专利名称：抽头扼流圈式大升压比交错并联开关变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电压变换器，特别是一种抽头扼流圈式大升压比交错并联DC/DC升压开关变换器。
背景技术：
目前，在各种车辆及小型船舶中，一般均以蓄电池组作为电源(例如12伏或24伏)。随着科技的发展和物质生活水平的提高，各种各样的电气设备进入我们的工作及生活中，如电视机、电冰箱及空调设备等等。各种电气设备一般均以220伏/50HZ交流电源为能源。这样往往要求将12伏或24伏的蓄电池低压直流电压逆变为交流电压，这种直接逆变效率很低，是不经济的。因此一般需将低压直流电压提升至100伏以上的直流电压，也就是首先进行一次DC/DC升压变换，且变换功率也越来越大，已达数千瓦水平。
过去和现在广为使用的非隔离型直流电压升压变换器，一般是采用基本的所谓BOOST电路，其原理电路图如图1所示。图中，B-蓄电池组(一般12伏或24伏)L-升压扼流圈S-升压开关(如大功率MOSFET、IGBT等)D-升压二极管C-滤波电容器Vin-输入低压直流电压Vo-输出高压直流电压M-Vo/Vin为升压比按照理论推导，下面的关系式存在
M＝Vo/Vin＝1/1-Dy(1)式中，Dy＝Ton/Ts称为导通占空比Ton-功率开关器件导通时间Ts-开关周期时间按照有关理论分析得出的结论是Dy不能大于0.88，实践经验发现Dy大于0.8就问题很大了。若将Dy取为0.8，按(1)式计算，最大升压比M也不过是5了，无法满足升压比大于5的要求，这就迫使我们去研究开发大升压比的变换电路。
同时，随着要求变换的功率越来越大，采用图1中的这种方案就变得越困难，甚至是不可能了，这又迫使我们去研究开发并联技术。所谓交错并联已经是现成技术，但是我们仍需研究满足其并联条件并解决一些实践中出现的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种变换功率及升压比均较大的抽头扼流图式交错并联开关变换器。
为了实现本实用新型的目的，拟采取以下技术方案它包括由蓄电池组B、升压开关S、滤波电容器C、升压扼流圈L和升压二极管D构成升压电路，其特征在于升压扼流圈L选用带抽头的扼流圈L1，其抽头是与升压开关S1相连接的带抽头的扼流圈电路；上述带抽头的扼流圈L1组成的电路中，在蓄电池组B和滤波电容器C之间还交错并联有与其完全相同的由扼流圈L2、二极管D2、升压开关S2组成的带抽头的扼流圈电路。
上述的开关S1、S2选用同一功率控制能产生两个互补信号的开关器件。
本实用新型的优点在于其升压比、变换功率及换电流均较大，变换效率较高(可达94％以上)，功率开关器件容易选择，性能价格比较高。
图1是现有的非隔离型升压(BOOST)变换器的电路原理图。
图2是带抽头扼流圈的大升压比升压DC/DC变换器的电路原理图。
图3是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
图3所公开的电路即为本实用新型的一个实施例。若按图1所示的现有基本电路是无法满足这种大升压比的要求的，这就迫使我们去研究开发具有大升压比的变换电路。经过研究发现，采用带抽头的升压扼流圈就能解决这个问题(见图2)，改变抽头扼流圈的匝比可任意改变升压比值，它也就成了我们解决实际问题的核心技术。
图2与图1的电路相比较，唯一不同的就是扼流圈L，图2中的扼流圈是带抽头的，抽头后将线圈分为W1和W2两部分，一部分是W1匝，另一部分是W2匝。
通过理论分析，得出升压比与导通占空比Dy的关系式为M＝Vo/Vin＝1+(W2/W1)Dy/1-Dy(2)(2)式与上述(1)式相比较，(2)式的分子中增加了(W2/W1)Dy一项，就是因为有了它，改变W2/W1的比值，就可以得任意高的升压比。
这里举一特例说明，假定Dy＝0.5，并取W2/W1的比值为2，按(1)式计算得升压比M＝2，按(2)式计算得M＝4，不同的匝比就得到不同的升压比值M，这样，我们就能满足用户提出的任何升压比要求。
为了满足用户提出的制造低压(12伏直流电压)大电流(100A-300A)大升压比(10以上)DC/DC升压变换器的要求，仅采用带抽头扼流圈的方案是不够的，那只能解决大升压比问题，只有在上述方案的基础上再加上采用交错并联技术才能完整地解决问题。
交错并联方案的原理电路如图3所示。
图3中，升压扼流圈L选用带抽头的扼流圈L1，其抽头是与升压开关S1相连接的带抽头的扼流圈电路；该带抽头的扼流圈L1组成的电路中，在蓄电池组B和滤波电容器C之间交错并联有与其完全相同的扼流圈L2、二极管D2、升压开关S2组成的带抽头的扼流圈电路。
上述的升压开关S1、S2选用同一功率控制能产生两互补信号的开关器件。
显然，图3电路是由两个完全相同的图2电路并联连接而成的，只是公用了输入电源和输出滤波电容C。
S1和S2也是采用相同的功率控制开关器件(如MOSFET或IGBT等)，所不的是开关的控制信号是互补的，它们分别由一个公共控制组件产生的两个互补的控制信号控制的。
为了只使用一个公共的控制电路，S1和S2的导通占空比Dy＜0.5。如果要求Dy＞0.5，则必须采用附加措施和电路才能做到。
权利要求1.一种抽头扼流圈式大升压比交错并联开关变换器，包括由蓄电池组B、升压开关S、滤波电容器C、升压扼流圈L和升压二极管D构成的升压电路，其特征在于升压扼流圈L选用带抽头的扼流圈L1，其抽头是与升压开关S1相连接的带抽头的扼流圈电路；上述带抽头的扼流圈L1组成的电路中，在蓄电池组B和滤波电容器C之间交错并联有与其完全相同的由扼流图L2、二极管D2、升压开关S2组成的带抽头的扼流圈电路。
2.按权利要求1所述的抽头扼流圈式大升压比交错并联开关变换器，其特征在于上述的升压开关S1、S2选用同一功率控制能产生两个互补信号的开关器件。
专利摘要一种抽头扼流圈式大升压比交错并联开关变换器，主要解决目前的变换器所变换的功率及升压比均较小等问题。它的主要技术方案是在变换电路中选用带抽头的扼流圈和应用交错并联技术。这样，通过改变抽头扼流圈的匝比即可任意改变升压比，它的变换功率、效率、电流均较大。
文档编号H02M3/04GK2728092SQ20042006484
公开日2005年9月21日 申请日期2004年6月1日 优先权日2004年6月1日
发明者胡守约, 李明仕 申请人:武汉玉星电子有限责任公司