一种宽范围输入高效直流-直流变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于直流电压变换技术领域，特别是一种宽范围输入高效直流-直流变换器。
【背景技术】
[0002]随着电力电子工业的进一步发展和对电源产品要求的进一步提高，特别是当今高电压超级电容动力电池与日俱增的应用，对直流电压转换装置提出了更高的要求，例如，在中功率应用场合，往往要求直流-直流变换器能够在200V-700V电压范围内稳定高效的工作。
[0003]目前，普通的PWM型变换器在如此的宽范围的电压输入环境下，其工作有效占空比也将随之变动如此宽的范围。由于较窄的占空比引起大的RMS电流值，高开关损耗以及带来的EMI特性恶化等种种弊端，均是影响宽范围输入条件下单一拓扑无法正常应用的主要因素。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明公开了一种宽范围输入高效直流-直流变换器，在宽输入电压下解决高开关损耗问题，实现高效率传输，同时具有EMI性能好，保护功能齐全等的优点。
[0005]为了实现根据本发明的目的，提供了一种宽范围输入高效直流-直流变换器，包括:
[0006]BOOST交错并联升压电路，其由两个并联设置的BOOST电路组成，所述BOOST交错并联升压电路的输入端与直流电源连接；
[0007]谐振半桥变换电路，其由两个谐振电路组成，两个所述谐振电路的输入端串联设置在所述BOOST交错并联升压电路的输出端之间，每个所述谐振电路引出一个输出端；
[0008]同步整流滤波电路，其由两个并联设置的同步整流网络组成，每一个所述同步整流网络的输入端分别与其中一个所述谐振电路的输出端连接，两个所述同步整流网络的输出端并联作为所述直流-直流变换器的输出端；
[0009]DSP数字控制电路，其分别与所述BOOST交错并联升压电路、谐振半桥变换电路以及同步整流滤波电路连接。
[0010]优选的，所述宽范围输入高效直流-直流变换器还包括直流输入电压滤波电路，其输入端与所述直流电源连接，所述直流输入电压滤波电路的输出端与所述BOOST交错并联升压电路的输入端连接，所述直流输入电压滤波电路为由第一电容Cfl、第二电容Cf2以及第一共模电感Lfl组成的Ji型滤波电路。
[0011]优选的，所述宽范围输入高效直流-直流变换器还包括反接保护电路，其由三条子支路组成，包括第一二极管Da与第一电阻Ra串联组成第一条子支路，第一继电器Sal组成第二条子支路，第一可控硅Sa2组成第三条子支路，每一条支路并联设置在所述直流输入电压滤波电路和所述BOOST交错并联升压电路之间的正极直流传输线路上。
[0012]优选的，第一个所述BOOST电路由第一电感L1、第二极管D1、第一开关管S1、第四电容Cdl、第五电容Cd2组成，第二个所述BOOST电路由第二电感L2、第三二极管D2、第二开关管S2、第四电容Cdl、第五电容Cd2组成，所述第一电感LI与所述第二电感L2的输入端共接，所述第二二极管Dl和所述第三二极管D2的负极共接，所述第四电容Cdl和第五电容Cd2串联设置在所述第二二极管Dl后级的直流传输线路的正负极之间。
[0013]优选的，两个所述谐振电路为LLC谐振半桥变换电路，第一个所述谐振电路包括:
[0014]第三开关管S3和第四开关管S4，其两者串联设置在所述第四电容Cdl的两端；第六电容Crl和第七电容Cr2，其两者串联设置在所述第四电容Cdl的两端；第三电感Lrl和第一变压器Tl原边，其两者串联设置，所述第三电感Lrl的一端连接在所述第三开关管S3和第四开关管S4之间的支路上，所述第三电感Lrl的另一端与所述第一变压器Tl原边的一端连接，其另一端连接在所述第六电容Crl和第七电容Cr2之间的支路上；
[0015]第二个所述谐振电路包括:
[0016]第五开关管S5和第六开关管S6，其两者串联设置在所述第五电容Cd2的两端；第八电容Cr3和第九电容Cr4，其两者串联设置在所述所述第五电容Cd2的两端；第四电感Lr2和第二变压器T2原边，其两者串联设置，所述第四电感Lr2的一端连接在所述第五开关管S5和第六开关管S6之间的支路上，所述第四电感Lr2的另一端与所述第二变压器T2原边的一端连接，其另一端连接在所述第八电容Cr3和第九电容Cr4之间的支路上。
[0017]优选的，第一个所述同步整流网络包括:第一变压器Tl副边、第七开关管S7、第八开关管S8以及第十电容Co ;第二个所述同步整流网络包括:第二变压器T2副边、第九开关管S9、第十开关管SlO以及第十电容Co，第一、第二个所述同步整流网络的连接结构相同，且第一、第二个所述同步整流网络输出端并联。
