專利名稱：一種直流轉(zhuǎn)換電路及隔離變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子領(lǐng)域，尤其涉及ー種直流轉(zhuǎn)換電路及隔離變換器。
背景技術(shù)：
隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，隔離變換器被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，并分為交流隔離的低頻隔離和直流側(cè)隔離的高頻隔離。但是，低頻隔離雖然容易在硬件上實(shí)現(xiàn)，但具有體積大，重量重，轉(zhuǎn)換效率低，無(wú)法進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換；而傳統(tǒng)的高頻隔離在效率上也很難有提升的空間，高頻隔離一般只進(jìn)行單向的能量轉(zhuǎn)換，由于近年來(lái)，用戶對(duì)于能量存儲(chǔ)的需求，導(dǎo) 致雙向能量轉(zhuǎn)換的直流變換器的應(yīng)用越來(lái)越多，現(xiàn)有的隔離變換器已無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供ー種直流轉(zhuǎn)換電路，g在解決現(xiàn)有隔離變換器無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙向能量高效轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，ー種直流轉(zhuǎn)換電路，所述電路包括采用同步整流對(duì)直流電壓進(jìn)行升壓或降壓的雙向轉(zhuǎn)換的升壓/降壓復(fù)用電路，所述升壓/降壓復(fù)用電路的正、負(fù)輸入端分別與外部直流源的正、負(fù)輸出端連接，所述升壓/降壓復(fù)用電路的多個(gè)控制端與外部控制單元連接；采用固定占空比調(diào)制方式對(duì)直流電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的隔離轉(zhuǎn)換電路，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸入端分別與所述升壓/降壓復(fù)用電路的正、負(fù)輸出端連接，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸出端分別與外部逆變器或DC電源的正、負(fù)輸入端連接，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)控制端分別與所述外部控制單元的控制端連接。進(jìn)ー步地，所述升壓/降壓復(fù)用電路包括電感LI、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、電容Cl ；電感LI的一端為所述升壓/降壓復(fù)用電路的正輸入端，電感LI的另一端同時(shí)與第二開(kāi)關(guān)管的輸出端、第一開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述升壓/降壓復(fù)用電路的正輸出端與電容Cl的一端連接，第一開(kāi)關(guān)管的輸出端同時(shí)為所述升壓/降壓復(fù)用電路的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端與電容Cl的另一端連接，第一開(kāi)關(guān)管的控制端、第二開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述升壓/降壓復(fù)用電路的多個(gè)控制端。更進(jìn)一歩地，所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端。更進(jìn)一歩地，所述隔離轉(zhuǎn)換電路包括將直流電壓轉(zhuǎn)換為振蕩電壓的第一全橋功率級(jí)電路，所述第一全橋功率級(jí)電路的正輸入端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正輸入端，所述第一全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸入端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的負(fù)輸入端，所述第一全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的部分控制端；對(duì)振蕩電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的直流隔離變壓?jiǎn)卧?，所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡讴`輸入端、第二輸入端分別與所述第一全橋功率級(jí)電路的第一輸出端、第二輸出端連接；將振蕩電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的 第二全橋功率級(jí)電路，所述第二全橋功率級(jí)電路的第一輸入端、第二輸入端分別與所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠敵龆?、第二輸出端連接，所述第二全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的部分控制端；濾波單元，所述濾波單元的正、負(fù)輸入端與所述第二全橋功率級(jí)電路的正、負(fù)輸出端連接，所述濾波単元的正、負(fù)輸出端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸出端。