專利名稱：一種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域中的直流電源變換技術(shù)，特別涉及一種用于整流電路正負(fù)母線均壓的半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐贰?br> 背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的三相輸入整流電源中，無(wú)論采用一般整流，還是采用PWM整流，都存在著電容相串聯(lián)，形成正負(fù)母線。這就需要解決正負(fù)母線不均衡的問(wèn)題。目前為解決正負(fù)母線不均衡的問(wèn)題，常采用如下方法1.并聯(lián)電阻均壓的方法；2.正負(fù)母線同時(shí)掛輔助電源的均壓方法；3.專門(mén)加均衡電路的方法.

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型在總結(jié)背景技術(shù)中所提到的解決正負(fù)母線不均衡的方法的基礎(chǔ)上，提出一種新的通過(guò)能量轉(zhuǎn)移法均壓的方法，其技術(shù)方案如下一種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，包括半橋式電路、能量轉(zhuǎn)移電路和零母線所述半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路包括有共同使用的第一蓄能裝置，第二蓄能裝置以及變壓器；所述變壓器的初級(jí)線圈包括兩個(gè)匝數(shù)相同的第一繞組和第二繞組；所述零母線將半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路連接在一起；所述能量轉(zhuǎn)移電路接入母線電壓的正電壓和負(fù)電壓，當(dāng)母線正電壓高于母線負(fù)電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將正母線的能量轉(zhuǎn)移到負(fù)母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹梗划?dāng)母線負(fù)電壓高于母線正電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將負(fù)母線的能量轉(zhuǎn)移到正母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹?。進(jìn)一步的所述半橋式電路還包括第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2 ;第一蓄能元件的一端接入母線電壓的正母線，第一蓄能元件的另一端和第二蓄能元件的一端串聯(lián)，第二蓄能元件的另一端接入母線電壓的負(fù)母線；第一開(kāi)關(guān)管Ql的一端接入母線電壓的正母線，第一開(kāi)關(guān)管Ql的另一端和第二開(kāi)關(guān)管Q2的一端串聯(lián)，第二開(kāi)關(guān)管Q2的另一端接入母線電壓的負(fù)母線；所述變壓器初級(jí)線圈的第一繞組包括第一接頭I和第二接頭2，第一接頭I連接在第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二第二開(kāi)關(guān)管Q2之間的導(dǎo)線上，第二接頭2連接在第一蓄能元件和第二蓄能元件之間的導(dǎo)線上。進(jìn)一步的,在所述能量轉(zhuǎn)移電路中,還包括第一二極管Dl和第二二極管D2 ;所述第一二極管Dl的正極和第二二極管D2的負(fù)極串聯(lián)，所述第一二極管Dl的負(fù)極接入母線電壓的正母線，所述第二二極管D2的正極接入母線電壓的負(fù)母線；所述變壓器初級(jí)線圈的繞組二包括第三接頭3和第四接頭4 :第三接頭3連接在第二接頭2上，第四接頭4連接在第一二極管Dl和第二二極管D2之間的導(dǎo)線上。進(jìn)一步的所述第一蓄能元件優(yōu)選為第一電容Cl，所述第二蓄能元件優(yōu)選為第二電容C2。[0009]進(jìn)一步的所述第一二極管Dl為開(kāi)關(guān)二極管；所述第二二極管D2為開(kāi)關(guān)二極管。本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有方法實(shí)用、簡(jiǎn)單、可靠、效果佳的優(yōu)點(diǎn)；能夠完美的解決正負(fù)母線均衡問(wèn)題。

