本實(shí)用新型涉及電工電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種電流型推挽功率變換電路。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有大功率逆變器前級(jí)變換中，一般是蓄電池電壓12V或24V輸入，交流230V輸出。電路原理框圖如圖6所示。

DC/DC單元完成低壓12V/24V到高壓400V左右的隔離變換，DC/AC逆變成230V交流電供輸出。

常規(guī)的DC/DC都采用電壓型推挽電路完成低壓到高壓的變換，但電流型推挽功率變換電路存在以下優(yōu)點(diǎn)：

1、場(chǎng)效應(yīng)管重疊導(dǎo)通，輸入端電流連續(xù)無間斷，EMC干擾小；

2、場(chǎng)效應(yīng)管不考慮死區(qū)，電路可靠性高；

3、電流型變壓對(duì)變壓器伏秒平衡不敏感。

盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，但電流型推挽功率變換電路不能工作在非重疊導(dǎo)通模式，主要是當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管同時(shí)關(guān)斷時(shí)，電感回路能量無處釋放，會(huì)在場(chǎng)效應(yīng)管上形成高壓脈沖，造成場(chǎng)效應(yīng)管損害。因此，此類電路在使用時(shí)需另加電源啟動(dòng)電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種電流型推挽功率變換電路，在不增加電路復(fù)雜性的情況下解決電流型推挽電路的啟動(dòng)問題。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：電流型推挽功率變換電路，其特征在于：包括上臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路、場(chǎng)效應(yīng)管V1、上臂鉗位電路、下臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路、下臂鉗位電路、整流電路、場(chǎng)效應(yīng)管V2、儲(chǔ)能電感L1、帶中心軸頭的變壓器T1和蓄電池；

所述上臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極連接，上臂鉗位電路連接在上臂驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極之間，場(chǎng)效應(yīng)管V1的源極接地；

所述下臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極連接，下臂鉗位電路連接在上臂驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極之間，場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極接地；

所述變壓器T1的中心軸頭通過儲(chǔ)能電感L1連接蓄電池，變壓器T1的一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極、另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極，變壓器T1的副邊繞組連接整流電路。

進(jìn)一步地，所述上臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路包括直流電源、電阻R1、R2、三極管V3、V4，三極管V3的基極和三極管V4的基極相互并接后與電阻R1連接，所述三極管V3的集電極連接直流電源，所述三極管V3的發(fā)射極與三極管V4的發(fā)射極并接后連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極，三極管V4的集電極接地；

進(jìn)一步地，下臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R3、R4、三極管V5、V6，三極管V5的基極和三極管V6的基極相互并接后與電阻R3連接，所述三極管V5的集電極連接所述直流電源，三極管V5的發(fā)射極與三極管V6的發(fā)射極并接后連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極，三極管V6的集電極接地。

進(jìn)一步地，上臂鉗位電路包括二極管D5、D6，二極管D5的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極，二極管D5的正極連接二極管D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極；

進(jìn)一步地，下臂鉗位電路包括二極管D7、D8，二極管D7的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極，二極管D7的正極連接二極管D8的正極，二極管D8的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極。

進(jìn)一步地，所述整流電路包括二極管D1、D2、D3、D4以及電容C1，所述二極管D1的正極連接二極管D3的負(fù)極連接，所述二極管D2的正極連接二極管D4的負(fù)極連接，二極管D1的負(fù)極連接二極管D2的負(fù)極，二極管D3的正極連接二極管D4的正極，所述電容C1的正極連接二極管D2的負(fù)極，電容的負(fù)極連接二極管D4DE 正極；

所述二極管D1的正極連接變壓器T1的副邊繞組的一端，二極管D2的正極連接變壓器T1的副邊繞組的另一端。

本實(shí)用新型電流型推挽功率變換電路，在不增加電路復(fù)雜性的情況下解決電流型推挽功率變換電路的啟動(dòng)問題。同時(shí)該電路的使用可以取消場(chǎng)效應(yīng)管的RCD吸收回路，提高了電源的綜合效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值，經(jīng)測(cè)試該電路實(shí)用性較好。

本實(shí)用新型具有效率高，使用安全可靠等特點(diǎn)。在電路設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)試簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)計(jì)一致性好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的工作原理圖；

圖2為電路啟動(dòng)時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的驅(qū)動(dòng)波形圖；

圖3為電路啟動(dòng)過程中，場(chǎng)效應(yīng)管V1驅(qū)動(dòng)波形和場(chǎng)效應(yīng)管V1開關(guān)波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；

圖4為電路正常工作時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2驅(qū)動(dòng)波形圖；

圖5為電路正常工作時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1驅(qū)動(dòng)波形和場(chǎng)效應(yīng)管V1開關(guān)波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；

