直流变换电路的制作方法

文档序号:32844251发布日期:2023-01-06 21:54阅读:22来源:国知局
直流变换电路的制作方法

1.本技术涉及电子电路技术领域,具体涉及一种直流变换电路。


背景技术:

2.在直流-直流(direct current-direct current,dc-dc)电路等直流变换电路中,一般采用移相全桥dc-dc电路,其控制方法为单移相控制。在单移相控制时,如果工作在高电压、大电流场合,在工作时移相电感、低压侧开关管的电压应力较高。


技术实现要素:

3.本技术实施例提供一种直流变换电路,可以降低开关管的电压应力。
4.本技术实施例的第一方面提供了一种直流变换电路,包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感和变压器;
5.所述第一电容的第一端连接所述第一开关管的第一端和所述第三电容的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第二电容的第一端和所述第二开关管的第一端,所述第二电容的第二端连接所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端连接所述变压器的第一线圈的第一端,所述第一线圈的第二端连接所述第三电容的第二端和所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第二开关管的第二端和所述第一电容的第二端;
6.所述第七电容的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述第五电容的第一端,所述第五电容的第二端连接所述变压器的第二线圈的第一端和所述第六电容的第一端,所述第二线圈的第二端连接所述第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,所述第四开关管的第二端连接所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端。
7.本技术实施例的第二方面提供了一种直流变换电路,包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感和变压器;
8.所述第一电容的第一端连接所述第一开关管的第一端和所述第三电容的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端和所述变压器的第一线圈的第一端,所述第一线圈的第二端连接所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端连接所述第二电容的第一端,所述第二电容的第二端连接所述第三电容的第二端和所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第二开关管的第二端和所述第一电容的第二端;
9.所述第七电容的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述第五电容的第一端,所述第五电容的第二端连接所述变压器的第二线圈的第一端和所述第六电容的第一端,所述第二线圈的第二端连接所述第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,所述第四开关管的第二端连接所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端。
10.本技术实施例的第三方面提供了一种直流变换电路,包括第一电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管
和变压器;
11.所述第一电容的第一端连接所述第一开关管的第一端和所述第三电容的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端和所述变压器的第一线圈的第一端,所述第一线圈的第二端连接所述第三电容的第二端和所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第二开关管的第二端和所述第一电容的第二端;
12.所述第七电容的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述第五电容的第一端,所述第五电容的第二端连接所述变压器的第二线圈的第一端和所述第六电容的第一端,所述第二线圈的第二端连接所述第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,所述第四开关管的第二端连接所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端。
13.本技术实施例的第四方面提供了一种直流变换电路,包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和变压器;
14.所述第一电容的第一端连接所述第一开关管的第一端和所述第三电容的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第二电容的第一端和所述第二开关管的第一端,所述第二电容的第二端连接所述变压器的第一线圈的第一端,所述第一线圈的第二端连接所述第三电容的第二端和所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第二开关管的第二端和所述第一电容的第二端;
