[发明专利]直流变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流变换装置，尤其是应用在电流共振电源中，能够在全桥的工作方式和半桥的工作方式之间进行切换的直流变换装置。

背景技术

共振电源一般可以分为全桥型共振电源和半桥型共振电源。一般情况下，在输入电压低的情况下，多采用全桥型共振电源，而当输入电压高的情况下，多采用半桥型共振电源。具体而言，例如，在世界范围内，常用的交流电压有100V和240V两种。在交流电压为100V的情况下，常用全桥型共振电源。在交流电压为240V的情况下，常用半桥型共振电源。为了满足上述两种电压的需要，现有技术存在能够工作在半桥方式和全桥方式的共振电源，并且可以根据输入电压的高低，在半桥方式和全桥方式间进行切换，从而选择工作在与输入电压相适应的工作方式(如现有技术1-平3-289354、现有技术2-特开2006-238569)。

上述现有技术的共振电源中，首先，对输入的直流电压进行检测，该直流电源的电压一般是将交流电压进行整流后得到的直流电压。当该输入直流电压超过基准电压时，执行如下切换控制：将全桥电路的一侧臂的两个开关单元的一个完全闭合、另一个开关完全断开。通过这种切换控制，来实现从全桥方式向半桥方式的切换。反之，当输入的直流电压低于基准电压时，取消对上述两个开关单元的控制，从而从半桥方式恢复到全桥方式。上述的切换控制可以使用继电器或开关(如现有技术1)、或者使用比较器和逻辑电路(如现有技术2)来实现。

但是，当现有技术的切换方式应用在半波电流共振方式中时，将会产生如下缺陷：共振电容器的电压发生急剧的变化、并产生共振偏离等运行不正常的情况。

例如，将全桥方式和半桥方式进行比较，如下：

半桥方式的情况：VCri(h)＝V1×TQ2/T；

全桥方式的情况：VCri(F)＝V1×(TQ1-TQ2)/T。

其中，V1为直流电源Vi的电压；VCri(h)为半桥方式下的共振电容器Cri的电压；VCri(F)为全桥方式下的共振电容器Cri的电压；TQ1为在共振电源的一个开关周期内，第一开关单元Q1的闭合时间；TQ2为在一个开关周期内，第二开关单元Q2的闭合时间。

由此可见，当从半桥方式切换到全桥方式时，VCri的电压将会产生如下的差分：VCri(h)-VCri(F)＝Vi×(2TQ2-TQ1)/T，从而导致共振电容器Cri的电压VCri急剧的变化。由于VCri的急剧变化会对输出电压和共振条件造成影响，因此，会导致不稳定或共振偏离等运行不正常的情况。

另外，在采用相同的占空比的情况下，半桥方式和全桥方式的输出电压相等的条件为：

即Vo(h)＝Vo(F)的条件为TQ2＝2TQ1；其中，Vo(h)为半桥方式下的输出电压，Vo(F)为全桥方式下的输出电压。

共振电容器的电压VCri相等的条件为：

即VCri(h)＝VCri(F)的条件为2TQ2＝TQ1。

由此可见，如果要实现平滑地切换，需要进行进行瞬时的占空比切换控制，以使得从TQ2＝2TQ1变为2TQ2＝TQ1，并且为了适用该条件，还限定了切换的输入电压，所以控制难度极大。如图1所示，按照现有技术的方式，进行快速的切换，产生了如下的运行不正常的情况：共振电容器Cri的电压发生了急剧的变化，产生了共振偏离情况，并且还存在能量无法传输到二次侧的情况。

发明内容

本发明提供一种直流变化装置，可以根据输入电压的变化，平缓地进行全桥方式与半桥方式之间的切换。

本发明提供一种直流变化装置包括：

第一串联电路，与直流电源并联，包括以串联方式连接的第一开关单元和第二开关单元；

第二串联电路，与所述直流电源并联，包括以串联方式连接的第三开关单元和第四开关单元；

第三串联电路，连接在所述第一开关单元和所述第二开关单元的连接点、和所述第三开关单元和所述第四开关单元的连接点之间，包括以串联方式连接的共振电容器、共振电抗器和变压器的一次线圈；

在所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元上分别并联有第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，该并联方式为所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管的阴极分别连接在所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元的主电极的正极侧；

整流平滑电路，用于对所述变压器的二次线圈的电压进行半波整流平滑的处理；