圖6為逆變器的原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-5所示，本實(shí)用新型包括上臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路1、場(chǎng)效應(yīng)管V1、上臂鉗位電路2、下臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路3、下臂鉗位電路4、整流電路5、場(chǎng)效應(yīng)管V2、儲(chǔ)能電感L1、帶中心軸頭的變壓器T1和蓄電池6。

上臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路1包括電阻R1、R2、三極管V3、V4，三極管V3的基極和三極管V4的基極相互并接后與電阻R1連接，所述三極管V3的集電極連接15V直流電源，三極管V3的發(fā)射極與三極管V4的發(fā)射極并接后連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極，三極管V4的集電極接地；

下臂場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路3包括電阻R3、R4、三極管V5、V6，三極管V5的基極和三極管V6的基極相互并接后與電阻R3連接，所述三極管V5的集電極連接15V直流電源，三極管V5的發(fā)射極與三極管V6的發(fā)射極并接后連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極，三極管V6的集電極接地。

上臂鉗位電路2包括二極管D5、D6，二極管D5的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極，二極管D5的正極連接二極管D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的柵極。

下臂鉗位電路包括二極管D7、D8，二極管D7的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極，二極管D7的正極連接二極管D8的正極，二極管D8的負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極。

所述變壓器T1的中心軸頭通過儲(chǔ)能電感L1連接蓄電池，變壓器T1的一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V1的漏極、另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極，變壓器T1的副邊繞組連接整流電路。

整流電路包括二極管D1、D2、D3、D4以及電容C1，所述二極管D1的正極連接二極管D3的負(fù)極連接，所述二極管D2的正極連接二極管D4的負(fù)極連接，二極管D1的負(fù)極連接二極管D2的負(fù)極，二極管D3的正極連接二極管D4的正極，所述電容C1的正極連接二極管D2的負(fù)極，電容的負(fù)極連接二極管D4DE 正極；

二極管D1的正極連接變壓器T1的副邊繞組的一端，二極管D2的正極連接變壓器T1的副邊繞組的另一端。

本實(shí)用新型的工作原理：

a）電路啟動(dòng)

當(dāng)電路啟動(dòng)時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的占空比必然是從零逐漸增加，因此場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2必然經(jīng)過小于50%的期間，在此區(qū)間中，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的驅(qū)動(dòng)波形如圖2所示。

在場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的占空比小于50%時(shí)，儲(chǔ)能電感L1在場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)能，同時(shí)通過變壓器T1對(duì)電容C1充電，儲(chǔ)能電感L1在場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2關(guān)閉時(shí)沒有能量釋放回路，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的電壓會(huì)快速上升，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1電壓上升到二極管D5、D6，場(chǎng)效應(yīng)管V1導(dǎo)通，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V2電壓上升到二極管D7、D8的鉗位值時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V2導(dǎo)通，使場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的開關(guān)尖峰控制在鉗位值附近，保護(hù)了場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2，儲(chǔ)能電感L1的電流逐漸減少。

圖3為電路啟動(dòng)過程中，場(chǎng)效應(yīng)管V1驅(qū)動(dòng)波形和場(chǎng)效應(yīng)管V1開關(guān)波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；可以看出，上臂鉗位電路2將場(chǎng)效應(yīng)管V1的最高電壓、下臂鉗位電路4將場(chǎng)效應(yīng)管V2的最高電壓均鉗在設(shè)定的電壓值上，保證了場(chǎng)效應(yīng)管V1的安全使用。

同理，下臂鉗位電路4將場(chǎng)效應(yīng)管V2的最高電壓均鉗在設(shè)定的電壓值上，保證了場(chǎng)效應(yīng)管V2的安全使用。

當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2占空比逐漸增加時(shí)，輸出電壓V0逐漸增加，直到場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2占空比大于50%，輸出電壓V0穩(wěn)定，完成了電路的啟動(dòng)過程。

b）正常工作狀態(tài)

正常工作時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2驅(qū)動(dòng)波形如圖4所示，此時(shí)驅(qū)動(dòng)波形的占空比大于50%，在工作期間內(nèi)，必然有場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通。

當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2都導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電感L1儲(chǔ)能，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2任一斷開時(shí)，儲(chǔ)能電感L1能量通過變壓器T1向初級(jí)傳輸，完成功率變換。

圖5為電路正常工作時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1驅(qū)動(dòng)波形和場(chǎng)效應(yīng)管V1開關(guān)波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；而場(chǎng)效應(yīng)管V2驅(qū)動(dòng)波形和場(chǎng)效應(yīng)管V1開關(guān)波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖同理?？梢钥闯觯娐氛９ぷ鳡顟B(tài)時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的電壓由電路設(shè)計(jì)決定，在場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2關(guān)斷瞬間，由于電路漏感造成的開關(guān)尖峰由鉗位電路限幅，保證了電路安全，同時(shí)可以取消一般電路所需的RCD吸收網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。