15.所述第七电容的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述第五电容的第一端,所述第五电容的第二端连接所述变压器的第二线圈的第一端和所述第六电容的第一端,所述第二线圈的第二端连接所述第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,所述第四开关管的第二端连接所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端。
16.本技术实施例的第五方面提供了一种直流变换电路,包括第一电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感和变压器;
17.所述第一电容的第一端连接所述第一开关管的第一端和所述第三电容的第一端,所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端和所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端连接所述变压器的第一线圈的第一端,所述第一线圈的第二端连接所述第三电容的第二端和所述第四电容的第一端,所述第四电容的第二端连接所述第二开关管的第二端和所述第一电容的第二端;
18.所述第七电容的第一端连接所述第三开关管的第一端和所述第五电容的第一端,所述第五电容的第二端连接所述变压器的第二线圈的第一端和所述第六电容的第一端,所述第二线圈的第二端连接所述第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,所述第四开关管的第二端连接所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端。
19.可选的,所述第三电容的电容值与所述第四电容的电容值相同,所述第五电容的电容值与所述第六电容的电容值相同。
20.可选的,所述第三电容包括n个串联的子电容,所述第四电容包括m个串联的子电容,n为大于或等于2的整数,m为大于或等于2的整数;所述第五电容包括p个串联的子电容,所述第六电容包括q个串联的子电容,p为大于或等于2的整数,q为大于或等于2的整数。
21.可选的,所述n个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同,所述m个串联的
子电容中任意两个子电容的电容值相同;所述p个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同,所述q个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同。可选的,所述直流变换电路还包括第二电感,所述第二电感的第一端连接所述第七电容的第一端。
22.可选的,所述第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间加载第一直流电压,所述第七电容的第一端和所述第七电容的第二端之间加载第二直流电压,所述第一直流电压的电压值和所述第二直流电压的电压值不同。
23.可选的,所述第一开关管的控制端加载第一脉冲宽度调制pwm信号,所述第二开关管的控制端加载第二pwm信号,所述第三开关管的控制端加载第三pwm信号,所述第四开关管的控制端加载第四pwm信号。
24.可选的,在所述第一直流电压的电压值大于所述第二直流电压的电压值的情况下,所述第三pwm信号的波形相位角滞后于所述第一pwm信号的波形相位角,所述第四pwm信号的波形相位角滞后于所述第二pwm信号的波形相位角;所述直流变换电路的能量从所述第一线圈侧传递至所述第二线圈侧。
25.可选的,在所述第一开关管导通并且所述第二开关管关断的情况下,所述第一电感的第一端和所述第一线圈的第二端之间的电压的绝对值为所述第一直流电压的一半;
26.在所述第一开关管关断之后并且所述第二开关管导通之前的时间段内,所述第一电感的第一端和所述第一线圈的第二端之间的电压为零;
27.在所述第二开关管导通并且所述第一开关管关断的情况下,所述第一电感的第一端和所述第一线圈的第二端之间的电压的绝对值为所述第一直流电压的一半;
28.在所述第二开关管关断之后并且所述第一开关管导通之前的时间段内,所述第一电感的第一端和所述第一线圈的第二端之间的电压为零。
29.可选的,在所述第二直流电压的电压值大于所述第一直流电压的电压值的情况下,所述第一pwm信号的波形相位角滞后于所述第三pwm信号的波形相位角,所述第二pwm信号的波形相位角滞后于所述第四pwm信号的波形相位角;所述直流变换电路的能量从所述第二线圈侧传递至所述第一线圈侧。
30.可选的,在所述第三开关管导通并且所述第四开关管关断的情况下,所述第二线圈的第一端和所述第二线圈的第二端之间的电压的绝对值为所述第二直流电压的一半;
31.在所述第三开关管关断之后并且所述第四开关管导通之前的时间段内,所述第二线圈的第一端和所述第二线圈的第二端之间的电压为零;
32.在所述第四开关管导通并且所述第三开关管关断的情况下,所述第二线圈的第一端和所述第二线圈的第二端之间的电压的绝对值为所述第二直流电压的一半;
33.在所述第四开关管关断之后并且所述第三开关管导通之前的时间段内,所述第二线圈的第一端和所述第二线圈的第二端之间的电压为零。
34.可选的,所述第一pwm信号的占空比与所述第二pwm信号的占空比均为50%,所述第一pwm信号与所述第二pwm信号互补;
