[发明专利]一种输入并联输出串联的基于推挽拓扑结构的变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种输入并联输出串联的基于推挽拓扑结构的变换器，属于电源控制技术领域。

背景技术

目前对 Buck、 Buck-Boost 型直流变换技术的研究，已取得了显著的研究成果。 Buck 型拓扑本质上属于降压性质的拓扑，特别用来实现中大容量电能的逆变，广泛应用于各工业场合，如不间断电源等；Buck-Boost 型拓扑本质上属于升/降压性质的拓扑，仅适合用来实现小容量电能的逆变。但在一些中、高功率与高电压下场合下，Buck、Buck-Boost型拓扑结构就无法满足要求，特别是一些低压转高压同时需要电压大范围调节的场合。在低压转高压场合，同时需要输出电压可以根据需求进行调节，直流变换器开关管以及变压器将直接承受较大的电流以及电压应力，如果采用Buck、Buck-Boos拓扑结构将增加成本，对期间的选型、变压器温升、变压器体积以及系统的稳定造成一定的影响。在推挽变换器拓扑中变压器具有两个功率管，同时具有变压器磁芯双向激励，磁芯利用率高、开关管电压应力为正激变换器的一半，开关管采用场效应管可以有效减缓因变压器磁饱和而带来的变换器损坏，采用场效应管可以省掉正激变换器的磁复位电路。在低压转高压的场合，同时需要输出电压可以根据需求进行调节的场合，对于传统的推挽变换器，单个变压器将直接限制电压可调节精度以及高压情况下单个变压器的温升以及稳定性将受到影响。

市场上存在的类似于组合式直直变换器，其拓扑结构由多路推挽变换器组成，其原边输入部分并联，开关管相互独立控制，副边串联，再通过整流、滤波输出。这种变换器由于其开关管需要单独控制，需要为每一个开关管增加驱动电路，若有N（N≥2）路推挽电路组合成直直变换器，此时就需要2N块开关管，同时需要增加2N路开关管驱动电路。由于单独一个推挽变换器需要两路相位差为180度的PWW信号进行逻辑控制，这样就会增加控制难度，成本也会大幅上升，不利于市场推广，另外由于开关管存在开关损耗，所以其自身损耗也将成倍增加，导致其效率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种输入并联输出串联的基于推挽拓扑结构的变换器，将2N个开关管用2个开关代替，这样将在同样功率下以及输出电压下成本得到降低，减少开关管的驱动电路，同时减少PWM信号的输出通道数。

为解决上述技术问题，本发明提供一种输入并联输出串联的基于推挽拓扑结构的变换器，包括外部直流电压源、两个功率管、推挽拓扑结构升压电路和整流滤波电路；所述推挽拓扑结构升压电路包括四路推挽变换器，四路推挽变换器的原边的同名端均连接功率管Q1的漏极，原边的异名端均连接功率管Q2的漏极，实现四路推挽变换器的原边的并联；所述四路推挽变换器的副边均连接一路整流滤波电路，四路整流滤波电路的滤波电容相互串联实现四路推挽变换器的副边的串联。

前述的外部直流电压源由直流电源P与输入滤波电容Cin组成，直流电源P的正极连接输入滤波电容Cin的正极，直流电源P的负极连接输入滤波电容Cin的负极。

前述的功率管Q1的源极连接直流电源P的负极，所述功率管Q2的源极连接直流电源P的负极。

前述的四路推挽变压器的第三端口连接至输入滤波电容Cin的正极。

前述的整流滤波电路为桥式整流滤波电路，包括四个二极管，一个滤波电容和一个滤波电感，其中，四个二极管中两两首尾相连后，阴极对接，阳极对接，输出端串联滤波电感和滤波电容。

前述的每个二极管并联一组相串联的电阻和电容。

前述的两个功率管通过两个幅值相等、脉宽可调、相位反向180度的PWM脉冲信号进行驱动。

本发明所达到的有益效果：

本发明将以往多个开关管用2个开关管代替，这样将在同样功率下以及输出电压下成本得到降低，减少开关管的驱动电路，同时减少PWM信号的输出通道数，只需2路相位差为180度的PWM信号，降低电路控制难度。由于只有2个开关管，所以开关管的交流损耗也得到降低，提高变换器的效率。

附图说明

图1为本发明的输入并联输出串联的基于推挽拓扑结构的变换器的电路图；

图2为本发明的变换器功率管Q1导通Q2关断时的稳态电路图；

图3为本发明的变换器功率管Q2导通Q1关断时的稳态电路图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。