專利名稱：直流升壓變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化高效率直流升壓變換裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，直-直變換裝置的使用場(chǎng)合越來越多，特別是電動(dòng)車輛、艦船等，都需要將低壓蓄電池組、燃料電池等提供的低壓直流電變換為高壓直流或交流供電設(shè)備使用。在這些系統(tǒng)中，有限的電池儲(chǔ)能對(duì)系統(tǒng)的效率提出了更高的要求。但目前在低壓蓄電池供電的直-直變換裝置普遍存在以下問題I、開關(guān)管工作于硬開關(guān)狀態(tài)或半硬開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)應(yīng)力大；2、電路變換效率低，裝置效率都在90%左右，損耗大；3、輸出整流管關(guān)斷尖峰高，所需整流管的耐壓高；4、低壓輸入側(cè)電流有很大脈動(dòng)，干擾大；5、控制電路復(fù)雜，所需元件多，可靠性低；6、無法實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，靈活性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種開關(guān)管在零電流條件下開通與關(guān)斷、工作效率高、諧振元件小、整流管的應(yīng)力小的直流升壓變換裝置。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種直流升壓變換裝置，其特征在于濾波電路的輸入接低壓蓄電池，輸出接緩沖電路和輔助電源；所述的緩沖電路輸出接諧振電路，緩沖電路控制端接控制模塊的控制信號(hào)；所述的諧振電路輸出接變換電路，控制模塊的控制信號(hào)接往變換電路；所述的變換電路的一輸出端接電流采樣電路，另一端接整流濾波電路，電流采樣電路輸出端接整流濾波電路；所述的整流濾波電路與直流輸出負(fù)載連接；所述的控制模塊與輔助電源、變換電路、電流采樣電路、整流濾波電路、通訊模塊和直流輸出負(fù)載連接。本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果1、本實(shí)用新型是開關(guān)管工作在零電流開通和零電流關(guān)斷條件下，工作效率達(dá)95% ;2、變壓器原邊諧振電路工作頻率較高，諧振元件小；3、輸出整流管幾乎沒有關(guān)斷尖峰，整流管的應(yīng)力極??；4、DSP控制芯片的引入簡(jiǎn)化控制電路，分立元件少控制靈活，可靠性高；5、前級(jí)電感的引入，對(duì)輸入裝置的干擾小。

圖I本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型中的主電路的電路原理圖；[0021]圖3是本實(shí)用新型中的控制原理框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖I，濾波電路10的輸入接低壓蓄電池，輸出接緩沖電路20和輔助電源70 ；所述的緩沖電路20輸出接諧振電路30，緩沖電路20控制端接控制模塊80的控制
信號(hào);所述的諧振電路30輸出接變換電路40，控制模塊80的控制信號(hào)接往變換電路40 ；所述的變換電路40的一輸出端接電流采樣電路50，另一端接整流濾波電路60，電流采樣電路50輸出端接整流濾波電路60 ；所述的整流濾波電路60與直流輸出負(fù)載100連接；所述的控制模塊80與輔助電源70、變換電路40、電流采樣電路50、整流濾波電路60、通訊模塊90和直流輸出負(fù)載100連接。作為主電路核心的變換電路及相關(guān)電路的具體實(shí)例如圖2所示，所述的諧振電路30由輸入濾波電容C6、LC諧振電感LI和C7組成。所述的變換電路40中的L2是變壓器Tl的寄生漏感，一端接諧振電路的LI和C7，另一端接變壓器Tl的2腳；M0S管V7的柵極和源極之間接電阻R2，MOS管V7的柵極接控制模塊80的Gl信號(hào)，MOS管V7的漏極接變壓器Tl的I腳，電容C2是V7管的源漏結(jié)電容；MOS管V8的柵極和源極之間接電阻R3，MOS管V8的柵極接控制模塊80的G2信號(hào)，MOS管V8的漏極接變壓器Tl的3腳，C3是V8管的源漏結(jié)電容，整流濾波電路60輸入接變壓器Tl的4和5腳，經(jīng)過二極管VI、V2、V3、V4組成的橋式整流，再接電容C4，濾波成直流電壓，所述的控制模塊80為DSP芯片。概括地講，本實(shí)用新型包括推挽軟開關(guān)的主電路拓?fù)?，?shù)字化DSP采樣和處理控制單元，電流電壓反饋控制電路，以及提供外部數(shù)字通訊的功能。本實(shí)用新型采用了一種推挽諧振式直-直變換拓?fù)浼捌鋽?shù)字控制方法。本實(shí)用新型的功率開關(guān)管在DSP控制下，工作于恒定頻率和恒定占空比模式。主電路諧振元件位于推挽電路的輸入側(cè)，由前級(jí)輸入電感、高頻電容和高頻變壓器漏感所構(gòu)成的諧振電路頻率是開關(guān)頻率的兩倍。