改进型Zeta升降压直流斩波器的制作方法

本实用新型涉及电力电子变换基础电路，特别是电力电子教科书上升降直流斩波器。

背景技术：

电力力子枝术教科书上直流斩波器主要有六个电路，它们都是外国人命名，或外国发明人姓氏命名的，美国加州理工学院slobodancuk提出的对buck/boost改进的单管不隔离直流斩波器，在输入输出段均有电感，可以显著减小输入和输出电流的脉动，就命名为cuk电路，入编在世界教科书上，显示美国加州理工学院和美国人对世界电力电子科学的贡献。发明人发现zeta升降直流斩波器存在着所有向负载传送的电能都必需通过电容的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型是对zeta升降直流斩波器的改进，用高频变压器初次级绕组电感和电容同时给负载传送电能的升降直流斩波器，有望收录在教科书zeta升降直流斩波器之后的升降直流斩波器——gong′szeta升降直流斩波器，显示中国人21世纪对世界电力电子科学的贡献。

本实用新型的改进型zeta升降直流斩波器，它由直流电源e、负载rl、电容c、二极管d、高频变压器t、直流开关管v及其控制电路组成，有2个直流输入端(2、1)与直流电源e连接，2个直流输出端(3、1)与负载rl连接，其特征在于：高频压器t是1个高漏磁激磁的高变压器，有初级绕w1和次级绕组w2，初级绕组w1中的漏磁激磁能量通过电容c传送给负载rl，第一直流输入端(2)与电源e正端、开关v正端连接，开关v负端(4)与初级绕组w1一端、电容c1一端连接，电容c另一端(5)与次级绕组w2一端、二极管d阴极连接，第一直流输出端(3)与负载rl一端、次级绕组w2另一端、电容c2一端连接，第二直输出端(1)与第二直流输入端、电源负端、负载rl另一端、初级绕组w1另一端、电容c2另一端连接。

附图说明

附图1是电力电子教科书上zeta升降直流斩波器。

附图2是改进型cuk升降直流斩波器——gong′szeta升降直流斩波器。

其中：e直流电源，rl是负载，l1和l2是电感，c是电容，d是二极管，v是三极管，t是漏磁激磁高频变压器，w1和w2是t的初级和次级绕组。

具体实施方式

附图1所示的是电力电子教科书上zeta升降直流斩波器，它的缺陷是所有向负载传送的电能都必需通过电容。

附图2是改进型zeta升降直流斩波器——gong′szeta升降直流斩波器，它由直流电源e、负载rl、电容c、二极管d、高频变压器t、直流开关管v及其控制电路组成。高频压器t是1个高漏磁或高激磁直流变压器，有初级绕w1和次级绕组w2，初级绕组w1中的电流能量一部通过次级绕组w2传送给负载rl，另一部分通过zeta升降直流斩波器传送给负载rl，此时，高频变压器t的初、次级绕组w1、w2就相当于附图1中电感l1、l2。

本实用新型的gong′szeta升降直流斩波器工作原理如下：

a)在直流开关管v通期间，电源e经开关v给t初级绕组w1充电储能的同时次级绕组w2感应电压通过二极管d向负载rl供电，电容c2充电。

b)在直流开关管v断期间，初级绕组w1的自感电势通过二极管d向电容c1快速转移能量，电容c1充电为零之前电容c2向负载rl供电，电容c1充电电流为零后电容c1上电压通过w1、w2向负载供电，c2前段充电，后段放电。

由此可见，改进型zeta升降降压直流斩波器——gong′szeta升降直流斩波器，是用漏感高频变压器和电容同时传送能量，与教科上zeta升降直流斩波器传送方式不相同。输出谐波也比zeta升降电路低。

本实用新型的改进型zeta升降降压直流斩波器——gong′szeta升降直流斩波器输入输出电压极性相同，而改进型cuk升降降压直流斩波器——gong′scuk升降直流斩波器输入输出极性相反。

美闺加州理工学院cuk提出对buck/boost改进电路，命名为cuk电路，入编在电力电子教科书第3章buckboost电路之后。同样，本发明对zeta升压直流斩波器的改进电路，可命名为gong′s-czeta升降直流斩波器，也可将它入编在电力电子教科书笫3章zeta电路之后，记载中国人在电力电子教科书直流斩波器占有重要的一个电路，为世界电力电子科学所做出的科学贡献。

技术特征：

1.改进型zeta升降直流斩波器，它由直流电源e、负载rl、电容c1和c2、二极管d、高频变压器t、直流开关管v及其控制电路组成，有2个直流输入端与直流电源e连接，2个直流输出端与负载rl连接，其特征在于：高频压器t是1个高漏磁激磁变压器，有初级绕w1和次级绕组w2，初级绕组w1中的激磁电流能量通过电容c传送给负载rl，第一直流输入端(2)与电源e正端、开关v正端连接，开关v负端(4)与初级绕组w1一端、电容c1一端连接，电容c另一端(5)与次级绕组w2一端、二极管d阴极连接，第一直流输出端(3)与负载rl一端、次级绕组w2另一端、电容c2一端连接，第二直输出端(1)与第二直流输入端、电源负端、负载rl另一端、初级绕组w1另一端、电容c2另一端连接。

2.依据权利要求1所述的改进型zeta升降直流斩波器，其特征在于：高频变压器t的初、次级绕组w1、w2替代了zrta电路中的电感l1和l2，t初级绕组w1的漏磁激磁能量通过c电容传送给负载rl。

技术总结
本实用新型属于电力电子科学领城内的DC/DC变换器，本设计的改进型Zeta升降直流斩波器，它由直流电源E、负载RL、电容C、二极管D、高频变压器T、直流开关管V及其控制电路组成，其特征在于：高频压器T是1个高漏磁激磁的高变压器，有初级绕W1和次级绕组W2，初级绕组W1中的漏磁激磁能量通过电容C传送给负载RL，它是继将Cuk升降直流斩波器改进为Gong′sCuk升降电路之后的同一设计人又一设计。中国人为世界直流斩波器中增添1个Gong′s降压器、1个Gong′s升压器、2个反极性升压器和2个升降器，有望入编在直流斩波器教科书中，成为中国对电力电子科学贡献的重要标志。

技术研发人员：龚秋声
受保护的技术使用者：龚秋声
技术研发日：2020.04.06
技术公布日：2021.04.09