更進(jìn)一歩地，所述第一全橋功率級(jí)電路包括第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管、第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管；所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述第一全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述第一全橋功率級(jí)電路的正輸入端，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的第一輸出端與所述第五開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第五開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸出端，所述第四開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的第二輸出端與所述第六開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第六開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述第五開(kāi)關(guān)管的輸出端連接。更進(jìn)一歩地，所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的控制端。更進(jìn)一歩地，所述直流隔離變壓?jiǎn)卧獮楦哳l變壓器，所述高頻變壓器初級(jí)線圈的兩端分別為所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠斎攵?、第二輸入端，所述高頻變壓器次級(jí)線圈的兩端分別為所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠敵龆恕⒌诙敵龆?。更進(jìn)一歩地，所述第二全橋功率級(jí)電路包括第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管、第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管；所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述第二全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端，所述第七開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的第一輸入端與所述第九開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述第二全橋功率級(jí)電路的正輸出端與所述第七開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的第二輸入端與所述第十開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第十開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸出端與所述第九開(kāi)關(guān)管的輸出端連接。更進(jìn)一歩地，所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的控制端。更進(jìn)一歩地，所述濾波単元為電容C2，所述電容C2的一端同時(shí)為所述濾波単元的正輸入端、正輸出端，所述電容Cl的另一端同時(shí)為所述濾波単元的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端。本實(shí)用新型實(shí)施例的另ー目的在于提供ー種包括上述直流轉(zhuǎn)換電路的隔離變換器。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)升壓/降壓復(fù)用電路的同步整流實(shí)現(xiàn)不同直流電壓之間的雙向高效轉(zhuǎn)換，并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路經(jīng)固定占空比調(diào)制后的直流電壓實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)和控制，提聞了轉(zhuǎn)換效率。

圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的直流轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的直流轉(zhuǎn)換電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)升壓/降壓復(fù)用電路的同步整流實(shí)現(xiàn)不同直流電壓之間的雙向高效轉(zhuǎn)換，并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路經(jīng)固定占空比調(diào)制后的直流電壓實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)和控制。圖I示出了本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的直流轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的直流轉(zhuǎn)換電路可應(yīng)用于多種隔離變換器中，該直流轉(zhuǎn)換電路包括采用同步整流對(duì)直流電壓進(jìn)行升壓或降壓的雙向轉(zhuǎn)換的升壓/降壓復(fù)用電路11，該升壓/降壓復(fù)用電路11的正、負(fù)輸入端分別與外部直流源10的正、負(fù)輸出端連接，升壓/降壓復(fù)用電路11的多個(gè)控制端與外部控制單元14連接；在本實(shí)用新型實(shí)施例中，若對(duì)升壓/降壓復(fù)用電路11的輸入端施加電壓可于輸出端得到升壓變換的電壓，反之，若對(duì)升壓/降壓復(fù)用電路11的輸出端施加電壓可于輸入端得到降壓變換的電壓。