主電路即變換電路40的工作原理簡(jiǎn)述如下在輸入電感LI電流不可突變和高頻變壓器次級(jí)反向續(xù)流的作用下，MOS管V7和V8在零電流和較低的開通電壓下開通；M0S管開通后高頻電容C7和變壓器的漏感L2進(jìn)入諧振狀態(tài)，在MOS管的電流諧振到過零時(shí)關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷。由于MOS管的開通和關(guān)斷均為零電流，電路效率較高。又由于諧振電路工作頻率較高，允許較小的諧振元件。MOS管工作于零電流條件，在變壓器磁化電流變換和內(nèi)部源漏結(jié)電容C2、C3的緩沖吸收效應(yīng)下，輸出整流管VI、V2、V3、V4幾乎沒有關(guān)斷尖峰，整流管的應(yīng)力極小。結(jié)合圖3，DC/DC升壓控制模塊80采用Freescale 56F8037 DSP芯片，由其產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的PWM輸出——PWMO和PWMl。DC/DC控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出的電壓和電流，因?yàn)橹绷鬏斎腚妷旱淖兓敵鲭妷阂搽S之上升或下降，若裝置的輸出電壓達(dá)到設(shè)定的上限電壓時(shí)，DSP將關(guān)斷至少兩個(gè)PWM周期輸出，使輸出穩(wěn)定在所需的電壓值。PWM關(guān)斷和開通都在一個(gè)周期開始處，這樣可以保證功率開關(guān)管在開通和關(guān)斷時(shí)刻，諧振電路電流是過零的，降低功率管的功率損耗和電流電壓沖擊。DSP控制芯片81的引入使控制外圍電路大大簡(jiǎn)化，分立元件少。輸入電壓采樣電路51采樣了電池的輸入電壓并處理后接入DSP控制芯片81的AD采樣口；輸出電壓采樣電路51采樣了升壓變換裝置的輸出電壓并處理后接入DSP控制芯片81的AD采樣口 ；輸出電流采樣電路53采樣了升壓變換裝置的輸出電流并處理后接入DSP控制芯片81的AD采樣口 ；峰值電流采樣電路54采樣了升壓變換裝置MOS管的峰值電流，并與設(shè)定的電流比較，將比較后的信號(hào)送入DSP控制芯片81 ；DSP控制芯片81根據(jù)上述4路采樣信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)I和驅(qū)動(dòng)2 ;通訊模塊接入DSP控制芯片81將電源的工作狀態(tài)送出。 ·
權(quán)利要求1.一種直流升壓變換裝置，其特征在于 濾波電路(10)的輸入接低壓蓄電池，輸出接緩沖電路(20)和輔助電源(70)； 所述的緩沖電路(20)輸出接諧振電路(30)，緩沖電路(20)控制端接控制模塊(80)的控制信號(hào)； 所述的諧振電路(30)輸出接變換電路(40)，控制模塊(80)的控制信號(hào)接往變換電路(40)； 所述的變換電路(40 )的一輸出端接電流采樣電路(50 )，另一端接整流濾波電路(60 )，電流采樣電路(50)輸出端接整流濾波電路(60)； 所述的整流濾波電路(60)與直流輸出負(fù)載(100)連接； 所述的控制模塊(80)與輔助電源(70)、變換電路(40)、電流采樣電路(50)、整流濾波電路(60)、通訊模塊(90)和直流輸出負(fù)載(100)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流升壓變換裝置，其特征在于所述的諧振電路(30)由輸入濾波電容C6、LC諧振電感LI和C7組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流升壓變換裝置，其特征在于所述的變換電路(40)中的L2是變壓器Tl的寄生漏感，一端接諧振電路的LI和C7，另一端接變壓器Tl的2腳；MOS管V7的柵極和源極之間接電阻R2，MOS管V7的柵極接控制模塊(80)的Gl信號(hào)，MOS管V7的漏極接變壓器Tl的I腳，電容C2是V7管的源漏結(jié)電容;M0S管V8的柵極和源極之間接電阻R3，MOS管V8的柵極接控制模塊(80)的G2信號(hào)，MOS管V8的漏極接變壓器Tl的3腳，C3是V8管的源漏結(jié)電容，整流濾波電路(60)輸入接變壓器Tl的4和5腳，經(jīng)過二極管VI、V2、V3、V4組成的橋式整流，再接電容C4，濾波成直流電壓，所述的控制模塊(80)為DSP芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)管在零電流條件下開通與關(guān)斷、工作效率高、諧振元件小、整流管的應(yīng)力小的直流升壓變換裝置，包括濾波電路、緩沖電路、諧振電路，所述的諧振電路輸出接變換電路，控制模塊的控制信號(hào)接往變換電路；所述的變換電路的一輸出端接電流采樣電路，另一端接整流濾波電路，電流采樣電路輸出端接整流濾波電路；所述的整流濾波電路與直流輸出負(fù)載連接。本實(shí)用新型是開關(guān)管工作在零電流開通和零電流關(guān)斷條件下，工作效率達(dá)95%，變壓器原邊諧振電路工作頻率較高，諧振元件小，輸出整流管幾乎沒有關(guān)斷尖峰，整流管的應(yīng)力極小，前級(jí)電感的引入，對(duì)輸入裝置的干擾小。
文檔編號(hào)H02M3/335GK202565167SQ20122020682
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者羅四平, 崔華麗, 曾世飛 申請(qǐng)人:合肥同智機(jī)電控制技術(shù)股份有限公司