一種升壓變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種升壓變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的三電平升壓電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體包括第一電感LI和第二電感L2兩個(gè)電感、第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管、第一二極管Dl和第二二極管D2兩個(gè)二極管、第一電容Cl和第二電容C2兩個(gè)電容，其中，第一電感LI的一端和第一開(kāi)關(guān)管Ql的第一端、第一二極管Dl的陽(yáng)極相連；第二電感L2的一端和第二開(kāi)關(guān)管Q2的第二端、第二二極管D2的陰極相連；第一電感LI的另一端和第二電感L2的另一端分別作為輸入電源的正、負(fù)接線(xiàn)端；第一二極管Dl的陰極和第一電容Cl的正極相連，相連后的連接端作為輸出電源的正接線(xiàn)端；第二二極管D2的陽(yáng)極和第二電容C2的負(fù)極相連，相連后的連接端作為輸出電源的負(fù)接線(xiàn)端；第一開(kāi)關(guān)管Ql的第二端和第二開(kāi)關(guān)管Q2的第一端相連；第一電容Cl的負(fù)極和第二電容C2的正極相連；兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql和Q2的連接點(diǎn)和兩個(gè)電容Cl和C2的連接點(diǎn)相連。圖1中，電容CO為輸入濾波電容，Rl為負(fù)載。
[0003]其中，第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管具體可以為MOS管、IGBT等。當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管具體為MOS管時(shí)，MOS管的漏極作為開(kāi)關(guān)管的第一端，MOS管的源極作為開(kāi)關(guān)管的第二端，MOS管的柵極作為開(kāi)關(guān)管的控制端；當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管具體為IGBT時(shí)，IGBT的集電極作為開(kāi)關(guān)管的第一端，IGBT的發(fā)射極作為開(kāi)關(guān)管的第二端，IGBT的基極作為開(kāi)關(guān)管的控制端。
[0004]圖1所示的三電平升壓電路可以對(duì)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql和Q2的控制端輸入PWM波，控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql和Q2時(shí)而導(dǎo)通時(shí)而關(guān)斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的升壓。然而根據(jù)用戶(hù)需求，該三電平升壓電路也有可能工作在輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)，此時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql和Q2持續(xù)關(guān)斷，兩個(gè)二極管Dl和D2持續(xù)導(dǎo)通。該工作狀態(tài)下，兩個(gè)二極管Dl和D2持續(xù)導(dǎo)通會(huì)消耗一定的電能，導(dǎo)致電路效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種升壓變換器，用以減小電能損耗。
[0006]一種升壓變換器，包括:三電平升壓電路、第一開(kāi)關(guān)器件和第二開(kāi)關(guān)器件，其中:
[0007]所述第一開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)于所述三電平升壓電路中第一二極管的兩端；所述第一開(kāi)關(guān)器件的通態(tài)阻抗小于所述第一二極管的通態(tài)阻抗；
[0008]所述第二開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)于所述三電平升壓電路中第二二極管的兩端；所述第二開(kāi)關(guān)器件的通態(tài)阻抗小于所述第二二極管的通態(tài)阻抗。
[0009]本發(fā)明的有益效果包括:
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供的方案中，在現(xiàn)有三電平升壓電路的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件分別并聯(lián)于三電平升壓電路中兩個(gè)二極管的兩端，當(dāng)電路工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)時(shí)，控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件閉合，由于開(kāi)關(guān)器件的通態(tài)阻抗小于二極管的通態(tài)阻抗，因此，相比于現(xiàn)有技術(shù)，能夠減少電能損耗，提聞電路效率。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中三電平升壓電路的示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的升壓變換器的示意圖；