圖I為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖，本實(shí)用新型中所提到的一種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，包括半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路。半橋式電路包括變壓器、第一電容Cl、第二電容C2、第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2。能量轉(zhuǎn)移電路除包括和所述半橋式變換電路共用的變壓器、第一電容Cl、第二電容C2外、還包括第一二極管D1、第二二極管D2。變壓器的初級(jí)線圈有兩 個(gè)相同匝數(shù)的繞組繞組一和繞組二，繞組一有兩個(gè)接頭第一接頭I和第二接頭2。繞組二有兩個(gè)接頭，分別是第三接頭3和第四接頭4。半橋式電路中，第一電容Cl的一端和第二電容C2的一端串聯(lián)，第一電容Cl的另一端接入輸入電壓的正極，第二電容C 2的另一端接入輸入電壓的負(fù)極，形成半橋式電路的一個(gè)橋臂。第一開(kāi)關(guān)管Ql的一端和第二開(kāi)關(guān)管Q2的一端串聯(lián)，第一開(kāi)關(guān)管Ql的另一端接入輸入電壓的正極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的另一端接入輸入電壓的負(fù)極，形成半橋式電路的另一個(gè)橋臂。變壓器初級(jí)線圈的的一個(gè)繞組的接頭I連接在第一開(kāi)關(guān)管Q I和第二開(kāi)關(guān)管Q2之間的導(dǎo)線上；接頭2連接在第一電容Cl和第二電容C2之間的導(dǎo)線上。能量轉(zhuǎn)移電路中，前面已經(jīng)說(shuō)明了能量轉(zhuǎn)移電路中除包括和半橋式變換電路共用的變壓器、第一電容Cl、第二電容C2，還包括還包括第一二極管D1、第二二極管D2。第一二極管Dl的正極和第二二極管D2的負(fù)極串聯(lián)，第一二極管Dl的負(fù)極接入前面所說(shuō)的輸入電壓的正極；第二二極管D2的正極接入前面所說(shuō)的輸入電壓的負(fù)極。繞組二第三接頭3接在繞組一的第一接頭I上，第四接頭4接在第一二極管Dl和第二二極管D2之間的導(dǎo)線上。另外還有接地的零線連接在第一電容C I和第二電容C 2之間的導(dǎo)線上。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型工作過(guò)程進(jìn)一步闡述直流正負(fù)母線均衡的條件是電源變換器工作過(guò)程中，正母線傳遞的能量與負(fù)母線傳遞的能量相等；正母線上的負(fù)載和負(fù)母線上的負(fù)載相等。實(shí)踐中這顯然很難實(shí)現(xiàn)，需要加母線均衡電路。本實(shí)用新型對(duì)于中小功率電源變換器來(lái)講非常實(shí)用，巧妙地將電源設(shè)備中的輔助電源電路和母線均衡電路結(jié)合在一起，不用專門(mén)增加專用均衡電路，又避過(guò)了目前設(shè)備中該部分電路的不足。其工作過(guò)程如下假設(shè)正母線電壓高于負(fù)母線。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通后，經(jīng)繞組一上的第一接頭I、第二接頭2到零母線。繞組一同于繞組二，在繞組二的第三接頭3和第四接頭4之間感應(yīng)相同的電壓Vy。電壓Vy基本等于正母線電壓。第二二極管D2兩端=V- _Vy>0，第二二極管D2導(dǎo)通，給負(fù)母線充電。即將正母線能量轉(zhuǎn)移到負(fù)母線上。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通后，零母線經(jīng)繞組一上第一接頭I和第二接頭2到負(fù)母線。繞組一同于繞組二，在繞組二上的第三接頭3、第四接頭4之間感應(yīng)相同的電壓Vx。Vx基本等于負(fù)母線電壓。第一二極管Dl兩端=Vx- -V+<0,第一二極管Dl不導(dǎo)通，不給正母線充電。即不將負(fù)母線能量轉(zhuǎn)移到正母線上。反之，假設(shè)負(fù)母線高于正母線電壓，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通后，經(jīng)繞組一上的第一接頭I、第二接頭2到零母線。繞組一同于繞組二，在繞組二的第三第三接頭3和第四接頭4之間感應(yīng)相同的電壓Vx。電壓Vx基本等于負(fù)母線電壓，二級(jí)管Dl的兩端Vx-V+>0，二級(jí)管Dl導(dǎo)通，負(fù)母線給正母線充電；當(dāng)Ql導(dǎo)通后，零母線經(jīng)繞組一上第一接頭I和第二接頭2到負(fù)母線。繞組一同于繞組二，在繞組二上的第三接頭3、第四接頭4之間感應(yīng)相同的電壓Vy0 Vy基本等于正母線電壓，第二二極管D2兩端電壓Vx- (-Vy)〈O，第一二級(jí)管Dl不導(dǎo)通，負(fù)母線不對(duì)正母線充電。這樣只要母線電壓有差異，就會(huì)通過(guò)二極管轉(zhuǎn)移能量。直到正負(fù)母線均衡為止。本實(shí)用新型公布了實(shí)現(xiàn)本技術(shù)效果的其中一個(gè)實(shí)施例。凡根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思所做的修改或者替換，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。·