采用固定占空比調(diào)制方式對(duì)直流電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的隔離轉(zhuǎn)換電路12，該隔離轉(zhuǎn)換電路12的正、負(fù)輸入端分別與升壓/降壓復(fù)用電路11的正、負(fù)輸出端連接，該隔離轉(zhuǎn)換電路12的正、負(fù)輸出端分別與外部逆變器或DC電源13的正、負(fù)輸入端連接，隔離轉(zhuǎn)換電路12的多個(gè)控制端分別與外部控制單元14的控制端連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，隔離轉(zhuǎn)換電路12可以通過(guò)對(duì)正、負(fù)輸入端施加直流電壓或?qū)φ?、?fù)輸出端施加直流電壓，實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型實(shí)施例可以根據(jù)用戶需要，于升壓/降壓復(fù)用電路11的正、負(fù)輸入端之間加載直流輸入電壓，該直流轉(zhuǎn)換電路可對(duì)該輸入電壓進(jìn)行升壓變換后進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換；若干隔離轉(zhuǎn)換電路12的正、負(fù)輸出端之間加載直流輸入電壓，該直流轉(zhuǎn)換電路則先對(duì)隔離轉(zhuǎn)換電路12的直流輸入電壓進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換后進(jìn)行降壓變換，由此實(shí)現(xiàn)電壓的雙向轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)升壓/降壓復(fù)用電路的同步整流實(shí)現(xiàn)不同直流電壓之間、的雙向高效轉(zhuǎn)換，并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路經(jīng)固定占空比調(diào)制后的直流電壓實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)和控制，提聞了轉(zhuǎn)換效率。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2示出了本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的直流轉(zhuǎn)換電路的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型ー實(shí)施例，升壓/降壓(BUCK/BOOST)復(fù)用電路11包括電感LI、第一開(kāi)關(guān)管SI、第二開(kāi)關(guān)管S2、電容Cl ；電感LI的一端為升壓/降壓復(fù)用電路11的正輸入端，電感LI的另一端同時(shí)與第ニ開(kāi)關(guān)管S2的輸出端、第一開(kāi)關(guān)管SI的輸入端連接，第二開(kāi)關(guān)管S2的輸入端為升壓/降壓復(fù)用電路11的正輸出端與電容Cl的一端連接,第一開(kāi)關(guān)管SI的輸出端同時(shí)為升壓/降 壓復(fù)用電路11的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端與電容Cl的另一端連接,第一開(kāi)關(guān)管SI的控制端、第ニ開(kāi)關(guān)管S2的控制端分別為升壓/降壓復(fù)用電路11的多個(gè)控制端。優(yōu)選地，該第一開(kāi)關(guān)管SI、第二開(kāi)關(guān)管S2均可以采用N型MOS管，N型MOS管的漏極為第一開(kāi)關(guān)管SI、第二開(kāi)關(guān)管S2的輸入端，N型MOS管的源極為第一開(kāi)關(guān)管SI、第二開(kāi)關(guān)管S2的輸出端，N型MOS管的柵極為第一開(kāi)關(guān)管SI、第二開(kāi)關(guān)管S2的控制端。隔離轉(zhuǎn)換電路12包括將直流電壓轉(zhuǎn)換為振蕩電壓的第一全橋功率級(jí)電路121，該第一全橋功率級(jí)電路121的正輸入端為隔離轉(zhuǎn)換電路12的正輸入端，第一全橋功率級(jí)電路121的負(fù)輸入端為隔離轉(zhuǎn)換電路12的負(fù)輸入端，第一全橋功率級(jí)電路121的多個(gè)控制端為隔離轉(zhuǎn)換電路12的部分控制端；對(duì)振蕩電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的直流隔離變壓?jiǎn)卧?22，該直流隔離變壓?jiǎn)卧?22的第一輸入端、第二輸入端分別與第一全橋功率級(jí)電路121的第一輸出端、第二輸出端連接；將振蕩電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的第二全橋功率級(jí)電路123，該第二全橋功率級(jí)電路123的第一輸入端、第二輸入端分別與直流隔離變壓?jiǎn)卧?22的第一輸出端、第二輸出端連接，第二全橋功率級(jí)電路123的多個(gè)控制端為隔離轉(zhuǎn)換電路12的部分控制端；濾波單元124，該濾波單元124的正、負(fù)輸入端與第二全橋功率級(jí)電路123的正、負(fù)輸出端連接，濾波單元124的正、負(fù)輸出端為隔離轉(zhuǎn)換電路12的正、負(fù)輸出端。