[发明专利]直流升压变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字化高效率直流升压变换装置。

技术背景

随着工业的发展，直-直变换装置的使用场合越来越多，特别是电动车辆、舰船等，都需要将低压蓄电池组、燃料电池等提供的低压直流电变换为高压直流或交流供电设备使用。在这些系统中，有限的电池储能对系统的效率提出了更高的要求。但目前在低压蓄电池供电的直-直变换装置普遍存在以下问题：

1、开关管工作于硬开关状态或半硬开关状态，开关应力大；

2、电路变换效率低，装置效率都在90%左右，损耗大；

3、输出整流管关断尖峰高，所需整流管的耐压高；

4、低压输入侧电流有很大脉动，干扰大；

5、控制电路复杂，所需元件多，可靠性低；

6、无法实现人机交互，灵活性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关管在零电流条件下开通与关断、工作效率高、谐振元件小、整流管的应力小的直流升压变换装置。

为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种直流升压变换装置，其特征在于：

滤波电路的输入接低压蓄电池，输出接缓冲电路和辅助电源；

所述的缓冲电路输出接谐振电路，缓冲电路控制端接控制模块的控制信号；

所述的谐振电路输出接变换电路，控制模块的控制信号接往变换电路；

所述的变换电路的一输出端接电流采样电路，另一端接整流滤波电路，电流采样电路输出端接整流滤波电路；

所述的整流滤波电路与直流输出负载连接；

所述的控制模块与辅助电源、变换电路、电流采样电路、整流滤波电路、通讯模块和直流输出负载连接。

本发明具有以下技术效果：1、本发明是开关管工作在零电流开通和零电流关断条件下，工作效率达95%；2、变压器原边谐振电路工作频率较高，谐振元件小；3、输出整流管几乎没有关断尖峰，整流管的应力极小；4、DSP控制芯片的引入简化控制电路，分立元件少控制灵活，可靠性高；5、前级电感的引入，对输入装置的干扰小。

附图说明

图1本发明的原理框图；

图2是本发明中的主电路的电路原理图；

图3是本发明中的控制原理框图。

具体实施方式

结合图1，滤波电路10的输入接低压蓄电池，输出接缓冲电路20和辅助电源70；

所述的缓冲电路20输出接谐振电路30，缓冲电路20控制端接控制模块80的控制信号；

所述的谐振电路30输出接变换电路40，控制模块80的控制信号接往变换电路40；

所述的变换电路40的一输出端接电流采样电路50，另一端接整流滤波电路60，电流采样电路50输出端接整流滤波电路60；

所述的整流滤波电路60与直流输出负载100连接；

所述的控制模块80与辅助电源70、变换电路40、电流采样电路50、整流滤波电路60、通讯模块90和直流输出负载100连接。

作为主电路核心的变换电路及相关电路的具体实例如图2所示，所述的谐振电路30由输入滤波电容C6、LC谐振电感L1和C7组成。

所述的变换电路40中的L2是变压器T1的寄生漏感，一端接谐振电路的L1和C7，另一端接变压器T1的2脚；MOS管V7的栅极和源极之间接电阻R2，MOS管V7的栅极接控制模块80的G1信号，MOS管V7的漏极接变压器T1的1脚，电容C2是V7管的源漏结电容；MOS管V8的栅极和源极之间接电阻R3，MOS管V8的栅极接控制模块80的G2信号，MOS管V8的漏极接变压器T1的3脚，C3是V8管的源漏结电容，整流滤波电路60输入接变压器T1的4和5脚，经过二极管V1、V2、V3、V4组成的桥式整流，再接电容C4，滤波成直流电压，所述的控制模块80为DSP芯片。

概括地讲，本发明包括推挽软开关的主电路拓扑，数字化DSP采样和处理控制单元，电流电压反馈控制电路，以及提供外部数字通讯的功能。

本发明采用了一种推挽谐振式直-直变换拓扑及其数字控制方法。

本发明的功率开关管在DSP控制下，工作于恒定频率和恒定占空比模式。主电路谐振元件位于推挽电路的输入侧，由前级输入电感、高频电容和高频变压器漏感所构成的谐振电路频率是开关频率的两倍。

主电路即变换电路40的工作原理简述如下：