35.所述第三pwm信号的占空比与所述第四pwm信号的占空比均为50%,所述第三pwm信号与所述第四pwm信号互补。
36.本技术实施例的直流变换电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感
和变压器;第一电容的第一端连接第一开关管的第一端和第三电容的第一端,第一开关管的第二端连接第二电容的第一端和第二开关管的第一端,第二电容的第二端连接第一电感的第一端,第一电感的第二端连接变压器的第一线圈的第一端,第一线圈的第二端连接第三电容的第二端和第四电容的第一端,第四电容的第二端连接第二开关管的第二端和第一电容的第二端;第七电容的第一端连接第三开关管的第一端和第五电容的第一端,第五电容的第二端连接变压器的第二线圈的第一端和第六电容的第一端,第二线圈的第二端连接第三开关管的第二端和第四开关管的第一端,第四开关管的第二端连接第六电容的第二端和第七电容的第二端。本技术实施例的直流变换电路与移相全桥dc-dc电路相比,将移相全桥dc-dc电路原本的开关管通过第三电容、第四电容、第五电容、第六电容进行替代,在该直流变换电路工作时,如果第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管中任意一个开关管关断时,会与第三电容、第四电容、第五电容、第六电容中的其中一个进行分压,从而降低开关管承受的电压应力。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本技术实施例提供的一种直流变换电路的结构示意图;
39.图2是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
40.图3是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
41.图4是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
42.图5是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
43.图6是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
44.图7是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
45.图8是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图;
46.图9是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。
具体实施方式
47.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
48.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。
49.在本技术中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以
包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本技术所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
50.请参阅图1,图1是本技术实施例提供的一种直流变换电路的结构示意图。如图1所示,该直流变换电路100包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3、第四开关管q4、第一电感l1和变压器t;
51.所述第一电容c1的第一端连接所述第一开关管q1的第一端和所述第三电容c3的第一端,所述第一开关管q1的第二端连接所述第二电容c2的第一端和所述第二开关管q2的第一端,所述第二电容c2的第二端连接所述第一电感l1的第一端,所述第一电感l1的第二端连接所述变压器t的第一线圈a1的第一端,所述第一线圈a1的第二端连接所述第三电容c3的第二端和所述第四电容c4的第一端,所述第四电容c4的第二端连接所述第二开关管q2的第二端和所述第一电容c1的第二端;
52.所述第七电容c7的第一端连接所述第三开关管q3的第一端和所述第五电容c5的第一端,所述第五电容c5的第二端连接所述变压器t的第二线圈a2的第一端和所述第六电容c6的第一端,所述第二线圈a2的第二端连接所述第三开关管q3的第二端和第四开关管q4的第一端,所述第四开关管q4的第二端连接所述第六电容c6的第二端和所述第七电容c7的第二端。
53.其中,该直流变换电路100可以是直流-直流(direct current-direct current,dc-dc)电路,可以实现直流电压之间的转换。当第一电容c1两端的电压作为该直流变换电路100的输入电压的情况下,第一电容c1为输入电容,第七电容c7作为输出电容。当第七电容c7两端的电压作为该直流变换电路100的输入电压的情况下,第七电容c7作为输入电容,第一电容c1为输出电容。
54.第二电容c2为隔直电容,防止该直流变换电路100在工作中变压器t偏磁,进而使直流母线电压偏向于某一侧,导致q1或者q2电压过高损坏。
55.第一电感l1为移相电感,t为变压器,在该直流变换电路100工作中传输系统能量。
56.当第一电容c1两端的电压作为该直流变换电路100的输入电压的情况下,第一电容c1为直流母线的支撑电容,可以防止该直流变换电路100的输入电压发生突变。