[0018]优选的，所述第一开关管SI和第二开关管S2工作频率在50KHz?200KHz，所述第一开关管SI与第二开关管S2的导通时序相差180°。
[0019]优选的，所述第三开关管S3与第五开关管S5的导通时序相差90°，所述第四开关管S4与第六开关管S6的导通时序相差90°。
[0020]本发明至少包括以下有益效果:
[0021]1、实现了在宽范围输入电压中的稳定工作，扩大了变换器的应用范围，提高了变换器的利用率；
[0022]2、变换器的中的开关损耗更小；
[0023]3、变换器的EMI性能更佳；
[0024]4、变换器的工作效率更高。
[0025]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的直流-直流变换器的整体结构示意图；
[0027]图2是本发明的具体电路示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0029]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0030]如图1和2所示的是根据本发明的宽范围输入高效直流-直流变换器的一种实现形式，其中包括:
[0031]BOOST交错并联升压电路3，其由两个BOOST电路组成，每个所述BOOST电路的输入端和输出端分别并联设置，所述BOOST交错并联升压电路的输入端与直流电源连接。本实施例中，第一个所述BOOST电路由第一电感L1、第二极管D1、第一开关管S1、第四电容Cdl、第五电容Cd2组成，第一电感L1、第二极管Dl串联在变换器的直流正极上，第一开关管SI 一端连接在第一电感LI和第二极管Dl之间，另一端连接在变换器直流负极上。第二个所述BOOST电路由第二电感L2、第三二极管D2、第二开关管S2、第四电容Cdl、第五电容Cd2组成，其连接结构与第一个所述BOOST电路相同，所述第一电感LI与所述第二电感L2的输入端连接，所述第二二极管Dl和所述第三二极管D2的负极连接，所述第四电容Cdl和第五电容Cd2串联设置在所述第二二极管Dl后级的变换器直流传输线路的正负极之间，作为BOOST交错并联升压电路3的输出端。
[0032]谐振半桥变换电路4，其由两个谐振电路组成，两个所述谐振电路的输入端串联且与所述BOOST交错并联升压电路3的输出端连接，每个所述谐振电路引出一个输出端，也就是两个谐振电路的输入端串联，输出端并联。本实施例中，第一个所述谐振电路为LLC谐振半桥变换电路，包括:第三开关管S3和第四开关管S4,其两者串联设置在所述第四电容Cdl的两端；第六电容Crl和第七电容Cr2，其两者串联设置在所述所述第四电容Cdl的两端，也就是说第四电容Cdl、第三开关管S3和第四开关管S4、第六电容Crl和第七电容Cr2这三条支路是相互并联的；第三电感Lrl和第一变压器Tl原边电感，其两者串联设置，所述第三电感Lrl的一端连接在所述第三开关管S3和第四开关管S4之间的支路上，所述第三电感Lrl的另一端与所述第一变压器Tl原边的一端连接，其另一端连接在所述第六电容Crl和第七电容Cr2之间的支路上，第一变压器Tl原边即为第一个所述谐振电路的输出端。第二个所述谐振电路包括:第五开关管S5和第六开关管S6，其两者串联设置在所述第五电容Cd2的两端；第八电容Cr3和第九电容Cr4，其两者串联设置在所述所述第五电容Cd2的两端；第四电感Lr2和第二变压器T2原边，其两者串联设置，所述第四电感Lr2的一端连接在所述第五开关管S5和第六开关管S6之间的支路上，所述第四电感Lr2的另一端与所述第二变压器T2原边的一端连接，其另一端连接在所述第八电容Cr3和第九电容Cr4之间的支路上。第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6依次串联在变换器直流传输线路的正负极之间，第二变压器T2原边为第二个所述谐振电路的输出端。两个谐振电路输入端串联，输出端并联，提高了谐振半桥变换电路4电压输入能力，同时提高了变化器的变换容量。
[0033]同步整流滤波电路5，其由两个并联设置的同步整流网络组成，每一个所述同步整流网络的输入端与其中一个所述谐振电路的输出端连接，每一个所述同步整流网络的输出端并联作为所述直流-直流变换器的输出端。本实施例中，第一个所述同步整流网络包括:第一变压器Tl副边、第七开关管S7、第八开关管S8以及第十电容Co，第七开关管S7 —端与第一变压器Tl副边的一端连接，第八开关管S8 —端与第一变压器Tl副边的另一端连接，第七开关管S7和第八开关管S8的另一端共接，第一变压器