逆变变压电路结构的制作方法

1.本实用新型涉及车载逆变器领域，尤其涉及一种逆变变压电路结构。


背景技术：

2.随着现代基建、工业和物流运输业的发展，商用车的需求逐年递增，中国地域辽阔，每年北方冬季长达3-5个月，当出现冰雪天气时，经常发生车辆中途停滞、道路封闭等情况，驾驶员往往长时间被困于冰天雪地中，生存环境极度恶化。在户外冰雪天气和长时间拥堵时，驾驶员十分需要一份生活关怀，能喝上一杯热茶、吃上一碗热饭变成一种极大的享受。有了大功率车载逆变器，驾驶员再也不用担心各种家电的电源问题，可以尽情享受高科技带来的舒心与便利。
3.目前主流的大功率车载逆变器，由于需要多个变压器并联硬/软开关工作，如图1中，示出了第一变压器t1和第二变压器t2共同工作，其成本高，效率低，体积大和可靠性低等缺点，其特性制约了其往高功率密度，低成本，高效率，高可靠性方向发展，所以有必要设计一种既能抑制mos 管vds尖峰，又能提升效率和缩小体积的电路结构。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种逆变变压电路结构，能够降低漏感电压，减小体积。
5.该逆变变压电路结构包括：原边电路和副边电路；所述原边电路包括：第一电路和第二电路，所述第一电路的输出端形成变压器的第一绕组，所述第二电路的输出端形成变压器的第二绕组；所述第一绕组和所述第二绕组上具有电源输入端；所述第一电路具有并联的第一支路和第二支路，所述第一支路具有串联的第一开关管和第一电阻，所述第二支路具有串联的第二开关管和第二电阻；所述第二电路具有并联的第三支路和第四支路，所述第三支路具有串联的第三开关管和第三电阻，所述第四支路具有串联的第开四关管和第四电阻；所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值，具有至少10％的差值，所述第三电阻的阻值和所述第四电阻的阻值，具有至少10％的差值；所述副边电路具有第四按绕组和谐振电容。
6.优选的，在所述第一电路中，还包括第一旁路，一端连接在所述第一绕组之前，另一端接地，所述第一旁路中具有串联的第五电阻和第一电容；在所述第二电路中，还包括第二旁路，一端连接在所述第二绕组之前，另一端接地，所述第二旁路中具有串联的第六电阻和第二电容。
7.优选的，所述第一电阻大于等于30欧姆，所述第二电阻小于等于20 欧姆；所述第三电阻大于等于30欧姆，所述第四电阻小于等于20欧姆。
8.优选的，所述第一电阻51欧姆，所述第二电阻10欧姆；所述第三电阻51欧姆，所述第四电阻10欧姆。
9.优选的，所述第一开关管的栅极连接所述第一电阻，所述第一开关管的源极接地；所述第二开关管的栅极连接所述第二电阻，所述第二开关管的源极接地；所述第三开关管
的栅极连接所述第三电阻，所述第三开关管的源极接地；所述第四开关管的栅极连接所述第四电阻，所述第四开关管的源极接地。
10.优选的，所述副边电路还包括有桥式整流电路。
11.优选的，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的开关频率小于等于谐振频率。
12.本技术的逆变变压电路结构，通过调整各自开关管对应的电阻，能够在电路稳态工作或者开机时，降低漏极电压，同时降低成本和体积。
附图说明
13.图1为现有技术中逆变变压电路结构；
14.图2为本技术逆变变压电路结构。
15.附图标记：
16.现有技术：第一变压器t1；第二变压器t2；
17.本技术：
18.第一开关管q1；第二开关管q2；第三开关管q3；第四开关管q4；第一电阻r1；第二电阻r2；第三电阻r3；第四电阻r4；第五电阻r5；第六电阻r6；第一电容c1；第二电容c2；谐振电容c3；等效电感l1、l2、l3、 l4；变压器漏感l5；整流管d1、d2、d3、d4。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
20.本实用新型公开一种逆变变压电路结构，参见图2，包括原边电路和副边电路。
21.原边电路包括：第一电路和第二电路，第一电路的输出端形成变压器的第一绕组n1，第二电路的输出端形成变压器的第二绕组n2；第一绕组 n1和第二绕组n2上都具有电源输入端，优选的输入电压为12v或24v。当然根据不同的电压适配范围，也可以适用更高电压的变压场景，这样，下文提到的电阻值，也应该随之调整。