57.当第一电容c1两端的电压大于第七电容c7两端的电压时,第一开关管q1和第二开关管q2为高压侧开关管,q1和q2构成高压侧的超前桥臂。第三电容c3和第四电容c4为高压侧支撑电容,在该直流变换电路100工作时提供支撑电流。第五电容c5和第六电容c6为低压侧支撑电容,在该直流变换电路100工作时提供支撑电流。第三开关管q3和第四开关管q4为低压侧开关管,q3和q4构成低压侧滞后桥臂。
58.本技术实施例的开关管可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet),简称mos管。mos管可以包括nmos管或pmos管。mos管的第一端可以是mos管的源极或漏极,mos管的第二端可以是mos管的漏极或源极。mos管的控制端可以是mos管的栅极。
59.当第一电容c1两端的电压大于第七电容c7两端的电压时,第一线圈可以是变压器t的初级线圈,第二线圈可以是变压器t的次级线圈。
60.当第一电容c1两端的电压小于第七电容c7两端的电压时,第一线圈可以是变压器t的次级线圈,第二线圈可以是变压器t的初级线圈。
61.请参阅图2,图2是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。该直流变换电路为移相全桥dc-dc电路。
62.图1的直流变换电路与图2的移相全桥dc-dc电路相比,将移相全桥dc-dc电路原本的开关管(q5、q6、q7、q8)通过第三电容、第四电容、第五电容、第六电容进行替代,在该直流变换电路工作时,如果第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管中任意一个开关管关断时,会与第三电容、第四电容、第五电容、第六电容中的其中一个进行分压,从而降低开关管承受的电压应力。
63.可选的,所述第一电容c1的第一端和所述第一电容c1的第二端之间加载第一直流电压,所述第七电容c7的第一端和所述第七电容c7的第二端之间加载第二直流电压,所述第一直流电压的电压值和所述第二直流电压的电压值不同。
64.本技术实施例中,当第一电容c1两端的电压作为该直流变换电路100的输入电压的情况下,第一直流电压为该直流变换电路100的输入电压,第二直流电压为该直流变换电路100的输出电压(如图1所示的uo)。
65.当第七电容c7两端的电压作为该直流变换电路100的输入电压的情况下,第一直流电压为该直流变换电路100的输出电压,第二直流电压为该直流变换电路100的输入电压。
66.可选的,所述第一开关管q1的控制端加载第一脉冲宽度调制pwm信号,所述第二开关管q2的控制端加载第二pwm信号,所述第三开关管q3的控制端加载第三pwm信号,所述第四开关管q4的控制端加载第四pwm信号。
67.本技术实施例中,可以通过脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)信号来控制第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4的导通或者关断。
68.可选的,在所述第一直流电压的电压值大于所述第二直流电压的电压值的情况下,所述第三pwm信号的波形相位角滞后于所述第一pwm信号的波形相位角,所述第四pwm信号的波形相位角滞后于所述第二pwm信号的波形相位角;所述直流变换电路的能量从所述第一线圈a1侧传递至所述第二线圈a2侧。
69.本技术实施例中,第一直流电压为高压侧电压,第二直流电压为低压侧电压。如图1所示,hdc+为第一直流电压的正极,hdc-为第一直流电压的负极。ldc+为第二直流电压的正极,ldc-为第二直流电压的负极。
70.可选的,在所述第一开关管q1导通并且所述第二开关管q2关断的情况下,所述第一电感l1的第一端和所述第一线圈a1的第二端之间的电压的绝对值为所述第一直流电压的一半;
71.在所述第一开关管q1关断之后并且所述第二开关管q2导通之前的时间段内,所述第一电感l1的第一端和所述第一线圈a1的第二端之间的电压为零;
72.在所述第二开关管q2导通并且所述第一开关管q1关断的情况下,所述第一电感l1的第一端和所述第一线圈a1的第二端之间的电压的绝对值为所述第一直流电压的一半;
73.在所述第二开关管q2关断之后并且所述第一开关管q1导通之前的时间段内,所述第一电感l1的第一端和所述第一线圈a1的第二端之间的电压为零。
74.本技术实施例中,直流变换电路100的能量从所述第一线圈a1侧传递至所述第二线圈a2侧。
75.直流变换电路100在工作时,如果第一开关管q1与第二开关管q2以50%占空比互补开通,第三开关管q3与第四开关管q4以50%占空比互补开通,通过移动q3、q4相对于q1的相位角度,实现对输出电压的控制。假设在开始时,q1先开通,q2后开通,q3、q4作为移相开关器件,以能量由高压侧(第一电容c1侧)到低压侧(第七电容c7侧)作为分析,具体工作流程如下:
76.1、在q1导通的时刻,高压侧电流经过q1、c2、l1、t、c4,回到负极,此时电容c2充电,c1放电,变压器t两端电压uab(如图1所示,即:第一电感l1的第一端和第一线圈a1的第二端之间的电压)为第一直流电压的一半,当q3、q4的pwm信号的波形相位角滞后于q1时,能量由高压侧传到低压侧;
77.2、在q1关断之后、q2开通之前的时间段内,电流经过c2、l1、t、c4、q2的体二极管进行续流,变压器t两端电压uab(如图1所示,即:第一电感l1的第一端和第一线圈a1的第二端之间的电压)为0,当q3、q4的pwm信号的波形相位角滞后于q1时,能量继续由高压侧传到低压侧;