[0014]圖3為采用本發(fā)明實(shí)施例1提供的升壓變換器的示意圖；
[0015]圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例2提供的升壓變換器的示意圖之一；
[0016]圖5為采用本發(fā)明實(shí)施例2提供的升壓變換器的示意圖之二 ；
[0017]圖6為采用本發(fā)明實(shí)施例3提供的升壓變換器的示意圖之一；
[0018]圖7為采用本發(fā)明實(shí)施例3提供的升壓變換器的示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了給出減小電能損耗的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種升壓變換器，結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種升壓變換器，如圖2所示，包括三電平升壓電路、第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2，其中:
[0021]第一開(kāi)關(guān)器件SI并聯(lián)于三電平升壓電路中第一二極管Dl的兩端；第一開(kāi)關(guān)器件SI的通態(tài)阻抗小于第一二極管Dl的通態(tài)阻抗；
[0022]第二開(kāi)關(guān)器件S2并聯(lián)于三電平升壓電路中第二二極管D2的兩端；第二開(kāi)關(guān)器件S2的通態(tài)阻抗小于第二二極管D2的通態(tài)阻抗。
[0023]在本發(fā)明一實(shí)施例中，任一所述的開(kāi)關(guān)器件具體可以為繼電器開(kāi)關(guān)；在本發(fā)明另一實(shí)施例中，任一所述的開(kāi)關(guān)器件具體也可以為接觸器開(kāi)關(guān)。繼電器開(kāi)關(guān)和接觸器開(kāi)關(guān)僅為兩個(gè)示例，為兩個(gè)常用的通態(tài)阻抗小于二極管通態(tài)阻抗的開(kāi)關(guān)器件，并不用于限定本發(fā)明，其它通態(tài)阻抗小于二極管通態(tài)阻抗的開(kāi)關(guān)器件也可以作為本發(fā)明提供的升壓變換器中開(kāi)關(guān)器件的具體實(shí)現(xiàn)方式。
[0024]當(dāng)該升壓變換器工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)時(shí)，控制第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件閉合，能夠減少電能損耗，提高電路效率。
[0025]正常情況下，當(dāng)該升壓變換器工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)時(shí)，圖2所示的升壓變換器中，三電平升壓電路中第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管持續(xù)關(guān)斷，第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件閉合；當(dāng)該升壓變換器不工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)，即工作于升壓狀態(tài)時(shí)，圖2所示的升壓變換器中，三電平升壓電路中第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管時(shí)而導(dǎo)通時(shí)而關(guān)斷，第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi)。
[0026]即正常情況下不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通同時(shí)開(kāi)關(guān)器件也閉合的情況。然而在故障情況下，則有可能出現(xiàn)這種情況，例如在發(fā)生開(kāi)關(guān)器件觸點(diǎn)粘連故障時(shí)。此時(shí)，電路中會(huì)出現(xiàn)電容短路放電，短路電流較大時(shí)可能會(huì)損壞開(kāi)關(guān)管。
[0027]因此，較佳的，可以在電路中設(shè)置電流檢測(cè)器件，通過(guò)電流檢測(cè)器件檢測(cè)到的電流大小、方向判斷電路是否出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通同時(shí)開(kāi)關(guān)器件閉合的故障情況，當(dāng)確定出現(xiàn)了該故障情況時(shí)控制開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，避免開(kāi)關(guān)管損壞。
[0028]在本發(fā)明一實(shí)施例中，電流檢測(cè)器件具體可以為分流器電阻；在本發(fā)明另一實(shí)施例中，電流檢測(cè)器件具體也可以為電流互感器。分流器電阻和電流互感器僅為兩個(gè)示例，為兩個(gè)常用的電流檢測(cè)器件，并不用于限定本發(fā)明，其它電流檢測(cè)器件也可以作為本發(fā)明提供的升壓變換器中電流檢測(cè)器件的具體實(shí)現(xiàn)方式。
[0029]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的升壓變換器進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例1提供的升壓變換器，包括:三電平升壓電路、第一開(kāi)關(guān)器件S1、第二開(kāi)關(guān)器件S2和一個(gè)電流檢測(cè)器件Rs，其中:
[0032]第一開(kāi)關(guān)器件SI并聯(lián)于三電平升壓電路中第一二極管Dl的兩端；第一開(kāi)關(guān)器件SI的通態(tài)阻抗小于第一二極管Dl的通態(tài)阻抗；
[0033]第二開(kāi)關(guān)器件S2并聯(lián)于三電平升壓電路中第二二極管D2的兩端；第二開(kāi)關(guān)器件S2的通態(tài)阻抗小于第二二極管D2的通態(tài)阻抗；
[0034]三電平升壓電路中兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql和Q2的連接點(diǎn)通過(guò)電流檢測(cè)器件Rs和三電平升壓電路中兩個(gè)電容Cl和C2的連接點(diǎn)相連。
[0035]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1提供的升壓變換器，下面對(duì)其工作原理進(jìn)行闡述。
[0036]當(dāng)該升壓變換器工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管持續(xù)關(guān)斷，控制第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件閉合，輸入電源DC、第一電感L1、第一開(kāi)關(guān)器件S1、第一電容Cl、第二電容C2、第二開(kāi)關(guān)器件S2、第二電感L2構(gòu)成了一個(gè)電容充電回路；同時(shí)輸入電源DC、第一電感L1、第一開(kāi)關(guān)器件S1、負(fù)載R1、第二開(kāi)關(guān)器件S2、第二電感L2構(gòu)成了一個(gè)負(fù)載供電回路。
[0037]當(dāng)該升壓變換器不工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)，即工作于升壓狀態(tài)時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩個(gè)開(kāi)關(guān)管時(shí)而導(dǎo)通時(shí)而關(guān)斷，控制第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi)，升壓原理同現(xiàn)有技術(shù)。
[0038]當(dāng)電流檢測(cè)器件Rs檢測(cè)到的電流大于預(yù)設(shè)電流時(shí)，說(shuō)明第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通時(shí)，第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件中存在閉合的開(kāi)關(guān)器件，此時(shí)控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
[0039]在本發(fā)明實(shí)施例1中，第一開(kāi)關(guān)器件SI和第二開(kāi)關(guān)器件S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件具體可以為繼電器開(kāi)關(guān)，也可以為接觸器開(kāi)關(guān)；電流檢測(cè)器件Rs具體可以為分流器電阻，也可以為電流互感器。
[0040]可見(jiàn)，采用本發(fā)明實(shí)施例1的升壓變換器，當(dāng)該升壓變換器工作于輸入電壓高于輸出電壓的狀態(tài)時(shí)，能夠減少電能損耗，提高電路效率，并且考慮到了開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通同時(shí)開(kāi)關(guān)器件閉合的故障情況，能夠避免開(kāi)關(guān)管被損壞。
[0041]上述實(shí)施例1中電流檢測(cè)器件也可以位于其它位置，例如下述實(shí)施例2。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例2提供的升壓變換器，包括:三電平升壓電路、第一開(kāi)關(guān)器件S1、第二開(kāi)關(guān)器件S2、第一電流檢測(cè)器件Rsl和第二電流檢測(cè)器件Rs2，其中:
[0044]第一開(kāi)關(guān)器件SI并聯(lián)于三電平升壓電路中第一二極管Dl的兩端；第一開(kāi)關(guān)器件SI的通態(tài)阻抗小于第一二極管Dl的通態(tài)阻抗；
[0045]第二開(kāi)關(guān)器件S2并聯(lián)于三電平升壓電路中第二二極管D2的兩端；第二開(kāi)關(guān)器件S2的通態(tài)阻抗小于第二二極管D2的通態(tài)阻抗；
[0046]第一電流檢測(cè)器件Rsl和三電平升壓電路中第一開(kāi)關(guān)管Ql串聯(lián)構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)管支路；第一開(kāi)關(guān)管支路的第一端和三電平升壓電路中第一電感LI的一端、第一二極管Dl的陽(yáng)極相連；
[0047]第二電流檢測(cè)器件Rs2和三電平升壓電路中第二開(kāi)關(guān)管Q2串聯(lián)構(gòu)成第二開(kāi)關(guān)管支路；第二開(kāi)關(guān)管支路的第二端和三電平升壓電路中第二電感L2的一端、第二二極管D2的陰極相連；
[0048]第一開(kāi)關(guān)管支路的第二端和第二開(kāi)關(guān)管支路的第一端相連；兩個(gè)開(kāi)關(guān)管支路的連接點(diǎn)和三電平升壓電路中兩個(gè)電容C