作為本實(shí)用新型ー實(shí)施例，第一全橋功率級(jí)電路121包括第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6 ；第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6的控制端分別為第一全橋功率級(jí)電路121的多個(gè)控制端，第三開(kāi)關(guān)管S3的輸入端為第一全橋功率級(jí)電路121的正輸入端，第三開(kāi)關(guān)管S3的輸出端為第一全橋功率級(jí)電路121的第一輸出端與第五開(kāi)關(guān)管S5的輸入端連接,第五開(kāi)關(guān)管S5的輸出端為第一全橋功率級(jí)電路121的負(fù)輸出端,第四開(kāi)關(guān)管S4的輸入端與第三開(kāi)關(guān)管S3的輸入端連接，第四開(kāi)關(guān)管S4的輸出端為第一全橋功率級(jí)電路121的第二輸出端與第六開(kāi)關(guān)管S6的輸入端連接，第六開(kāi)關(guān)管S6的輸出端與第五開(kāi)關(guān)管S5的輸出端連接。優(yōu)選地，第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6可以用N型MOS管實(shí)現(xiàn)同步整流以提高轉(zhuǎn)換效率，N型MOS管的漏極為第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6的輸入端，N型MOS管的源極為第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6的輸出端，N型MOS管的柵極為第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6的控制端。直流隔離變壓?jiǎn)卧?22可以為高頻變壓器TX，該高頻變壓器TX初級(jí)線圈NI的兩端分別為直流隔離變壓?jiǎn)卧?22的第一輸入端、第二輸入端，高頻變壓器TX次級(jí)線圈N2的兩端分別為直流隔離變壓?jiǎn)卧?22的第一輸出端、第二輸出端。第二全橋功率級(jí)電路123包括第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO ；第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO的控制端分別為第ニ全橋功率級(jí)電路123的多個(gè)控制端，第七開(kāi)關(guān)管S7的輸出端為第二全橋功率級(jí)電路123的第一輸入端與第九開(kāi)關(guān)管S9的輸入端連接，第八開(kāi)關(guān)管S8的輸入端為第二全橋功率級(jí)電路123的正輸出端與第七開(kāi)關(guān)管S7的輸入端連接，第八開(kāi)關(guān)管S8的輸出端為第二全橋 功率級(jí)電路123的第二輸入端與第十開(kāi)關(guān)管SlO的輸入端連接，第十開(kāi)關(guān)管SlO的輸出端為第二全橋功率級(jí)電路123的負(fù)輸出端與第九開(kāi)關(guān)管S9的輸出端連接。優(yōu)選地，第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO可以用N型MOS管實(shí)現(xiàn)同步整流以提高轉(zhuǎn)換效率，N型MOS管的漏極為第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO的輸入端，N型MOS管的源極為第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO的輸出端，N型MOS管的柵極為第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管SlO的控制端。濾波單元124可以為電容C2，該電容C2的一端同時(shí)為濾波單元124的正輸入端、正輸出端，電容Cl的另一端同時(shí)為濾波單兀124的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，在實(shí)現(xiàn)升壓變換時(shí)，Ul為直流輸入，控制單元14控制升壓/降壓復(fù)用電路11將直流輸入電壓Ul升壓變換為直流母線電壓U3，并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路12將直流母線電壓U3轉(zhuǎn)換為直流電壓U2 ；當(dāng)Ul為直流輸入時(shí)，控制単元14控制第一開(kāi)關(guān)管SI工作，電流回路為電感LI —第一開(kāi)關(guān)管SI —負(fù)極。當(dāng)控制單元14控制第一開(kāi)關(guān)管SI不工作第二開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通吋，電流回路為電感LI —開(kāi)關(guān)管S2的體內(nèi)ニ極管一電容Cl —負(fù)極。此時(shí)第二開(kāi)關(guān)管S2的體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通壓降等于第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通電阻Rds(_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流，而采用MOS管的導(dǎo)通電阻Rds(QN)乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流遠(yuǎn)小于體內(nèi)ニ極管自身特性的導(dǎo)通壓降，降低體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通損耗，即降低第二開(kāi)關(guān)管S2的開(kāi)關(guān)損耗，提高BOOST電路轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，控制單元14控制第一全橋功率級(jí)電路121的4個(gè)橋臂的占空比，當(dāng)橋臂S3、S6的開(kāi)關(guān)管以占空比D導(dǎo)通吋，電流回路為第三開(kāi)關(guān)管S3 —高頻變壓器TX —第六開(kāi)關(guān)管S6 —負(fù)極，此吋，能量由高頻變壓器TX的初級(jí)線圈NI傳送到次級(jí)線圈N2，同時(shí)控制第七開(kāi)關(guān)管S7、第十開(kāi)關(guān)管SlO以占空比D導(dǎo)通，能量經(jīng)過(guò)第七開(kāi)關(guān)管S7體內(nèi)ニ極管，電容C2，第十開(kāi)關(guān)管SlO體內(nèi)ニ極管流回到變壓器的次級(jí)線圈N2，此時(shí)第七開(kāi)關(guān)管S7的體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通壓降等于第七開(kāi)關(guān)管S7的導(dǎo)通電阻Rds(_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流，而采用MOS管后的導(dǎo)通Rds_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流遠(yuǎn)小于體內(nèi)ニ極管自身特性的導(dǎo)通壓降，降低體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通損耗，即降低第七開(kāi)關(guān)管S7的開(kāi)關(guān)損耗，同理降低開(kāi)關(guān)管SlO的開(kāi)關(guān)損耗，提高全橋轉(zhuǎn)換電路的效率。當(dāng)橋臂S4，S5的開(kāi)關(guān)管以占空比D導(dǎo)通吋，電流回路為第四開(kāi)關(guān)管S4 —高頻變壓器TX —第五開(kāi)關(guān)管S5 —負(fù)極，此吋，能量由高頻變壓器TX的初級(jí)線圈NI傳送到次級(jí)線圈N2，經(jīng)過(guò)第八開(kāi)關(guān)管S8體內(nèi)ニ極管，電容C2，第九開(kāi)關(guān)管S9體內(nèi)ニ極管流回到變壓器的次級(jí)線圈N2。并經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管整流，電容C2濾波后的電壓就是直流電壓U2。同理，通過(guò)降低第八開(kāi)關(guān)管S8、第九開(kāi)關(guān)管S9的開(kāi)關(guān)損耗，提高全橋轉(zhuǎn)換電路的效率。在實(shí)現(xiàn)降壓變換吋，U2為直流輸入，通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路12將直流輸入電壓U2轉(zhuǎn)換為直流母線電壓U3，同時(shí)控制単元14控制升壓/降壓復(fù)用電路11直流母線電壓U3降壓至直流電壓Ul。當(dāng)U2為直流輸入時(shí)，控制單元14控制第二全橋功率級(jí)電路123的4個(gè)橋臂的占空比，當(dāng)橋臂S7，SlO開(kāi)關(guān)管以占空比D導(dǎo)通吋，電流回路為第七開(kāi)關(guān)管S7 —高頻變壓器TX —第十開(kāi)關(guān)管SlO —負(fù)極，此時(shí)，能量由高頻變壓器TX的次級(jí)線圈N2傳送到初級(jí)線圈NI，同時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)管S3，第六開(kāi)關(guān)管S6以占空比D導(dǎo)通，能量經(jīng)過(guò)第三開(kāi)關(guān)管S3體內(nèi)ニ極管，電容Cl，第六開(kāi)關(guān)管S6體內(nèi)ニ極管，流回高頻變壓器TX的初級(jí)線圈NI ;此時(shí)第三 開(kāi)關(guān)管S3的體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通壓降等于第五開(kāi)關(guān)管S5的導(dǎo)通電阻Rds_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流，而采用MOS管后的導(dǎo)通電阻Rds(QN)乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流遠(yuǎn)小于體內(nèi)ニ極管自身特性的導(dǎo)通壓降，降低體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通損耗，即降低第三開(kāi)關(guān)管S3的開(kāi)關(guān)損耗，同理降低第六開(kāi)關(guān)管S6的開(kāi)關(guān)損耗，提高全橋轉(zhuǎn)換電路的效率。當(dāng)橋臂S8，S9開(kāi)關(guān)管以占空比D導(dǎo)通吋，電流回路為第八開(kāi)關(guān)管S8 —高頻變壓器TX —第九開(kāi)關(guān)管S9 —負(fù)極，此時(shí)，能量由高頻變壓器TX的次級(jí)線圈N2傳送到初級(jí)線圈NI，經(jīng)過(guò)第四開(kāi)關(guān)管S4體內(nèi)ニ極管，電容Cl，第五開(kāi)關(guān)管S5體內(nèi)ニ極管流回變壓器TX的初級(jí)線圈NI，同理降低第四開(kāi)關(guān)管S4，第五開(kāi)關(guān)管S5的開(kāi)關(guān)損耗，提高全橋轉(zhuǎn)換電路的效率。經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管整流后的電壓就是直流母線電壓U3，控制單元14控制第二開(kāi)關(guān)管S2工作，電流回路為第二開(kāi)關(guān)管S2 —電感LI —負(fù)極；當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管S2不工作、第一開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通吋，電流回路為第一開(kāi)關(guān)管SI體內(nèi)ニ極管一電感LI —負(fù)極；此時(shí)開(kāi)關(guān)管SI的體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通壓降等于第一開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通電阻Rds_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流，而MOS管的導(dǎo)通電阻Rds_乘以當(dāng)前流過(guò)體內(nèi)ニ極管的電流遠(yuǎn)小于體內(nèi)ニ極管自身特性的導(dǎo)通壓降，降低體內(nèi)ニ極管的導(dǎo)通損耗，即降低第一開(kāi)關(guān)管SI的開(kāi)關(guān)損耗，提高BUCK電路轉(zhuǎn)換效率。