78.3、在q2开通,q1关断后,高压侧电流经过c3、t、l1、c2、q2,回到负极,此时电容c1充电,c2放电,变压器t两端电压uab(如图1所示,即:第一电感l1的第一端和第一线圈a1的第二端之间的电压)为第一直流电压的一半,当q3、q4的pwm信号的波形相位角滞后于q1时,能量由高压侧传到低压侧;
79.4、在q2关断之后、q1开通之前的时间段内,电流经过t、l1、c2、q1的体二极管进行续流,变压器两端电压uab(如图1所示,即:第一电感l1的第一端和第一线圈a1的第二端之间的电压)为0,当q3、q4的pwm信号的波形相位角滞后于q1时,能量继续由高压侧传到低压侧。
80.经过以上四个步骤,完成一个周期的工作,实现能量由高压侧到低压侧的传输。
81.工作时,由于有第三电容c3和第四电容c4的存在,如果第三电容c3和第四电容c4的电容值相同,电容c3和电容c4各自分走直流母线一半电压。uab两端的电压为直流母线电压(第一直流电压)的一半,q1、q2在一个周期内分别承受直流母线电压的一半,所以高压侧电压应力为全桥拓扑的一半,电压应力下降一半,电流应力也会随着电压应力的下降降为全桥的一半,同理低压侧的q3和q4也是一样的。具体的,在q1导通,q2关断时,uab两端和c4两端的电压等于直流母线电压,所以uab为直流母线的电压的一半。q1关断,q2导通时,uab和c3两端的电压等于直流母线电压,所以uab为直流母线的电压的一半。在q1关断并且q2关断时,uab两端的电压为0,q1两端的电压相当于c3两端的电压,为直流母线的电压的一半,q2两端的电压相当于c4两端的电压,为直流母线的电压的一半。
82.基于以上特性,该直流变换电路100的拓扑可以使用在直流母线电压1200v以上,电流较大的场合,并且控制方式简单,成本低、易于实现。
83.可选的,在所述第二直流电压的电压值大于所述第一直流电压的电压值的情况下,所述第一pwm信号的波形相位角滞后于所述第三pwm信号的波形相位角,所述第二pwm信号的波形相位角滞后于所述第四pwm信号的波形相位角;所述直流变换电路的能量从所述第二线圈a2侧传递至所述第一线圈a1侧。
84.可选的,在所述第三开关管q3导通并且所述第四开关管q4关断的情况下,所述第二线圈a2的第一端和所述第二线圈a2的第二端之间的电压的绝对值为所述第二直流电压的一半;
85.在所述第三开关管q3关断之后并且所述第四开关管q4导通之前的时间段内,所述第二线圈a2的第一端和所述第二线圈a2的第二端之间的电压为零;
86.在所述第四开关管q4导通并且所述第三开关管q3关断的情况下,所述第二线圈a2的第一端和所述第二线圈a2的第二端之间的电压的绝对值为所述第二直流电压的一半;
87.在所述第四开关管q4关断之后并且所述第三开关管q3导通之前的时间段内,所述第二线圈a2的第一端和所述第二线圈a2的第二端之间的电压为零。
88.本技术实施例中,直流变换电路100的能量从所述第二线圈a2侧传递至所述第一线圈a1侧。
89.直流变换电路100在工作时,如果第一开关管q1与第二开关管q2以50%占空比互补开通,第三开关管q3与第四开关管q4以50%占空比互补开通,通过移动q1、q2相对于q3的相位角度,实现对输出电压的控制。假设在开始时,q3先开通,q4后开通,q1、q2作为移相开关器件,以能量由高压侧(第七电容c7侧)到低压侧(第一电容c1侧)作为分析,具体工作流程如下:
90.1、在q3导通的时刻,高压侧电流经过q3、t、c6,回到负极,此时c7放电,变压器t两端电压ucd(如图1所示,即:第二线圈a2的第一端和第二线圈a2的第二端之间的电压)为第二直流电压的一半,当q1、q2的pwm信号的波形相位角滞后于q3时,能量由高压侧传到低压侧;
91.2、在q3关断之后、q4开通之前的时间段内,电流经过t、c6、q4的体二极管进行续流,变压器t两端电压ucd(如图1所示,即:第二线圈a2的第一端和第二线圈a2的第二端之间的电压)为0,当q1、q2的pwm信号的波形相位角滞后于q3时,能量继续由高压侧传到低压侧;
92.3、在q4开通,q3关断后,高压侧电流经过c5、t、q4,回到负极,此时电容c7充电,变压器t两端电压ucd(如图1所示,即:第二线圈a2的第一端和第二线圈a2的第二端之间的电压)为第二直流电压的一半,当q1、q2的pwm信号的波形相位角滞后于q3时,能量由高压侧传到低压侧;
93.4、在q2关断之后、q1开通之前的时间段内,电流经过t、c5、q3的体二极管进行续流,变压器两端电压ucd(如图1所示,即:第二线圈a2的第一端和第二线圈a2的第二端之间的电压)为0,当q1、q2的pwm信号的波形相位角滞后于q3时,能量继续由高压侧传到低压侧。
94.经过以上四个步骤,完成一个周期的工作,实现能量由高压侧到低压侧的传输。
95.工作时,由于有第五电容c5和第六电容c6的存在,ucd两端的电压为直流母线电压(第二直流电压)的一半,q3、q4在一个周期内分别承受直流母线电压的一半,所以高压侧电压应力为全桥拓扑的一半,电压应力下降一半,电流应力也会随着电压应力的下降降为全桥的一半,同理低压侧的q1和q2也是一样的。
96.基于以上特性,该直流变换电路100的拓扑可以使用在直流母线电压1200v以上,电流较大的场合,并且控制方式简单,成本低、易于实现。
97.可选的,所述第一pwm信号的占空比与所述第二pwm信号的占空比均为50%,所述第一pwm信号与所述第二pwm信号互补;
