全電壓系列它激式純dc/dc變換器的製作方法

2023-05-27 19:45:26 2

專利名稱：全電壓系列它激式純dc/dc變換器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源變換器技術領域，尤其是一種DC/DC變換器。
目前國內外DC/DC變換器主要有兩種自激式和它激式。日本幾家大公司生產的AC/DC變換器大都採用先把交流電通過變壓器降壓整流給主DC/DC變換器供電，主DC/DC變換器才能工作。國內一些廠家生產的同類產品也大都沿用此法。但在純DC/DC變換器中由於沒有交流電可供變壓整流，因而它激式DC/DC變換器的輔助電源的設計便得很困難，特別是主電源電壓超過500V時。在低電壓區一般廠家大都利用大功率電阻降壓，然後用穩壓管穩壓的辦法向主DC/DC變換器供電。另外也有採用輔助單管DC/DC變換器向主DC/DC變換器供電的方法。這兩種方式儘管各有各的優缺點，在低電壓區由於主電源電壓低，電阻上的功耗也不大，輔助單管DC/DC變換器尚能挺得過去，這個矛盾並不突出。可是一旦主電源電壓超過500V時，再用電阻降壓或用單管輔助DC/DC顯然是不適宜的。所以國內一些生產500V以上的DC/DC變換器的廠家大都採用自激式，這種自激式的DC/DC變換器為了獲得穩定的低壓直流，先把高壓直流通過自激振蕩電路變成低壓直流，整流後得到不穩定的低壓直流，再通過調寬電路或斬波電路，最後才能獲得穩定的低壓直流，這樣反反覆覆地交變直，直變交，不僅層次多，線路複雜，故障率高，整個效率也大打折扣。
針對上述情況，本實用新型提出一種全電壓它激式純DC/DC變換器，具有線路簡潔，效率高的特點。
本實用新型全電壓系列它激式純DC/DC變換器，由主變換電路和輔助激勵電路組成，其特徵在於，主變換電路主要包括一個或多個串聯或並聯的雙半橋電路，雙半橋電路由開關管Q1、Q2與變壓器T1、電容器C3、C4組成，輔助激勵電路由電池組BT1、以TL-494穩壓集成塊為核心的PG-8模塊電路組成，雙半橋電路中的開關管柵極受PG-8模塊電路控制。
本實用新型電路簡潔，由於不需要多次轉換，效率得到提高，且適用於任意電壓等級。


圖1為本實用新型實施例的主電路圖，圖2為本實用新型實施例的輔助電源PG-8模塊電路圖。
以下結合附圖和實施例說明本實用新型的工作原理和工作過程。當主電源得電後，PG-8模塊電路的R5、R4就有電流通過，它經R3分壓後得到一個合適電壓為電容C3經Q2(npn)的基極、射極到地充電，Q2得到足夠的偏飽和導通，Q2導通後，Q1(pnp)的基極由高電位變為低電位也飽和導通，於是由電池組BT1(實施例中由3節3.6V鎳鉻電池組成)通過插頭P1到Q2發射極、集電極再通過二極體D3向模塊供電，以集成電路TL-494為核心的模塊得電工作，整個DC/DC電路也開始工作，輸出端穩定地輸出24V直流電源，與此同時C1上的充電電流逐漸停止，Q2失去正偏退出飽和區，變導通為截止，Q1的極基電位也由低變高，變導通為截止狀態，電池組BT1退出供電狀態。DC/DC變換器正常工作後模塊由三端穩壓集成塊7815供電，與此同時15V電源通過電阻R1、發光二極體D2向電池組BT1充電，整個啟動過程也告結束。由於DC/DC變換器用作井下電機車電源時，電機車具有移動性，主電源隨時都可能斷開又閉合，為此又設計了電容C1的放電迴路，當電源斷開的瞬間電容C1通過電阻R3、二極體D4迅速放電，主電源閉合後電路又重複上述啟動過程，整個電路又正常工作。本實用新型DC/DC變換器適用的電壓高低只與電路中有多少只半橋電路以及它們是否串並聯有關，而與啟動電源電路無關。實施例輔助電源無功損耗僅為(24-15)V×100mA，約等於1W，相當於其它線路的幾分之一到幾十分之一。本線路的特點不僅僅在啟動電路上，主DC/DC變換電路也有創新為了增加產品在高電壓下使用的可靠性和功率，本實用新型一改以往的單半橋電路為雙半橋電路，並且把各半橋的初級線圈並繞在變壓器T1上(同理也可以設計成三半橋、四半橋以用在更高的電壓上)，這樣一方面可以絕對保證兩線圈電感量的一致，另一方面也可以保證大功率開關管出力平衡，所以不論電源處於什麼狀態下(空載、滿載、超載甚至短路)半橋的中點電位始終保持不變(並聯為二分之一，串聯為四分之一)，這樣既降低了對大功率開關管的參數要求，又保證其正常使用。由於上述原因，本實用新型可以做成任意電壓等級的(實施例為400～1000V)。實施例中包括了軟啟動、穩壓以及橋式激勵電路，同時也包括空載、超載、短路等保護電路。
權利要求1.全電壓系列它激式純DC/DC變換器，由主變換電路和輔助激勵電路組成，其特徵在於，主變換電路主要包括一個或多個串聯或並聯的雙半橋電路，雙半橋電路由開關管Q1、Q2與變壓器T1、電容器C3、C4組成，輔助激勵電路由電池組BT1、以TL-494穩壓集成塊為核心的PG-8模塊電路組成，雙半橋電路中的開關管柵極受PG-8模塊電路控制。
2.根據權利要求1所述的全電壓系列它激式純DC/DC變換器，其特徵在於，主變換電路中各半橋電路的初級線圈並繞在變壓器T1上。
專利摘要本實用新型屬於一種DC/DC變換器,由主變換電路和輔助激勵電路組成,其特徵在於,主變換電路主要包括一個或多個串聯或並聯的雙半橋電路,雙半橋電路由開關管Q1、Q2與變壓器T1、電容器C3、C4組成,輔助激勵電路由電池組BT1、以TL—494穩壓集成塊為核心的PG—8模塊電路組成,雙半橋電路中的開關管柵極受PG—8模塊電路控制。本實用新型電路簡潔,效率高,適用於任意電壓等級。
文檔編號H02M3/22GK2458816SQ0120340
公開日2001年11月7日 申請日期2001年1月8日 優先權日2001年1月8日
發明者程大鵬, 程長信 申請人:程大鵬