一种压力控制通断的推挽变换器的制造方法
【专利说明】-种压力控制通断的推挽变换器 【技术领域】
[0001] 本发明设及一种直流变流器，尤其是一种压力控制通断的推挽式直流变流器。 【【背景技术】】
[000引由于开关电源相对于传统线性电源具有高效率、小体积、高可靠性等优点，越来越 广泛的被应用于计算机、通讯、电力、家电、仪器和航空航天等领域。当由铅酸电池供电的开 关电源和逆变器，如何使其效率更高、体积更小和能量密度高，如今用的最多拓扑结构是采 用推挽电路拓扑，其特点是采用高频变压器，使开关电源体积小和功率密度高；同时此类拓 扑适合低压和大电流的应用场合，因此在不间断电源和正弦波逆变器等电源系统前级中得 到广泛的应用。该类电源系统输出的电压和电流稳定性很大程度上取决于前级输出高压的 稳定性，无论是电压单环控制还是电压电流双闭环控制，其基础均是电压反馈控制，输出电 压通过光禪反馈电路将其反馈到前端控制器中，增加了系统的复杂性，降低了反馈的动态 性能导致不能精确控制（如图1所示）。
[0003] 移动制冷装置如车载空调、车载冰箱等因为车载电池的供电稳定性不足，导致开 关电源工作效率不稳定，为提高开关电源的工作效率，在开关电源处设置压力控制器，根据 探头探测制冷装置的工作状态，对开关电源进行控制，提高工作效率，同时减少能耗。 【
【发明内容】
】
[0004] 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，提供一种新 的推挽变换器，其采样不依赖光禪等附加采样措施，可W降低系统成本，提高反馈的动态性 能进而实现精确的PWM控制。
[0005] 输入电源处设有压力控制装置，所述压力控制装置连接压力探测器，通过反馈控 制电路通断。
[0006] 输入电源Uin可W是交直变换得到的直流电压也可W是蓄电池、铅酸电池等直流 电压形式，开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将直流电压变换为交流方波电 压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，隔离变压 器的原边绕组应数为N1，副边绕组应数为N2,两个开关器件交替导通，在开关器件闭合的 区间内，如当开关器件S1导通时，二极管D1承受正压而导通，而D2由于反向偏置而截至， 开关器件S2导通时，D2导通，D1截至。而在开关器件闭合区间内，储能电感L两端的电压 为：
[0007]
[000引在两个开关器件同时关断的时候，电感电流平均分配到隔离变压器副边的两个 绕组中，此时储能电感L两端的电压为：
[0009] UL=-UD-U〇ut似
[0010] 其中，Ud为整流二极管D1、D2的电压降，U为输出电压；
[0011] 假设与储能电感L禪合的辅助线圈Lau的变比为a，辅助绕组的电压为测量电压 Udet，UL=aUdet那么，输出电压可W表示为
[0012] 开关管开通期间
[001引开关管关断期间；Uwt= -U厂aUdet;
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效包括；
[0015] 本发明提供的推挽变换器，通过直接检测储能电感L的实时电压，并根据变压器 固有参数、输入电压和开关管是否导通即可确定输出电压的变化情况。该推挽变换器采样 不依赖光禪等附加采样措施，可W降低系统成本，提高反馈的动态性能进而实现精确的PWM 控制；同时通过对其连接设备的压力探头探测的结果，通过压力控制器使其更好地进行精 确控制，从而减少能耗，增加功率。 【【附图说明】】
[0016] 图1 ;现有推挽变换器的电路控制图；
[0017] 图2 ;本发明的推挽变换器电路结构图；
[001引图3 ;模拟电路实现的输出电压计算方式图。 【【具体实施方式】】
[0019] 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。
[0020] 由图2可知，该推挽变换器的包括输入电源化n，两个开关器件S1、S2,隔离变压器 T，整流二极管D1、D2,储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L禪合的辅助线圈Lau， PWM控制器和输出电压计算器。
[0021] 输入电源处设有压力控制装置，所述压力控制装置连接压力探测器，通过反馈控 制电路通断，其中压力探测器可W选用现有任意型号压力他测器，安装于车载制冷装置的 压缩机或者冷却剂容箱底部，用于探测冷却剂容量，控制电路通断。
[0022] 输入电源Uin可W是交直变换得到的直流电压也可W是蓄电池、铅酸电池等直流 电压形式，开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将直流电压变换为交流方波电 压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，隔离变压 器的原边绕组应数为N1，副边绕组应数为N2,两个开关管交替导通，在开关元件闭合的区 间内，如当开关管S1导通时，二极管D1承受正压而导通，而D2由于反向偏置而截至，开关 管S2导通时，D2导通，D1截至。而在开关元件闭合区间内，根据基尔霍夫电压定律可W确 定储能电感L两端的电压为；
[0023]
[0024] 在两个开关管同时关断的时候，电感电流平均分配到隔离变压器副边的两个绕 组中，此时储能电感L两端的电压为：
[002引UL=-UD-U0ut似
[0026] 其中，Ud为整流二极管D1、D2的电压降，U"t为输出电压；
