一种安全稳定的均流均压变换电路的制作方法

1.本实用新型涉及电源变换器技术领域，具体地说，涉及一种安全稳定的均流均压变换电路。


背景技术：

2.电源变换器可以分为直流电源变换器和交流电源变换器两大类，其中直流电源变换器主要是将输入的恒定交流电变换为输出可调的直流电，交流电源变换器，主要是将输入的恒压恒频交流电转换为电压和频率可调的交流输出。
3.目前电动汽车充电器的恒功率输出电压范围越来越宽，一般都是采用输出的串并联来满足250-1000vdc范围内的恒功率输出，但是在一个变换网络中，由于变压器之间初级电感量、漏感等参数不能完全相同，会造成同一个网络中不同变压器输出整流串联时偏压，输出整流并联时偏流的现象，由于在同一个网络中不同变压器之间是串联的关系，控制算法是实现不了串联均压并联均流的，为了能够实现电源输出的均压均流，提出一种安全稳定的均流均压变换电路。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种安全稳定的均流均压变换电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种安全稳定的均流均压变换电路，包括开关单元、转换单元和输出单元，所述开关单元接所述转换单元，所述转换单元接所述输出单元，所述开关单元依据控制信号进行导通及截止，所述转换单元用于获取合适的电压电流，所述输出单元用于输出稳定的电流。
6.作为本技术方案的进一步改进，所述开关单元包括半导体开关器件s1、s2、s3、s4，电容c4、c5、c6、c7、c8，其中，
7.所述半导体开关器件s1的d极接所述电容c4、c5、c6并接所述半导体开关器件s2的d极，所述半导体开关器件s1的s极接所述半导体开关器件s3的d极、所述电容c7并接所述电容c5的另一端；
8.所述半导体开关器件s2的s极接所述半导体开关器件s4的d极、所述电容c8并接所述电容c6的另一端；
9.所述半导体开关器件s3的s极接所述半导体开关器件s4的s极并接所述电容c4另一端、c7另一端、c8另一端。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述转换单元包括电感l1，电容c1，变压器t1、t2，其中，
11.所述变压器t1的主绕组一端接所述电容c1，另一端接所述变压器t2的主绕组，所述变压器t2的主绕组接所述半导体开关器件s4的d极，所述电容c1接所述电感l1，所述电感l1接所述半导体开关器件s1的s极；
12.所述变压器t1的次级绕组a1-1一端接所述变压器t2的次级绕组a2-2，所述变压器t1的次级绕组a1-2一端接所述变压器t2的次级绕组a2-1。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述输出单元包括out1模块和out2模块，所述out1模块包括二极管d1、d2、d3、d4和电容c4，所述out2模块包括二极管d5、d6、d7、d8和电容c3，其中，
14.所述电容c2一端接所述二极管d1、d2，所述电容c2另一端接所述二极管d3、d4，所述二极管d1接所述变压器t1的次级绕组a1-1另一端并接所述二极管d3另一端，所述二极管d2接所述变压器t2的次级绕组a2-2另一端并接所述二极管d4；
15.所述电容c3一端接所述二极管d5、d6，所述电容c3另一端接所述二极管d7、d8，所述二极管d5接所述变压器t1的次级绕组a1-2另一端并接所述二极管d7另一端，所述二极管d6接所述变压器t2的次级绕组a2-1另一端并接所述二极管d8。
16.作为本技术方案的进一步改进，所述转换单元还包括电感l2，所述电感l2的主绕组一端接所述变压器t1的次级绕组a1-2，所述电感l2的主绕组另一端接所述变压器t2的次级绕组的a2-2，所述电感l2的副绕组一端接所述变压器t1的次级绕组a1-1，所述电感l2的副绕组另一端接所述变压器t2的次级绕组a2-2。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
18.该安全稳定的均流均压变换电路中，通过改变变压器的绕制方式和连接方式，实现了串联工作是输出电压均压的问题；切换为并联输出时，通过共模环的均流作用，实现并联工作的输出电流均流的问题。
附图说明
19.图1为本实用新型的充电机输出电路图；
20.图2为本实用新型的拓展电路图一；
21.图3为本实用新型的拓展电路图二；
22.图4为现有电源变换电路图；
23.图5为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例1
26.请参阅图1-图5所示，本实施例提供一种安全稳定的均流均压变换电路，包括开关单元、转换单元和输出单元，开关单元接转换单元，转换单元接输出单元，开关单元依据控制信号进行导通及截止，决定电流是否流过，转换单元用于获取合适的电压电流，输出单元用于输出稳定的电流。
27.开关单元根据相应的控制信号进行导通、截止控制电路中电流的流动，而转换单元通过电感的方式对输入的电压电流进行转换后输出至输出单元，输出单元通过整流滤波
的方式向外输出平滑稳定的电压电流。
28.本实用新型中，为了便于控制电路中电流的流通，开关单元包括半导体开关器件s1、s2、s3、s4，电容c4、c5、c6、c7、c8，其中，