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該直流轉(zhuǎn)換電路通過(guò)升壓/降壓復(fù)用電路，在輸出能量吋，能夠?qū)崿F(xiàn)較寬的輸入電壓范圍；在作為吸收能量吋，能夠工作在較寬的電壓范圍內(nèi)，并且由于采用MOS管同步整流方式，能夠?qū)崿F(xiàn)直流升壓/降壓電路的高效轉(zhuǎn)換，以及實(shí)現(xiàn)直流隔離的高效轉(zhuǎn)換。并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路經(jīng)固定占空比調(diào)制后的直流電壓實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)直流隔離轉(zhuǎn)換器的控制，提高了轉(zhuǎn)換效率。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電路包括 采用同步整流對(duì)直流電壓進(jìn)行升壓或降壓的雙向轉(zhuǎn)換的升壓/降壓復(fù)用電路，所述升壓/降壓復(fù)用電路的正、負(fù)輸入端分別與外部直流源的正、負(fù)輸出端連接，所述升壓/降壓復(fù)用電路的多個(gè)控制端與外部控制單元連接； 采用固定占空比調(diào)制方式對(duì)直流電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的隔離轉(zhuǎn)換電路，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸入端分別與所述升壓/降壓復(fù)用電路的正、負(fù)輸出端連接，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸出端分別與外部逆變器或DC電源的正、負(fù)輸入端連接，所述隔離轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)控制端分別與所述外部控制單元的控制端連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述升壓/降壓復(fù)用電路包括 電感LI、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、電容Cl ； 電感LI的一端為所述升壓/降壓復(fù)用電路的正輸入端，電感LI的另一端同時(shí)與第二開(kāi)關(guān)管的輸出端、第一開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述升壓/降壓復(fù)用電路的正輸出端與電容Cl的一端連接,第一開(kāi)關(guān)管的輸出端同時(shí)為所述升壓/降壓復(fù)用電路的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端與電容Cl的另一端連接，第一開(kāi)關(guān)管的控制端、第二開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述升壓/降壓復(fù)用電路的多個(gè)控制端。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第一開(kāi)關(guān)管、所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端。
4.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述隔離轉(zhuǎn)換電路包括 將直流電壓轉(zhuǎn)換為振蕩電壓的第一全橋功率級(jí)電路，所述第一全橋功率級(jí)電路的正輸入端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正輸入端，所述第一全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸入端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的負(fù)輸入端，所述第一全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的部分控制端； 對(duì)振蕩電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的直流隔離變壓?jiǎn)卧鲋绷鞲綦x變壓?jiǎn)卧牡谝惠斎攵?、第二輸入端分別與所述第一全橋功率級(jí)電路的第一輸出端、第二輸出端連接； 將振蕩電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的第二全橋功率級(jí)電路，所述第二全橋功率級(jí)電路的第一輸入端、第二輸入端分別與所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠敵龆恕⒌诙敵龆诉B接，所述第ニ全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的部分控制端； 濾波單元，所述濾波単元的正、負(fù)輸入端與所述第二全橋功率級(jí)電路的正、負(fù)輸出端連接，所述濾波単元的正、負(fù)輸出端為所述隔離轉(zhuǎn)換電路的正、負(fù)輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第一全橋功率級(jí)電路包括 