[0027] 假设与储能电感L禪合的辅助线圈Lau的变比为a，辅助绕组的电压为测量电压 Udet，则，Ul= 〇Udet，那么，输出电压可推导为：
[002引开关管开通期间：
[0029] 开关管关断期间；Uwt= -U厂aUdet;
[0030] 因此，通过直接检测储能电感L的实时电压，并根据变压器固有参数、输入电压和 开关管是否导通即可确定输出电压的变化情况。
[0031] 而上述关系可W直接在PWM控制器中利用现有技术的数字编程实现，也可W通 过模拟电路的方式实现，如使用减法器、加法器；在使用模拟电路时候，减法器是否使用 可W由一个单刀双掷开关来进行控制，单刀双掷开关的控制与开关管的控制脉冲相 同，在开关管导通期间使用该电平，在开关管截至期间减法器的正输入端直接接地，如图3所示。由于计算得出的U"t将含有高次谐波，通过低通滤波器将高次谐波滤除后，即可得到 实时准确的输出电压，再送入PWM控制器中进行常规的PWM驱动控制，可W实现电压闭环控 制或者电压电流双闭环控制。
[0032] 采样带上述控制器的推挽变换器，其采样不依赖光禪等附加采样措施，可W降低 系统成本，提高反馈的动态性能进而实现精确的PWM控制。
[0033] 最后应当说明的是；W上实施例仅用W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W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. 一种压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：包括输入电源Uin，两个开关器件 S1、S2,隔离变压器T，整流二极管D1、D2,储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦 合的辅助线圈Lau，PWM控制器和输出电压计算器，开关器件Sl、S2由PWM控制器驱动进行 开关动作，将输入电源的直流电压变换为交流方波电压加在隔离变压器T的原边，在隔离 变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，两个开关器件交替导通，在开关元件闭合的区 间内，当开关管Sl导通时，二极管Dl承受正压而导通，而二极管D2由于反向偏置而截至， 当开关管S2导通时，二极管D2导通，二极管Dl截至；输出电压计算器根据辅助线圈Lau 的测量电压Udet、隔离变压器T的原边绕组匝数N1、副边绕组匝数N2、输入电压Uin、二极管 D1、D2管压降、开关器件导通时间以及储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比α来确定输 出电压的实时输出值Uout，PWM控制器根据该实时输出值产生PWM驱动信号来控制开关器 件SI、S2的导通或关断； 所述输入电源处设有压力控制装置，所述压力控制装置连接压力探测器，通过反馈控 制电路通断。2. 根据权利要求1所述的压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：所述实时输出值 Uout的计算公式为： 开关管开通期间开关管关断期间：Uwt= -Ud-a Udet; 其中，Ud为二极管D1、D2的管压降，U 为辅助线圈Lau的测量电压。3. 根据权利要求2所述的压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：所述实时输出值 Uout的计算为数字编程实现或者通过模拟电路的方式实现。4. 根据权利要求3所述的压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：该通过模拟电路 实现实时输出值Uout的计算中，模拟电路为减法器，减法器的其中一个输入采用单刀双掷 来实现与参考地之间的切换，其切换频率与开关器件的导通频率一致。5. 根据权利要求3所述的压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：所述实时输出值 Uout的经计算后通过低通滤波器将高次谐波滤除，将滤波后的电压发送至PWM控制器。6. 根据权利要求1所述的压力控制通断的推挽变换器，其特征在于：所述压力探测器 可以使用现有任意类型的压力探测器进行监测。
【专利摘要】本发明公布了一种压力控制通断的推挽变换器，包括输入电源Uin，输入电源处设有压力控制装置，压力控制装置连接压力探测器，通过反馈控制电路通断，两个开关器件S1、S2，隔离变压器T，整流二极管D1、D2，储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦合的辅助线圈Lau，PWM控制器和输出电压计算器，输出电压计算器根据辅助线圈Lau的测量电压Udet、隔离变压器T的原边绕组匝数N1、副边绕组匝数N2、输入电压Uin、二极管D1、D2管压降、开关器件导通时间以及储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比α来确定输出电压的实时输出值Uout，PWM控制器根据该实时输出值产生PWM驱动信号来控制开关器件S1、S2的导通或关断。
【IPC分类】H02M3/337
【公开号】CN104901552
【申请号】CN201510279843
【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9月9日
【申请日】2015年5月27日