一种直流功率变换电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种直流功率变换电路，属于电源控制技术领域。
【背景技术】
[0002]随着通讯设备、移动电子设备、新能源发电系统以及LED照明系统的不断发展，直流功率变换电路得到越来越广泛的应用，目前非线性直流功率变换电路在直流功率变换电路中占主导地位，而非线性直流功率变换电路又分隔离型与非隔离型的，前者采用隔离变压器进行电路隔离，电路体积大，电磁干扰(EMI)严重，集成度及效率低，后者虽然电路输入、输出之间未采用电气元件进行隔离，但是由于电路中使用大电感进行功率转换，电路制作工艺复杂，输入输出变压比低，同样存在电磁干扰(EMI)，不易于大规模集成，电路体积大，而且由于电路电感电流处于连续工作模式，电路损耗大，工作效率及功率密度低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种直流功率变换电路，以开关电容电路为基础，通过两个互补的方波脉冲信号，控制两个MOS场效应开关管的导通与截止，控制开关电容的充电与放电，并使得电路输出端所加小电感中通过的电流线性变化，同时对输出端滤波电容两端电压进行控制，最终负载上得到稳定的直流电压，电路输入与输出之间未采用电气隔离，而是通过改变两个互补的方波脉冲信号调整电路的变压比，电路中未使用大电感，而是通过开关电容及电路中所加的小电感使得两个MOS场效应开关管处于零电流开关切换状态，开关电容电路使用MOS工艺，尺寸小，功耗低，电路的功率密度高，电路制作工艺过程简单，易于大规模集成。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:包括输入直流电源、开关管驱动电路、开关管电路、开关电容电路和变频控制电路，其特征在于:输入直流电源与开关管驱动电路、开关管电路及变频控制电路连接，开关管驱动电路与开关管电路、变频控制电路及输入直流电源连接，开关管电路与开关管驱动电路、开关电容电路及输入直流电源连接，开关电容电路与开关管电路及负载连接，变频控制电路与开关管驱动电路、输入直流电源连接。
[0005]所述的输入直流电源的正端与变频控制电路的输入端、开关管驱动电路电阻Rl的上端、电容C4的上端、开关管电路MOS场效应开关管TI的漏极D端、电容C6的上端汇接，输入直流电源的负端与开关管驱动电路电容C1、C2、C4、的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、开关管电路MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接。
[0006]所述的开关管驱动电路由电阻1?1、1?2、电容(:1工2、03工4、二极管05、半桥驱动集成电路IR2153组成，电阻Rl的上端与输入直流电源的正端、变频控制电路的输入端、电容C4的上端、开关管电路MOS场效应管开关管TI的漏极D端、电容C6的上端汇接，电阻Rl的下端与电容Cl的上端、二极管D5的正端、半桥驱动集成电路IR2153的VCC端汇接，电阻R2的上端与半桥驱动集成电路IR2153的RT端相接，电阻R2的下端与变频控制电路的输出端、电容C2的上端、半桥驱动集成电路IR2153的CT端相接，电容Cl的上端与电阻Rl的下端、二极管D5的正端、半桥驱动集成电路IR2153的VCC端汇接，电容Cl的下端与输入直流电源的负端、电容C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、开关管电路MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，电容C2的上端与电阻R2的下端、变频控制电路的输出端、半桥驱动集成电路IR2153的CT端汇接，电容C2的下端与输入直流电源的负端、电容Cl、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、开关管电路MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，电容C3的上端与二极管D5的负端、半桥驱动集成电路IR2153的VB端相接，电容C3的下端与半桥驱动集成电路IR2153的VS端相接，电容C4的上端与输入直流电源的正端、变频控制电路的输入端、电阻Rl的上端、开关管电路MOS场效应管开关管TI的漏极D端、电容C6的上端汇接，电容C4的下端与输入直流电源的负端、电容Cl、C2的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、开关管电路MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，半桥驱动集成电路IR2153的VCC端与电阻Rl的下端、电容Cl的上端、二极管D5的正端汇接