一种温控非隔离谐振变换器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于电能变换领域，特别涉及一种应用于输入为新能源的温控非隔离谐振变换器。
【【背景技术】】
[0002]高频高效高功率密度是开关电源的发展趋势，谐振变换器凭借其软开关特性和良好的EMI表现，成为新能源电能变换技术领域研宄的热点。
[0003]随着新能源技术不断被应用于制冷、航天、计算机、通信等技术领域，为保证工作环境的稳定，通过对开关电源等工作环境温度的监测来调整电路的通断，也成为保证运行状态的安全，增加工作效率的方法之一。
[0004]目前常见的谐振变换器，都是基于隔离式变压器制成，可配合参考图1所示，其均为利用隔离式变压器连接而成的谐振半桥变换器，具体来说，当副边同名端电压为正时，变压器绕组通过副边连接的电容C和二极管Dl给负载供电，电容C具有抬压的作用；当副边同名端电压为负时，二极管Dl截止，二极管D2导通，此时给电容C充电。由于隔离式变压器是由两个绕组构成，导致谐振变换器的体积较大，损耗较高，有待改进。
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【发明内容】
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[0005]本发明所要解决的技术问题，是针对前述【背景技术】中的缺陷和不足，提供一种非隔离式谐振变换器，其体积小，损耗低，功率密度高。
[0006]其拓扑结构为:输入电源Uin连接温控开关K，温控开关K连接输入电容Cin的一端、电感LI的异名端，电感LI的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感LI的同名端，另一端通过电阻R8接地。
[0007]开关管S的驱动电路具体结构与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为:稳压管Zl的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容Cl与稳压管Zl并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Ql的基极；晶体管Ql的发射极连接输入电压，晶体管Ql基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Ql集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感LI的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻Rl的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关S的一端，其中晶体管Ql、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效包括:
[0009]本发明提出的谐振变换器，利用电感、电容构成的谐振电路做能量交换使用，其拓扑仅使用一级变换电路，克服传统谐振电路的不足，电路拓扑简化，且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响，而且此拓扑与传统谐振变换器相比在同等工作条件下开关器件功率要小，效率要高，成本较低；同时通过温控对电路本身的工作状态进行精确调整，保证
【【附图说明】】
[0010]图1:现有谐振半桥变换器的电路连接示意图；
[0011]图2:本发明的温控非隔离谐振变换器的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0012]为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施过程对本发明作进一步的详细说明。
[0013]本发明的一种非隔离谐振变换器，通过温控开关K控制非隔离谐振变换器，对开关电源的功率进彳丁提尚。
[0014]由图2可知，本发明的温控非隔离谐振变换器包括输入电压Uin、电感L1、电容C、电感L2以及开关管S及其驱动电路构成，电感L1、电感L2为耦合型电感。
[0015]结合附图2对本发明的结构作详细说明，具体连接关系为:输入电源Uin连接温控开关K，温控开关K连接输入电容Cin的一端、、电感LI的异名端，电感LI的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感LI的同名端，另一端通过电阻R8接地。
[0016]开关管S的驱动电路具体结构与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为:稳压管Zl的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容Cl与稳压管Zl并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Ql的基极；晶体管Ql的发射极连接输入电压，晶体管Ql基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Ql集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感LI的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻Rl的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关S的一端，其中晶体管Q1、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。通过上述驱动电路，由晶体管Q1、Q2、Q3及其外围电路控制开关管S的导通和关断，当开关S导通时候，电感LI储能，电容C和电感L2释放能量，当开关S关断时候，电感L1、电容C、电感L2构成谐振电路，当流过二极管D的谐振电流变为O时，控制开关管再次导通，形成周期性的导通和关断。
[0017]开关管S为MOSFET或者IGBT等功率半导体器件。
[0018]输入电源为蓄电池、燃料电池或光伏电池等。
[0019]该谐振电路采用一级变换结构，电路拓扑结构简单高效；且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响。
[0020]温控开关K控制电路工作状态，根据所述开关开连接的温控探头的温度反馈，控制谐振电路开启或关断。
[0021]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种温控非隔离谐振变换器，其特征在于:输入电源Uin连接温控开关K，温控开关K连接输入电容Cin的一端、电感LI的异名端，电感LI的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感LI的同名端，另一端通过电阻R8接地；开关管S的驱动电路与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为:稳压管Zl的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容Cl与稳压管Zl并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Ql的基极；晶体管Ql的发射极连接输入电压，晶体管Ql基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Ql集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感LI的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻Rl的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关管S的一端，其中晶体管Ql、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。
2.根据权利要求1所述的温控非隔离谐振变换器，其特征在于:所述电感L1、电感L2为耦合型电感。
3.根据权利要求1所述的温控非隔离谐振变换器，其特征在于:所述的开关管S为IGBT 或 MOSFET。
4.根据权利要求1所述的温控非隔离谐振变换器，其特征在于:所述温控开关K链接温控探头，根据探头反馈的温度情况控制电路通断。
5.根据权利要求1所述的非隔离谐振变换器，其特征在于:所述温控开关K中设置有允许调节启动温度与关断温度的控制器。
【专利摘要】本发明公布了一种温控非隔离谐振变换器。该谐振电路根据温度控制，采用一级变换结构，包括输入输出电路、谐振电路以及开关管驱动电路，其电路拓扑结构简单高效；且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响，可应用于新能源领域。
【IPC分类】H02M3-156
【公开号】CN104821724
【申请号】CN201510279143
【发明人】金涛
【申请人】襄阳精圣科技信息咨询有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月27日