yùn)行模式下的示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器處于單端反激式運(yùn)行模式下的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本 實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申 請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可調(diào)整變換器拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)圖，本實(shí)用新型的變換器拓?fù)潆?路包括濾波電容C、功率場(chǎng)效應(yīng)管M1—6、阻容電路RC1—2、吸收回路RCD1、變壓器T、 輸出整流濾波電路。所述變壓器Tl副邊與所述輸出整流濾波電路電連接；所述功率場(chǎng)效 應(yīng)管M1、 M5、 M2、 M6串聯(lián)連接構(gòu)成一橋臂，并聯(lián)于所述濾波電容C兩端，該串聯(lián)支路的 中點(diǎn)作為橋臂中點(diǎn)，與變壓器Tl原邊的一端電連接，該串聯(lián)支路兩端分別連接該橋臂的 兩輸入端；所述接觸器J1串聯(lián)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5與上述橋臂中點(diǎn)；所述阻容電路RC1和 RC2分別并接于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5和M6兩端；所述吸收回路RCD1并接于功率場(chǎng)效應(yīng)管Ml、 M5和接觸器J1串聯(lián)支路兩端；所述功率場(chǎng)效應(yīng)管M3、 M4串聯(lián)構(gòu)成另一橋臂，該串聯(lián)支路 的中點(diǎn)作為橋臂中點(diǎn)，與所述變壓器Tl原邊的另一端電連接，該串聯(lián)支路兩端分別連接 該橋臂的兩輸入端。
實(shí)施例l:實(shí)施本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器于全橋運(yùn)行模式。實(shí)現(xiàn)該運(yùn)行模式的前提施加、保持導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5、 M6，使其保持導(dǎo)通 狀態(tài)，則并聯(lián)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5、 M6的阻容電路RC1、 RC2被短路；接觸器J1、 J2閉合， 等效電路如圖2所示，此即為傳統(tǒng)全橋型電路拓?fù)?，通過(guò)交替控制對(duì)角功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、 M4和M2、 M3通斷，即可實(shí)現(xiàn)該變換器全橋模式運(yùn)行。吸收回路RCD1的作用吸收并釋放 與之相對(duì)應(yīng)的功率場(chǎng)效應(yīng)管M1在通/斷狀態(tài)切換中產(chǎn)生的高壓，防止功率場(chǎng)效應(yīng)管因電壓 應(yīng)力過(guò)大而損壞。
實(shí)施例2:實(shí)施本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器于半橋運(yùn)行模式。
實(shí)現(xiàn)該運(yùn)行模式的前提施加、保持導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、 M2，使其保持 導(dǎo)通狀態(tài)；施加、保持關(guān)斷控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5、 M6，使其保持關(guān)斷狀態(tài)。則電容 Cl、 C2串聯(lián)構(gòu)成一橋臂，并聯(lián)于輸出濾波電容C兩端；接觸器J1、 J2閉合，等效電路如 圖3所示，此即為傳統(tǒng)半橋型電路拓?fù)?。通過(guò)交替控制功率場(chǎng)效應(yīng)管M3、 M4通斷，即可 實(shí)現(xiàn)該變換器半橋模式運(yùn)行。
實(shí)施例3:實(shí)施本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器于雙端正激運(yùn)行模式。
實(shí)現(xiàn)該運(yùn)行模式的前提施加、保持導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5，使其保持導(dǎo)通 狀態(tài)；施加、保持關(guān)斷控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M2、 M3、 M6，使其保持關(guān)斷狀態(tài)。則并聯(lián) 于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5阻容電路RC1被短路；接觸器Jl閉合，接觸器J2斷開(kāi)，等效電路如 圖4所示。施加導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、 M4，此時(shí)電流經(jīng)濾波電容C正(上)端， 經(jīng)M1—J1一T1一M4，回到濾波電容C負(fù)(下)端，變壓器T1電壓為左正右負(fù)；施加關(guān)斷 控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、 M4，變壓器T1電壓為左負(fù)右正，勵(lì)磁電流流向從變壓器T1 右端，經(jīng)功率場(chǎng)效應(yīng)管M3、 M6、 M2的體寄生二極管D3—D6—D2，回到變壓器T1左端，實(shí) 現(xiàn)磁復(fù)位功能。吸收回路RCD1作用與實(shí)施例1相同，不再贅述。