98.所述第三pwm信号的占空比与所述第四pwm信号的占空比均为50%,所述第三pwm信号与所述第四pwm信号互补。
99.可选的,所述第三电容c3和所述第四电容c4的容值相等,所述第五电容c5和所述第六电容c6的容值相等。
100.本技术实施例中,第三电容c3和第四电容c4的容值相等,可以让第三电容c3和第四电容c4分别承受直流母线电压的一半,使得q1、q2在一个周期内分别承受直流母线电压的一半,从而降低q1、q2的电压应力。
101.第五电容c5和第六电容c6的容值相等,可以让第五电容c5和第六电容c6分别承受直流母线电压的一半,使得q3、q4在一个周期内分别承受直流母线电压的一半,从而降低q3、q4的电压应力。
102.可选的,请参阅图3,图3是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。图3是在图1的基础上进一步优化得到的,如图3所示,所述第三电容c3包括n个串联的子电容(c31、c32、

c3n),所述第四电容c4包括m个串联的子电容(c41、c42、

c4m),所述第五电容c5包括p个串联的子电容(c51、c52、

c5p),所述第六电容c6包括q个串联的子电容(c61、c62、

c6q)。
103.其中,每个电容由多个子电容串联,可以进一步降低每个子电容上的电压应力,可以在高压场景(比如,在大于1000v以上的用电场景下)下采用耐压能力较小的电容,节约成本。
104.可选的,所述n个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同,所述m个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同;所述p个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同,所述q个串联的子电容中任意两个子电容的电容值相同。
105.其中,每个子电容大小相同,使得每个子电容上的分压相同,不会有某一个子电容上的电压过大或者过小,可以在高压场景下采用耐压能力较小的子电容,节约成本。
106.可选的,请参阅图4,图4是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。如图4所示,该直流变换电路100包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3、第四开关管q4、第一电感l1和变压器t;
107.所述第一电容c1的第一端连接所述第一开关管q1的第一端和所述第三电容c3的第一端,所述第一开关管q1的第二端连接所述第二开关管q2的第一端和所述变压器t的第一线圈a1的第一端,所述第一线圈a1的第二端连接所述第一电感l1的第一端,所述第一电感l1的第二端连接所述第二电容c2的第一端,所述第二电容c2的第二端连接所述第三电容c3的第二端和所述第四电容c4的第一端,所述第四电容c4的第二端连接所述第二开关管q2的第二端和所述第一电容c1的第二端;
108.所述第七电容c7的第一端连接所述第三开关管q3的第一端和所述第五电容c5的第一端,所述第五电容c5的第二端连接所述变压器t的第二线圈a2的第一端和所述第六电容c6的第一端,所述第二线圈a2的第二端连接所述第三开关管q3的第二端和第四开关管q4的第一端,所述第四开关管q4的第二端连接所述第六电容c6的第二端和所述第七电容c7的第二端。
109.图4与图1的电路结构类似,其电路原理参见图1相关的描述,此次不再赘述。
110.可选的,请参阅图5,图5是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。如图5所示,该直流变换电路100在图1的基础上,减少了第一电感和第二电容。
111.可选的,请参阅图6,图6是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。如图6所示,该直流变换电路100在图1的基础上,减少了第一电感。
112.可选的,请参阅图7,图7是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。如图7所示,该直流变换电路100在图1的基础上,减少了第二电容。
113.可选的,请参阅图8和图9,图8是本技术实施例提供的另一种直流变换电路的结构示意图。图8是在图1的基础上进一步得到的。如图8所示,直流变换电路100还包括第二电感l2,所述第二电感l2的第一端连接所述第七电容c7的第一端。图9是在图4的基础上进一步得到的。如图9所示,直流变换电路100还包括第二电感l2,所述第二电感l2的第一端连接所述第七电容c7的第一端。
114.其中,第二电感l2为输出滤波电感,滤掉直流变换电路100工作过程中输出的高频纹波。
115.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
116.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
117.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
118.以上对本技术实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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