，半桥驱动集成电路IR2153的RT端与电阻R2的上端相接，半桥驱动集成电路IR2153的CT端与电阻R2的下端、电容C2的上端、变频控制电路的输出端相接，半桥驱动集成电路IR2153的COM端与输入直流电源的负端、电容Cl、C2、C4的下端、开关管电路MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，半桥驱动集成电路IR2153的VB端与二极管D5的负端、电容C3的上端汇接，半桥驱动集成电路IR2153的HO端与开关管电路MOS场效应开关管Tl的栅极G端相接，半桥驱动集成电路IR2153的VS端与电容C3的下端相接，半桥驱动集成电路IR2153的LO端与开关管电路MOS场效应开关管T2的栅极G端相接，二极管D5的正端与电阻Rl的下端、电容Cl的上端、半桥驱动集成电路IR2153的VCC端汇接，二极管D5的负端与半桥驱动集成电路IR2153的VB端、电容C3的上端汇接。
[0007]所述的开关管电路由电容C5、C6、M0S场效应开关管T1、T2组成，电容C5的上端与电容C6的下端、开关电容电路二极管D2的正端、二极管D4的负端汇接，电容C5的下端与输入直流电源的负端、电容C1、C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、MOS场效应开关管Τ2的源极S端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，电容C6的上端与电阻Rl的上端、电容C4的上端、输入直流电源的正端、变频控制电路的输入端、MOS场效应开关管TI的漏极D端汇接，电容C6的下端与电容C5的上端、开关电容电路二极管D2的正端、二极管D4的负端汇接，MOS场效应开关管Tl的栅极G端与半桥驱动集成电路IR2153的HO端相接，MOS场效应开关管Tl的漏极D端与电容C6的上端、电阻Rl的上端、电容C4的上端、输入直流电源的正端、变频控制电路的输入端汇接，MOS场效应开关管Tl的源极S端与MOS场效应开关管T2的漏极D端、开关电容电路电容C7的左端相接，MOS场效应开关管T2的栅极G端与半桥驱动集成电路IR2153的LO端相接，MOS场效应开关管T2的源极S端与电容C5的下端、输入直流电源的负端、电容C1、C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、开关电容电路二极管D3、D4的正端、电容CS的下端、负载的下端及地汇接，MOS场效应开关管T2的漏极D端与MOS场效应开关管Tl的源极S端、开关电容电路电容C7的左端相接。
[0008]所述的开关电容电路由电容07、二极管01、02、03、04、电感1^、电容08组成，电容〇7的左端与MOS场效应开关管T2的漏极D端、MOS场效应开关管Tl的源极S端汇接，电容C7的右端与二极管DI的正端、二极管D3的负端汇接，二极管Dl的正端与电容C7的右端、二极管D3的负端汇接，二极管Dl的负端与二极管D2的负端、电感L的左端汇接，二极管D2的正端与电容C6的下端、电容C5的上端汇接，二极管D2的负端与二极管DI的负端、电感L的左端汇接，二极管D3的正端与MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、输入直流电源的负端、电容Cl、C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、二极管D4的正端、电容C8的下端、负载的下端及地汇接，二极管D3的负端与电容C7的左端、二极管Dl的正端汇接，二极管D4的正端与MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、输入直流电源的负端、电容C1、C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR2153的COM端、二极管D3的正端、电容CS的下端、负载的下端汇接，二极管D4的负端与二极管D2的正端、电容C6的下端、电容C5的上端汇接，电感L的左端与二极管Dl、D2的负端相接，电感L的右端与电容C8的上端、负载的上端汇接，电容C8的上端与电感L的右端、负载的上端汇接，电容C8的下端与MOS场效应开关管T2的源极S端、电容C5的下端、输入直流电源的负端、电容C1、C2、C4的下端、半桥驱动集成电路IR215 3的COM端、二极管D3、D4的正端、负载的下端及地汇接。
[0009]所述的变频控制电路的输入端与输入直流电源的正极、电阻Rl的上端、电容C4、C6的上端、M0S场效应开关管TI的漏极D端汇接，变频控制电路的输出端与电阻R2的下端、电容C2的上端、半桥驱动集成电路IR2153的CT端汇接。
[0010]与现有技术相比，本实用新型以开关电容电路为基础，通过半桥驱动集成电路产生的两个互补的方波脉冲信号，控制两个MOS场效应开关管