22.第一电路具有并联的第一支路和第二支路，第一支路具有串联的第一开关管q1和第一电阻r1，第二支路具有串联的第二开关管q2和第二电阻 r2；第二电路具有并联的第三支路和第四支路，第三支路具有串联的第三开关管q3和第三电阻r3，第四支路具有串联的第开四关管q4和第四电阻 r4；第一电阻r1的阻值和第二电阻r2的阻值，具有至少10％的差值，第三电阻r3的阻值和第四电阻r4的阻值，具有至少10％的差值；所述副边电路具有第四按绕组n3和谐振电容c3。副边电路具有整流电路，该整流电路优选的为桥式整流电路。对应图2中，有整流管d1、d2、d3和d4组成了桥式整流电路。
23.上述第一电阻r1是第一开关管q1的驱动电阻，对应的，第二电阻r2 是第二开关管q2的驱动电阻；第三电阻r3是第三开关管q3的驱动电阻；第四电阻r4是第四开关管q4的驱动电阻。
24.为了方便说明，第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4统称
为开关管。一般采用的是mos管。
25.在电路布局中，存在变压漏感和走线电感，附图2中，分别以l1、l2、l3和l4示出了各部分，变压器漏感和走线电感的叠加，以下将这二者的叠加称为等效电感。l5为变压器漏感。
26.电路开环工作，即稳态工作时，开关管的开关频率小于等于谐振频率，一般是选择接近谐振频率，使开关管零电压导通，零电流关断，副边电路的整流管电流到零才导通，从而原边无开关损耗，副边无反向恢复损耗。等效电感参与谐振，在开关管关断前，等效电感电压已因此推挽开关管的漏极电压vds无漏感尖峰。
27.在第一电路中，还包括第一旁路，一端连接在第一绕组n1之前，另一端接地，第一旁路中具有串联的第五电阻r5和第一电容c1；在第二电路中，还包括第二旁路，一端连接在第二绕组n2之前，另一端接地，第二旁路中具有串联的第六电阻r6和第二电容c2。
28.优选的，第一电阻大于等于30欧姆，第二电阻小于等于20欧姆；第三电阻大于等于30欧姆，第四电阻小于等于20欧姆。
29.例如可以选择第一电阻51欧姆，第二电阻10欧姆；第三电阻51欧姆，第四电阻10欧姆。
30.在开机过程中，输出存在母线电容，需要软启动，即占空比从0按照一定的时间上升到稳态时的占空比，这段时间，占空比很小，产品无法发进入谐振软开关状态，存在很大的关断电压尖峰，因此需要解决关断尖峰大的问题，由于第一开关管q1、第二开关管q2存在等效电感l1，第三开关管q3、第四开关管q4存在布线电感l3。
31.如果四个开关管采用相同驱动电阻时，即第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4具有相同的电阻值，由于等效电感l1和等效 l3电感的存在，会和等效电感l2、等效电感l4的电感能量叠加，导致开机尖峰过大。因此需要通过将第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的阻值调整，使四个开关管中，让第一开关管q1、第二开关管q2的导通时间错开，第三开关管q3和第四开关管q4的导通时间错开，来达到减少漏感产生的尖峰。也就是让等效电感l1不与等效电感l2再次叠加，等效电感l3不与等效电感l4再次叠加。
32.本技术一个最优的实施方式中，将第一电阻r1、第三电阻r3的阻值设置为51ω，将第二电阻r2、第四电阻r4的阻值设置为10ω，由于开关管存在寄生电容，上升和下降时间会变慢，达到导通时间的延迟，从而减少等效电感l1和等效电感l3的影响，降低开机过程的漏感尖峰。
33.该方案用1000w逆变器验证，当第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻 r3和第四电阻r4的电阻值均为10ω时，实测其开机尖峰为186v。
34.将第一阻值r1和第三电阻r3的电阻值改为51ω时，其开机尖峰为126v，其尖峰下降60v，可见对于降低开机时开关管漏极电压效果显著。
35.由于第一阻值r1和第三电阻r3的阻值的加大，因此对应的开关死区设置要略大些，需保证无对通风险，需要保证开关频率小于40khz的产品应用。
36.综上可见，无论是在电路稳态工作还是在开机时，都能降低漏感电压尖峰电压。同时解决了开关管开关过程带来的损耗。进一步相比于现有技术中多颗变压器变联，本技术能够降低成本，同时可以具有更小的体积。
37.下面更详细的说明本技术逆变变压电路的机构。优选的，第一开关管 q1的栅极连接第一电阻r1，第一开关管q1的源极接地；第二开关管q2的栅极连接第二电阻r2，第二开关管q2的源极接地；第三开关管q3的栅极连接第三电阻r3，第三开关管q3的源极接地；第四开关管q4的栅极连接第四电阻r4，第四开关管q4的源极接地。
38.第一电路和第二电路分别有各自的脉宽调制信号，即，第一脉宽调制信号pwm1向第一电路输出，第二脉宽调制信号pwm2向第二电路输出。
39.以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。