實(shí)施例4:實(shí)施本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)變換器于單端反激運(yùn)行模式。
實(shí)現(xiàn)該運(yùn)行模式的前提施加、保持導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M2、 M6，使其保持 導(dǎo)通狀態(tài)；施加、保持關(guān)斷控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、 M4、 M5，使其保持關(guān)斷狀態(tài)，則 并聯(lián)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M6阻容電路RC2被短路；接觸器J1、 J2均斷開(kāi)，等效電路如圖5所 示。施加導(dǎo)通控制信號(hào)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M2，此時(shí)，D8出于斷態(tài)，由于接觸器J2斷開(kāi)，D9 亦處于斷態(tài)，變壓器Tl原邊繞組的電流線(xiàn)性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加；施加關(guān)斷控制信號(hào)于 功率場(chǎng)效應(yīng)管M2后，變壓器T1原邊繞組的電流被切斷，使其變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)變 壓器Tl副邊繞組和D8向輸出端釋放。本實(shí)用新型采用上述設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)功率場(chǎng)效應(yīng)管Ml—6、 Jl和J2的控制，可以輕易 實(shí)現(xiàn)單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器的運(yùn)行模式。
權(quán)利要求1.一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可調(diào)整的功率電子變換器，包括濾波電容(C)、6個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管(M1～M6)、2個(gè)阻容電路(RC1～RC2)、吸收回路(RCD1)、變壓器(T1)、2個(gè)接觸器(J1～J2)、輸出整流濾波電路，其特征在于所述變壓器(T1)副邊與所述輸出整流濾波電路電連接；所述的第一功率場(chǎng)效應(yīng)管(M1)、第五功率場(chǎng)效應(yīng)管(M5)、第二功率場(chǎng)效應(yīng)管(M2)、第六功率場(chǎng)效應(yīng)管(M6)串聯(lián)連接構(gòu)成第一橋臂，且并聯(lián)于所述的濾波電容(C)的兩端，所述的第一橋臂的中點(diǎn)與變壓器(T1)的一端相連接，所述第一橋臂的兩端分別連接兩輸入端；所述的第一接觸器(J1)串聯(lián)于第五功率場(chǎng)效應(yīng)管(M5)與第一橋臂的中點(diǎn)；所述的第一阻容電路(RC1)和第二阻容電路(RC2)分別并接于第五功率場(chǎng)效應(yīng)管(M5)和第六功率場(chǎng)效應(yīng)管(M6)的兩端；所述的吸收回路(RCD1)并接于串聯(lián)的第一功率場(chǎng)效應(yīng)管(M1)、第五功率場(chǎng)效應(yīng)管(M5)和第一接觸器(J1)的兩端；所述的第三功率場(chǎng)效應(yīng)管(M3)、第四功率場(chǎng)效應(yīng)管(M4)串聯(lián)構(gòu)成第二橋臂，所述的第二橋臂的中點(diǎn)與所述變壓器(T1)另一端相連接，所述第二橋臂的兩端分別連接兩輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可調(diào)整的功率電子變換器，其特征在于所 述的輸出整流濾波電路由第一整流二極管(D8)、第二整流二極管(D9)和第二接觸器(J2)組成，其中第二整流二極管(D9)和第二接觸器(J2)串聯(lián)連接；所述的第一 阻容電路(RC1)由第一電阻(Rl)和第一電容(Cl)并聯(lián)連接；所述的第二阻容電路 (RC2)由第二電阻(R2)和第二電容(C2)并聯(lián)連接；吸收回路(RCD1)由第三電阻 (R3)、第三電容(C3)并聯(lián)后再與第三整流二極管(D7)串聯(lián)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可調(diào)整的功率電子變換器，變壓器T1副邊與輸出整流濾波電路電連接；功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、M5、M2、M6串聯(lián)連接構(gòu)成第一橋臂，且并聯(lián)于濾波電容C的兩端，第一橋臂的中點(diǎn)與變壓器T1的一端相連接，第一橋臂的兩端分別連接兩輸入端；第一接觸器J1串聯(lián)于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5與第一橋臂的中點(diǎn)；阻容電路RC1、RC2分別并接于功率場(chǎng)效應(yīng)管M5和M6的兩端；吸收回路RCD1并接于串聯(lián)的功率場(chǎng)效應(yīng)管M1、M5和第一接觸器J1的兩端；功率場(chǎng)效應(yīng)管M3、M4串聯(lián)構(gòu)成第二橋臂，第二橋臂的中點(diǎn)與所述變壓器T1另一端相連接，第二橋臂的兩端分別連接兩輸入端。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/135GK201388151SQ200920070050
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者張楨陽(yáng), 方建安, 毛立民, 焦慶堂, 革 陳, 陳家新 申請(qǐng)人:東華大學(xué)