专利名称：使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种副边整流电路，具体说是使用高频三相变压器直流变换器的副边 整流电路。
背景技术：
常规副边三相整流高频变压器Δ /Y联结的高增益DC/DC变换器，包括六个功率开 关管，六个输出整流二极管，一个输入滤波电容，一个输出滤波电感，一个输出滤波电容，及 一个高频三相变压器，高频三相变压器的原边绕组为三角形联结、副边绕组为星形联结。第 一功率开关管的源极与第四功率开关管的漏极及高频三相变压器原边三角形绕组的一端 相连，第三功率开关管的源极与第六功率开关管的漏极及高频三相变压器原边三角形绕组 的另一端相连，第五功率开关管的源极与第二功率开关管的漏极及高频三相变压器原边三 角形绕组的最后一端相连，第一整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极及高频三相变 压器副边星形联结绕组的一端相连，第三整流二极管的阳极与第六整流二极管的阴极及高 频三相变压器副边星形联结绕组的另一端相连，第五整流二极管的阳极与第二整流二极管 的阴极及高频三相变压器副边星形联结绕组的最后一端相连。这种变换器在稳态工作时， 副边整流二极管截止时的反向电压等于输出电压。一般情况下，输出电压较高，因而副边整 流二极管将承受较高的电压应力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，给 高频变压器Δ/Υ联结的高增益隔离型DC/DC变换器提供副边整流二极管两端较低的电压 应力，提高变换器的工作效率。本发明的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，原边功率变换电路与 常规副边三相整流的高频变压器△ /Y联结的高增益DC/DC变换器相同，包括六个功率开 关管，一个输入滤波电容，及一个高频三相变压器，高频三相变压器的原边绕组为三角形联 结。而副边二极管整流电路包括一个输出滤波电感，一个输出滤波电容，及十二个整流二极 管，第一整流二极管的阳极与第二整流二极管的阴极及高频三相变压器副边第一绕组的一 端相连，第三整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极及高频三相变压器副边第一绕组 的另一端相连，第五整流二极管的阳极与第七整流二极管的阴极及高频三相变压器副边第 二绕组的一端相连，第六整流二极管的阳极与第八整流二极管的阴极及高频三相变压器副 边第二绕组的另一端相连，第十一整流二极管的阳极与第九整流二极管的阴极及高频三相 变压器副边第三绕组的一端相连，第十二整流二极管的阳极与第十整流二极管的阴极及高 频三相变压器副边第三绕组的另一端相连。第二整流二极管的阳极与第四整流二极管的阳 极相连，第五整流二极管的阴极与第六整流二极管的阴极相连，再将两者相连；第七整流二 极管的阳极与第八整流二极管的阳极相连，第十一整流二极管的阴极与第十二整流二极管 的阴极相连，再将两者相连。
原边电路与常规副边三相整流的高频变压器Δ /Y联结的高增益DC/DC变换器相 同，为三相桥式功率变换电路，且上、下功率开关管互补对称工作，在变压器副边可得到一 组梯形波电压，即使高频三相变压器的匝比较小，仍然可以得到较高的输出电压。本发明的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，包括十二个整流二极 管和一个高频三相变压器，高频三相变压器的原边绕组为Δ型联结。本发明利用了三个串 联的全桥整流电路来实现输出升压，常规的三相整流电路副边整流二极管截止时反向电压 等于输出电压，而使用高频三相变压器DC/DC变换器的副边整流电路中每个整流二极管两 端的反向电压为输出电压的一半。本发明与现有技术相比具有如下优点和效果本发明利用高频三相变压器的概 念，变压器绕组进行Δ/Υ联结实现副边阶梯波输出，并利用了三个串联的全桥整流电路来 实现输出升压。与常规的副边三相整流电路相比，每个整流二极管两端的反向电压仅为输 出电压的一半。
图1是本发明的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路的电路图；图2是本发明的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路的稳态工作波 形图。
具体实施例方式参见图1，本发明的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，原边功率变 换电路与常规副边三相整流的高频变压器△ /Y联结的高增益DC/DC变换器相同，包括六个 功率开关管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，一个输入滤波电容Cin，及一个高频三相变压器TXl，高 频三相变压器的原边绕组为三角形联结。而副边二极管整流电路包括一个输出滤波电感 1^肚，一个输出滤波电容(01^，及十二个整流二极管01、02、03、04、05、06、07、08、09、010、 D11、D12。Dl的阳极与D2的阴极及高频三相变压器副边第一绕组的一端相连，D3的阳极与 D4的阴极及高频三相变压器副边第一绕组的另一端相连，D5的阳极与D7的阴极及高频三 相变压器副边第二绕组的一端相连，D6的阳极与D8的阴极及高频三相变压器副边第二绕 组的另一端相连，Dll的阳极与D9的阴极及高频三相变压器副边第三绕组的一端相连，D12 的阳极与DlO的阴极及高频三相变压器副边第三绕组的另一端相连。D2的阳极与D4的阳 极相连，D5的阴极与D6的阴极相连，再将两者相连；D7的阳极与D8的阳极相连，Dll的阴 极与D12的阴极相连，再将两者相连。功率开关管的占空比为0.5时，一个完整的工作周期内，使用高频三相变压器直 流变换器的副边整流电路存在六个工作模态，如图2所示。t0 tl 功率开关管Q1、Q6、Q5导通，A点电压为输入电压Vin，B点电压为零，C点
电压为输入电压 Vin，故 Vab = Vin，Vbc = -Vin, Vca = 0，由于 Vatl = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 = Vca-NjN = Ns/Np, Np为变压器原边绕组的圈数；Ns为变压器副边绕组的圈数。因此，可以 得到Vab = 2Vin · N, Vbc = -Vin · N, Vca = -Vin · N，由于Vab的绝对值最高，因此副边整流二极 管06、07、01、04及09 012导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin · N。