權(quán)利要求1.一種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，其特征在于包括半橋式電路、能量轉(zhuǎn)移電路和零母線；所述半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路包括有共同使用的第一蓄能裝置，第ニ蓄能裝置以及變壓器；所述變壓器的初級(jí)線圈包括兩個(gè)匝數(shù)相同的第一繞組和第二繞組；所述零母線將半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路連接在一起；所述能量轉(zhuǎn)移電路接入母線電壓的正電壓和負(fù)電壓，當(dāng)母線正電壓高于母線負(fù)電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將正母線的能量轉(zhuǎn)移到負(fù)母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹梗划?dāng)母線負(fù)電壓高于母線正電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將負(fù)母線的能量轉(zhuǎn)移到正母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹埂?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I中在所述的ー種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，其特征在于所述半橋式電路還包括第一開(kāi)關(guān)管(Ql)和第二開(kāi)關(guān)管(Q2);第一蓄能元件的一端接入母線電壓的正母線，第一蓄能元件的另一端和第二蓄能元件的一端串聯(lián)，第二蓄能元件的另一端接入母線電壓的負(fù)母線；第一開(kāi)關(guān)管(Ql)的一端接入母線電壓的正母線，第一開(kāi)關(guān)管(Ql)的另一端和第二開(kāi)關(guān)管(Q2)的一端串聯(lián)，第二開(kāi)關(guān)管(Q2)的另一端接入母線電壓的負(fù)母線；所述變壓器初級(jí)線圈的第一繞組包括第一接頭(I )和第二接頭(2)，第一接頭(I )連接在第一開(kāi)關(guān)管(Ql)和第二開(kāi)關(guān)管(Q2)之間的導(dǎo)線上，第二接頭(2)連接在第一蓄能元件和第二蓄能元件之間的導(dǎo)線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，其特征在于在所述能量轉(zhuǎn)移電路中，還包括第一ニ極管(Dl)和第二ニ極管(D2);所述第一ニ極管(Dl)的正極和第二ニ極管(D2)的負(fù)極串聯(lián)，所述第一ニ極管(Dl)的負(fù)極接入母線電壓的正母線，所述第二ニ極管(D2)的正極接入母線電壓的負(fù)母線；所述變壓器初級(jí)線圈的繞組ニ包括第三接頭(3 )和第四接頭(4 ):第三接頭(3 )連接在第二接頭(2 )上，第四接頭(4 )連接在第一ニ極管(Dl)和第二ニ極管(D2)之間的導(dǎo)線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求3中任意一項(xiàng)中所說(shuō)的ー種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，其特征在于所述第一蓄能元件?yōu)選為電容(Cl)，所述第二蓄能元件優(yōu)選為電容(C2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求3中任意一項(xiàng)中所說(shuō)的ー種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟谒龅谝互藰O管(Dl)為開(kāi)關(guān)ニ極管；所述第二ニ極管(D2)為開(kāi)關(guān)ニ極管。
專利摘要一種半橋式能量轉(zhuǎn)移均壓變換器的拓?fù)潆娐?，包括半橋式電路、能量轉(zhuǎn)移電路和零母線；所述半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路包括有共同使用的第一蓄能裝置，第二蓄能裝置以及變壓器；所述變壓器的初級(jí)線圈包括兩個(gè)匝數(shù)相同的第一繞組和第二繞組；所述零母線將半橋式電路和能量轉(zhuǎn)移電路連接在一起；所述能量轉(zhuǎn)移電路接入母線電壓的正電壓和負(fù)電壓，當(dāng)母線正電壓高于母線負(fù)電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將正母線的能量轉(zhuǎn)移到負(fù)母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹?；?dāng)母線負(fù)電壓高于母線正電壓時(shí)，所述能量轉(zhuǎn)移電路能夠通過(guò)零母線將負(fù)母線的能量轉(zhuǎn)移到正母線上，直到正負(fù)母線能量均勻?yàn)橹埂?br> 文檔編號(hào)H02M7/48GK202759393SQ201220351400
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者劉雙鋒 申請(qǐng)人:深圳市瀚美特科技有限公司