變換電壓的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變換電壓的裝置。本發(fā)明提供的變換電壓的裝置由降壓電路和升壓電路級聯(lián)而成，采用本發(fā)明提供的變換電壓的裝置既可以進(jìn)行降壓，也可以進(jìn)行升壓，還可以進(jìn)行升降壓，輸入電壓與輸出電壓的極性相同，避免了開關(guān)管電壓應(yīng)力過高，同時(shí)減少了電子元件數(shù)量。
【專利說明】
變換電壓的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種變換電壓的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了獲得連續(xù)可調(diào)的輸出電壓，要求變換電壓的裝置同時(shí)具有升壓和降壓的功能。相關(guān)技術(shù)中采用單管Buck-Boost升降壓電路或者全橋隔離型功率變換器實(shí)現(xiàn)升降壓。
[0003]雖然采用單管Buck-Boost升降壓電路能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓，但是輸出電壓與輸入電壓的極性相反，并且主開關(guān)管上的電壓應(yīng)力很高，為輸入電壓與輸出電壓之和，因此不適用于大功率場合，并且過高的電壓應(yīng)力也對輸出電壓的可調(diào)范圍造成了限制。
[0004]采用全橋隔離型功率變換器會(huì)因?yàn)楦哳l變壓器的采用而使得效率較低，而且每個(gè)功率器件的電應(yīng)力都很高，導(dǎo)致體積龐大且元器件容易損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種變換電壓的裝置，以實(shí)現(xiàn)將固定直流電壓轉(zhuǎn)換為連續(xù)可調(diào)的可變直流電壓。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種變換電壓的裝置，所述變壓裝置包括:
[0007]輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔離元件；
[0008]其中，所述輸入端電容并聯(lián)于所述裝置的輸入電壓正極端和所述裝置的輸入電壓負(fù)極端之間，所述第一降壓開關(guān)管的第一端與所述裝置的輸入電壓正極端連接，所述第一降壓開關(guān)管的第二端與所述電感的第一端連接，所述續(xù)流元件的第一端與所述電感的第一端連接，所述續(xù)流元件的第二端與所述輸入電壓負(fù)極端連接；
[0009]所述輸出端電容并聯(lián)于所述輸出電壓正極端和所述裝置的輸出電壓負(fù)極端之間，所述第一升壓開關(guān)管的第一端與所述電感的第二端連接，所述第一升壓開關(guān)管的第二端與所述輸出電壓負(fù)極端連接，所述隔離元件的第一端與所述輸出電壓正極端連接，所述隔離元件的第二端與所述電感的第二端連接；
[0010]所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入，所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端供可變直流電壓輸出。
[0011]可選地，所述續(xù)流元件為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管，所述隔離元件為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。
[0012]可選地，所述續(xù)流元件和所述隔離元件均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管；
[0013]所述續(xù)流元件為第二升壓開關(guān)管，所述隔離元件為第二降壓開關(guān)管，所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出，所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出。
[0014]可選地，所述第一降壓開關(guān)管，所述續(xù)流元件，所述電感，所述第一升壓開關(guān)管，所述隔離元件組成變換電壓組件；
[0015]所述變換電壓組件的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述變換電壓組件均并聯(lián)于所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端之間。
[0016]可選地，所述變換電壓組件的數(shù)量為三個(gè)。
[0017]可選地，多個(gè)所述變換電壓組件共用所述輸入端電容和所述輸出端電容。
[0018]本發(fā)明提供的變換電壓的裝置包括:輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔離元件。其中，輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感可以組成降壓電路，并且電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔離元件可以組成升壓電路。因此，本發(fā)明提供的變換電壓的裝置由降壓電路和升壓電路級聯(lián)而成，采用本發(fā)明提供的變換電壓的裝置既可以進(jìn)行降壓，也可以進(jìn)行升壓，還可以進(jìn)行升降壓，輸入電壓與輸出電壓的極性相同，避免了開關(guān)管電壓應(yīng)力過高，同時(shí)減少了電子元件數(shù)量。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種變換電壓的裝置的示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明提供的一種變換電壓的裝置的另一示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明提供的一種變換電壓的裝置的另一示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明公開了一種變換電壓的裝置，該裝置包括:輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔離元件。其中，輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感可以組成降壓電路，并且電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔離元件可以組成升壓電路。因此，本發(fā)明提供的變換電壓的裝置由降壓電路和升壓電路級聯(lián)而成，降壓電路可以是Buck電路或其他具有降壓功能的電路，升壓電路可以是Boost電路或其他具有升壓功能的電路。