第三開(kāi)關(guān)管、第四開(kāi)關(guān)管、第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管； 所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述第一全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述第一全橋功率級(jí)電路的正輸入端，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的第一輸出端與所述第五開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第五開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸出端，所述第四開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第一全橋功率級(jí)電路的第二輸出端與所述第六開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第六開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述第五開(kāi)關(guān)管的輸出端連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第三開(kāi)關(guān)管、所述第四開(kāi)關(guān)管、所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管的控制端。
7.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述直流隔離變壓?jiǎn)卧獮楦哳l變壓器，所述高頻變壓器初級(jí)線圈的兩端分別為所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠斎攵?、第二輸入端，所述高頻變壓器次級(jí)線圈的兩端分別為所述直流隔離變壓?jiǎn)卧牡谝惠敵龆?、第二輸出端?br> 8.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第二全橋功率級(jí)電路包括 第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管、第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管； 所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的控制端分別為所述第二全橋功率級(jí)電路的多個(gè)控制端，所述第七開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的第一輸入端與所述第九開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述第二全橋功率級(jí)電路的正輸出端與所述第七開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的第二輸入端與所述第十開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述第十開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述第二全橋功率級(jí)電路的負(fù)輸出端與所述第九開(kāi)關(guān)管的輸出端連接。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第七開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管、所述第九開(kāi)關(guān)管、所述第十開(kāi)關(guān)管的控制端。
10.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述濾波單元為電容C2，所述電容C2的一端同時(shí)為所述濾波単元的正輸入端、正輸出端，所述電容Cl的另一端同時(shí)為所述濾波単元的負(fù)輸入端、負(fù)輸出端。
11.ー種隔離變換器，其特征在于，所述隔離變換器的直流轉(zhuǎn)換電路為如權(quán)利要求I至10任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電子領(lǐng)域，提供了一種直流轉(zhuǎn)換電路及隔離變換器，直流轉(zhuǎn)換電路包括采用同步整流對(duì)直流電壓進(jìn)行升壓或降壓的雙向轉(zhuǎn)換的升壓/降壓復(fù)用電路，其正、負(fù)輸入端分別與外部直流源連接，其多個(gè)控制端與外部控制單元連接；采用固定占空比調(diào)制方式對(duì)直流電壓進(jìn)行高頻隔離轉(zhuǎn)換的隔離轉(zhuǎn)換電路，其正、負(fù)輸入端分別與升壓/降壓復(fù)用電路的正、負(fù)輸出端連接，其正、負(fù)輸出端分別與外部逆變器或DC電源連接，其多個(gè)控制端分別與外部控制單元的控制端連接。本實(shí)用新型通過(guò)升壓/降壓復(fù)用電路的同步整流實(shí)現(xiàn)不同直流電壓之間的雙向高效轉(zhuǎn)換，并且通過(guò)隔離轉(zhuǎn)換電路經(jīng)固定占空比調(diào)制后的直流電壓實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，易于實(shí)現(xiàn)和控制，提高了轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H02M3/335GK202488352SQ20122009517
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者丁永強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳古瑞瓦特新能源有限公司