tl t2 功率开关管Q2、Q1、Q6导通，A点电压为输入电压Vin，B点电压为零，C点
电压为输入电压零，故 Vab = Vin，Vbc = 0，Vca = -Vin,由于 Va0 = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 = Vca-N0因此，可以得到Vab = Vin · N，Vbc = Vin · N，Vca = _2Vin ·Ν，由于Vca的绝对值最高，因 此副边整流二极管D1、D4、D9、D12及D5 D8导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin ·Ν。t2 t3 功率开关管Q3、Q2、Ql导通，A点电压为输入电压Vin，B点电压为输入电 压 Vin，C 点电压为零，故 Vab = 0，Vbc = Vin，Vca = -Vin,由于 Va0 = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 =Vca · N。因此，可以得到 Vab = -Vin · N，Vbc = 2Vin · N，Vca = -Vin · N，由于 Vbc 的绝对值 最高，因此副边整流二极管D9、D12、D5、D8及Dl D4导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin · N。
t3 t4 功率开关管Q4、Q3、Q2导通，A点电压为零，B点电压为输入电压Vin，C 点电压为零，故 Vab = -Vin, Vbc = Vin, Vca = 0，由于 Va0 = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 = Vca · N。 因此，可以得到Vab = -2Vin · N, Vbc = Vin · N, Vca = Vin · N，由于Vab的绝对值最高，因此副边 整流二极管D5、D8、D2、D3&D9 D12导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin · N。t4 t5:功率开关管Q5、Q4、Q3导通，A点电压为零，B点电压为输入电压Vin，C 点电压为输入电压 Vin，故 Vab = -Vin, Vbc = 0, Vca = Vin，由于 Va0 = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 =Vca · N。因此，可以得到 Vab = -Vin · N，Vbc = -Vin · N，Vca = 2Vin · N，由于 Vca 的绝对值最 高，因此副边整流二极管D2、D3、D10、Dll及D5 D8导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin · N。t5 t6 功率开关管Q6、Q5、Q4导通，A点电压为零，B点电压为零，C点电压为输 入电压 Vin，故 Vab = 0，Vbc = -Vin, Vca = Vin，由于 Va0 = Vab · N，Vbo = Vbc · N，Vc0 = Vca · N。 因此，可以得到Vab = Vin · N, Vbc = -2Vin · N, Vca = Vin · N，由于Vbc的绝对值最高，因此副边 整流二极管010、011、06、07及01 04导通，这段时间的输出电压为V。ut = 2Vin · N。从以上分析过程可以看出，在每个工作模态中始终都有V。ut = 2Vin*N，与常规副边 三相整流的高频变压器△ /Y联结的高增益DC/DC变换器相同，副边绕组仍然可以得到电压 梯形波，因而可以实现倍压输出。输出端的滤波电感Lout与滤波电容Cout可以平滑副边 整流二极管的换流过程，降低输出电流纹波。常规的三相整流电路副边整流二极管截止时 反向电压等于输出电压，而高频变压器△ /Y联结DC/DC变换器的副边整流电路中每个整流 二极管两端的反向电压为输出电压的一半。
权利要求
一种使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，其特征在于包括一个输出滤波电感(Lout)，一个输出滤波电容(Cout)，及十二个整流二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12)，第一整流二极管(D1)的阳极与第二整流二极管(D2)的阴极及高频三相变压器副边第一绕组的一端相连，第三整流二极管(D3)的阳极与第四整流二极管(D4)的阴极及高频三相变压器副边第一绕组的另一端相连，第五整流二极管(D5)的阳极与第七整流二极管(D7)的阴极及高频三相变压器副边第二绕组的一端相连，第六整流二极管(D6)的阳极与第八整流二极管(D8)的阴极及高频三相变压器副边第二绕组的另一端相连，第十一整流二极管(D11)的阳极与第九整流二极管(D9)的阴极及高频三相变压器副边第三绕组的一端相连，第十二整流二极管(D12)的阳极与第十整流二极管(D10)的阴极及高频三相变压器副边第三绕组的另一端相连。第二整流二极管(D2)的阳极与第四整流二极管(D4)的阳极相连，第五整流二极管(D5)的阴极与第六整流二极管(D6)的阴极相连，再将两者相连；第七整流二极管(D7)的阳极与第八整流二极管(D8)的阳极相连，第十一整流二极管(D11)的阴极与第十二整流二极管(D12)的阴极相连，再将两者相连。
2.根据权利要求1所述的整流电路，其特征在于原边电路与常规副边三相整流的高频 变压器A/Y联结的高增益DC/DC变换器相同，为三相桥式功率变换电路，且上、下功率开关 管互补对称工作，在变压器副边可得到一组梯形波电压。
全文摘要
本发明公开的使用高频三相变压器直流变换器的副边整流电路，包括十二个整流二极管和一个高频三相变压器，高频三相变压器的原边绕组为△型联结。本发明利用了三个串联的全桥整流电路来实现输出升压，与常规的三相整流电路相比，每个整流二极管两端的反向电压为输出电压的一半。
文档编号H02M7/10GK101867304SQ20101020663
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者吴曙亮, 梁年庆, 胡炎申, 谢运祥 申请人:华南理工大学;广州广日电气设备有限公司