[0026]請參考圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種變換電壓的裝置的示意圖。該裝置100包括:輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端，以供固定直流電壓輸入。裝置100還包括輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端，以供可變直流電壓輸出。如圖1所示，該裝置100還包括:輸入端電容101，第一降壓開關(guān)管102，續(xù)流元件103，電感104，輸出端電容201，第一升壓開關(guān)管202，隔離元件203。
[0027]如圖1所示，各元件之間的連接關(guān)系為:輸入端電容101并聯(lián)于輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端之間，第一降壓開關(guān)管102的第一端與輸入電壓正極端連接，第一降壓開關(guān)管102的第二端與電感的第一端連接，續(xù)流元件103的第一端與電感104的第一端連接，續(xù)流元件103的第二端與輸入電壓負(fù)極端連接。輸出端電容201并聯(lián)于輸出電壓正極端和輸出電壓負(fù)極端之間，第一升壓開關(guān)管202的第一端與電感104的第二端連接，第一升壓開關(guān)管202的第二端與輸出電壓負(fù)極端連接，隔離元件203的第一端與輸出電壓正極端連接，隔離元件203的第二端與電感104的第二端連接。
[0028]針對本發(fā)明提供的變換電壓的裝置，可以在輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端之間輸入固定直流電壓，經(jīng)變換電壓的裝置對輸入的固定直流電壓進(jìn)行變換，即可輸出可變直流電壓。
[0029]舉例來講，在輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端之間輸入460V直流電壓，經(jīng)變換電壓的裝置對輸入的460V直流電壓進(jìn)行變換，即可輸出可調(diào)范圍是O至550V的直流電壓。
[0030]可選地，續(xù)流元件103為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管，隔離元件203為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。
[0031]續(xù)流元件103功能為續(xù)流，即保持電感電流繼續(xù)流動(dòng)下去而不是突然變?yōu)镺。隔離元件203的功能為隔離。即當(dāng)電源給電感104充電的時(shí)候，隔離元件203中的二極管的反向截止特性能夠?qū)㈦娫簇?fù)端與輸出端電容201正極端隔開，防止兩者連通而發(fā)生短路。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，可以使用二極管作為續(xù)流元件，也可以使用內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管作為續(xù)流元件。如圖1所示，續(xù)流元件103和隔離元件203均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。如圖2所示，續(xù)流元件103和隔離元件203均為二極管。
[0033]可選地，續(xù)流元件103和隔離元件203均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。在這種情況下，續(xù)流元件103為第二升壓開關(guān)管，隔離元件203為第二降壓開關(guān)管，所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出，所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出。
[0034]如圖1所示，續(xù)流元件103和隔離元件203均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。在續(xù)流元件103和隔離元件203均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管的情況下，變換電壓的裝置可以實(shí)現(xiàn)雙向變換。
[0035]也就是說，變換電壓的裝置既可以將在輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端之間輸入的固定直流電壓轉(zhuǎn)換為可變直流電壓，然后輸出至輸出電壓正極端和輸出電壓負(fù)極端之間。變換電壓的裝置也可以將在輸出電壓正極端和輸出電壓負(fù)極端之間輸入的固定直流電壓轉(zhuǎn)換為可變直流電壓，然后輸出至輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端之間。