29.半导体开关器件s1的d极接电容c4、c5、c6并接半导体开关器件s2的d极，半导体开关器件s1的s极接半导体开关器件s3的d极、电容c7并接电容c5的另一端；
30.半导体开关器件s2的s极接半导体开关器件s4的d极、电容c8并接电容c6的另一端；
31.半导体开关器件s3的s极接半导体开关器件s4的s极并接电容c4另一端、c7另一端、c8另一端。
32.电路中电容c4为输入滤波电容器，用于滤除交流部分并能够滤除输入电源的纹波，电容c5、c6、c7、c8为辅谐振电容，能够跟随电压改变以及电流改变而逐渐控制电感电压，另外通过半导体开关器件s1、s2、s3、s4的作为导通和截止特性来接通和断开电路的电子开关，由于半导体开关器件本身有漏电流和门限电压，使得其在通断电路时不产生火花。
33.为了便于获取合适的电压电流，转换单元包括电感l1，电容c1，变压器t1、t2，其中，
34.变压器t1的主绕组一端接电容c1，另一端接变压器t2的主绕组，变压器t2的主绕组接半导体开关器件s4的d极，电容c1接电感l1，电感l1接半导体开关器件s1的s极；
35.变压器t1的次级绕组a1-1一端接变压器t2的次级绕组a2-2，变压器t1的次级绕组a1-2一端接变压器t2的次级绕组a2-1。
36.电路中电感l1为谐振电感，电容c1为谐振电容，在串联输出时，变压器t1和变压器t2之间串联工作，变压器t1的次级绕组a1-1、a1-2大于变压器t2的次级绕组a2-1、a2_2，通过变压器t1的次级绕组a1-1和变压器t2的次级绕组a2-2串联以及变压器t1的次级绕组a1-2和变压器t2的次级绕组a-1串联能够达到误差的相互中和。
37.为了输出稳定安全的电流，输出单元包括out1模块和out2模块，out1模块包括二极管d1、d2、d3、d4和电容c4，out2模块包括二极管d5、d6、d7、d8和电容c3，其中，
38.电容c2一端接二极管d1、d2，电容c2另一端接二极管d3、d4，二极管d1接变压器t1的次级绕组a1-1另一端并接二极管d3另一端，二极管d2接变压器t2的次级绕组a2-2另一端并接二极管d4；
39.电容c3一端接二极管d5、d6，电容c3另一端接二极管d7、d8，二极管d5接变压器t1的次级绕组a1-2另一端并接二极管d7另一端，二极管d6接变压器t2的次级绕组a2-1另一端并接二极管d8。
40.电路中电容c2、c3为输出滤波电容器，二极管d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8为半导体高频整流二极管，通过二极管的整流作用和电容的滤波作用，使得转换单元所输出的电源经过整流滤波后产生平滑稳定的电流。
41.为了确保并联工作时所输出电流的均流，转换单元还包括电感l2，电感l2的主绕组一端接变压器t1的次级绕组a1-2，电感l2的主绕组另一端接变压器t2的次级绕组的a2-2，电感l2的副绕组一端接变压器t1的次级绕组a1-1，电感l2的副绕组另一端接变压器t2的次级绕组a2-2。
42.通过添加电感l2作为共模电感，当两路绕组中哪一路的电流大，那一路的阻抗就
变大，抑制电流能力变大，从而使得两路电流基本相等。
43.如图4所示，充电机串联输出时，变压器t1和变压器t1之间串联工作，变压器t1的初级电感量大于变压器t2的初级电感量时，变压器t1的初级分压大于变压器t2的初级分压，导致变压器t1的次级整流电压out1大于变压器t2的次级整流电压out2，工程实际中即使变压器t1与变压器t2的绕制工艺相同，由于器件的离散性，也会导致变压器t1和t2的初级电感量有所不同，一般工程中能控制的误差在5％以内，变压器整流输出时最大会造成out1和out2的输出电压相差10％，输出1000v时，上下路会有100v的输出误差，硬件和软件算法都会很难处理。
44.本实用新型的一种安全稳定的均流均压变换电路，在具体使用时，当充电机串联输出时，变压器t1和变压器t2之间串联工作，变压器t1的初级电感量大于变压器t2的初级电感量时，变压器t1的初级分压大于变压器t2的初级分压，变压器t1的次级绕组a1-1、a1-2大于变压器t2的次级绕组a2-1、a2-2，通过变压器t1的次级绕组a1-1和变压器t2的次级绕组a2-2串联以及变压器t1的次级绕组a1-2和变压器t2的次级绕组a2-1串联达到误差的相互中和，最终输出电压基本相等，当电路中的变压器数量大于2时的拓展电路见图2和图3，都能满足串联均压的输出；当充电机并联输出时，变压器t1的次级绕组a1-1和变压器t2的次级绕组a2-2串联后整流输出，输出电压为out1；变压器t1的次级绕组a1-2和变压器t2的次级绕组a2-1串联后整流输出，输出电压为out2，当变压器t1的次级绕组a1-1和变压器t2的次级绕组a2-2的漏感之和大于变压器t1的次级绕组a1-2和变压器t2的次级绕组a2-1的漏感之和时，out1的输出电流会小于out2，同理，当变压器t1的次级绕组a1-1和变压器t2的次级绕组a2-2的漏感之和小于变压器t1的次级绕组a1-2和变压器t2的次级绕组a2-1的漏感之和时，out1的输出电流会大于out2，加入共模电感l2作为共模环后，两路绕组中哪一路的电流大，那一路的阻抗就变大，抑制电流能力变大，使得两路电流基本相等。
45.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。