[0036]如果在輸出電壓正極端和輸出電壓負(fù)極端之間輸入固定直流電壓，且在輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端之間輸出可變直流電壓，則續(xù)流元件103為第二升壓開關(guān)管，隔離兀件203為第二降壓開關(guān)管，相應(yīng)地，第一降壓開關(guān)管102作為隔尚兀件，第一升壓開關(guān)管202作為續(xù)流元件?？蛇x地，所述第一降壓開關(guān)管，續(xù)流元件，電感，第一升壓開關(guān)管，隔離元件組成變換電壓組件;所述變換電壓組件的數(shù)量分別為多個(gè)，多個(gè)所述變換電壓組件均并聯(lián)于所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端之間，多個(gè)所述變換電壓組件均并聯(lián)于所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端之間。
[0037]在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高開關(guān)頻率，降低輸出的直流電壓的紋波，可以將第一降壓開關(guān)管102，續(xù)流元件103，電感104，第一升壓開關(guān)管202，隔離元件203組成變換電壓組件。然后將多個(gè)變換電壓組件并聯(lián)于輸入電壓正極端和輸入電壓負(fù)極端之間。
[0038]可選地，所述變換電壓組件的數(shù)量分別為三個(gè)。
[0039]舉例來講，變換電壓的裝置中的變換電壓組件的數(shù)量是一個(gè)，則開關(guān)頻率為14kHz。如果將變換電壓的裝置中的變換電壓組件的數(shù)量增加至3個(gè)，則可以將開關(guān)頻率提升至原來的3倍，S卩42kHz。此外，輸出的直流電壓的紋波相比原來也有所降低。
[0040]可選地，多個(gè)所述變換電壓組件共用所述輸入端電容和所述輸出端電容。
[0041]請參考圖3，圖3為本發(fā)明提供的變換電壓的裝置的另一示意圖。如圖3所示，續(xù)流元件和隔離元件均為二極管。圖3中變換電壓組件的數(shù)量為3個(gè)，圖3中3個(gè)變換電壓組件共用輸入端電容和輸出端電容。以節(jié)約電路制作成本，減少元件的數(shù)量。
[0042]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0044]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變換電壓的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 輸入端電容，第一降壓開關(guān)管，續(xù)流兀件，電感，輸出端電容，第一升壓開關(guān)管，隔尚兀件； 其中，所述輸入端電容并聯(lián)于所述裝置的輸入電壓正極端和所述裝置的輸入電壓負(fù)極端之間，所述第一降壓開關(guān)管的第一端與所述裝置的輸入電壓正極端連接，所述第一降壓開關(guān)管的第二端與所述電感的第一端連接，所述續(xù)流元件的第一端與所述電感的第一端連接，所述續(xù)流元件的第二端與所述輸入電壓負(fù)極端連接； 所述輸出端電容并聯(lián)于所述輸出電壓正極端和所述裝置的輸出電壓負(fù)極端之間，所述第一升壓開關(guān)管的第一端與所述電感的第二端連接，所述第一升壓開關(guān)管的第二端與所述輸出電壓負(fù)極端連接，所述隔離元件的第一端與所述輸出電壓正極端連接，所述隔離元件的第二端與所述電感的第二端連接； 所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入，所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端供可變直流電壓輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述續(xù)流元件為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管，所述隔離元件為二極管或內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述續(xù)流元件和所述隔離元件均為內(nèi)置有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管； 所述續(xù)流元件為第二升壓開關(guān)管，所述隔離元件為第二降壓開關(guān)管，所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出，所述輸出電壓正極端和所述輸出電壓負(fù)極端供固定直流電壓輸入或供可變直流電壓輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一降壓開關(guān)管，所述續(xù)流元件，所述電感，所述第一升壓開關(guān)管，所述隔離元件組成變換電壓組件； 所述變換電壓組件的數(shù)量分別為多個(gè)，多個(gè)所述變換電壓組件均并聯(lián)于所述輸入電壓正極端和所述輸入電壓負(fù)極端之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述變換電壓組件的數(shù)量為三個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，多個(gè)所述變換電壓組件共用所述輸入端電容和所述輸出端電容。
【文檔編號】H02M3/158GK106059301SQ201610671948
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610671948.9, CN 106059301 A, CN 106059301A, CN 201610671948, CN-A-106059301, CN106059301 A, CN106059301A, CN201610671948, CN201610671948.9
【發(fā)明人】張迪, 陳龍
【申請人】北京飛躍新能科技有限公司