[发明专利]一种不隔离降压型直流-直流变换器

说明书

技术领域

本发明涉及直流-直流变换领域,具体涉及一种不隔离降压型直流-直流变换器。

背景技术

随着电力电子技术的进步，人们对电源设备的要求也越来越高，要求高效率及高功率密度。在不隔离的降压变换器中BUCK电路经常被采用，BUCK电路因其电路结构简单，效率较高的优点，得到了广泛的应用，尤其是在小功率的应用场合。但在大功率高输入输出电压的应用条件下，BUCK电路有其局限性，其一为该电路在大功率应用中，效率还不够高，一般其效率达到94%左右就不错了，其二还有一个令人担忧的危险，担心因为功率开关的损坏或者控制电路的损坏所导致的电路直通，使得输出电压大幅上升而导致用电设备的损坏。

BUCK电路的构成为：输入电源加在电子开关上，电子开关的一端接输出电感及续流二极管的负极，续流二极管的正极接地，输出电感的另一端接输出滤波电容C1，输出电感与滤波电容C1的相接点即为BUCK电路的输出。其电路原理示意图参见图1，其工作过程为:控制器根据输出稳压的要求，产生PWM控制信号，控制电子开关的工作，电子开关导通时，由电源给输出电感储能，并给输出电容充电及给负载供电，电子开关关断时，二极管续流由输出电感以所储存的能量和输出滤波电容共同给负载供电。由BUCK电路的上述结构及工作原理可见，BUCK电路在变换中要处理所输出的全部功率，其电子开关的开关损耗、电感的损耗及续流二极管的损耗，都与这个全功率相关，因此其效率很难做得很高。另外，因BUCK电路是由输入电源经串联电子开关的PWM调制后，不隔离直接输出的，当电子开关意外击穿时，更多的可能是因为控制电路失效时，由于是直接驱动，而导致电子开关直通的情况出现，此时将出现灾难性的后果，输入电压直接加在负载上，使得所供电的设备损坏。这是每个要采用BUCK电路的应用环境必须要关注的问题，尤其是在高输出电压，高输出功率的条件下更应考虑的问题。也正是因为这个安全因素，在有不少大功率高输出电压的应用中，人们不得不放弃采用该电路，使得BUCK电路在此类应用中受到较大的影响。

发明内容

为了克服现有BUCK电路在输出高电压大功率时存在的问题，本发明提出一种不隔离降压型直流-直流变换器，在输出高电压大功率的应用条件下,同时具有高效率和高安全性，基本避免直通的危险。

一种不隔离降压型直流-直流变换器，包括：分别反向并联有二极管的第一～第四电子开关器件S₁～S₄，第一、二谐振电容C₁、C₂，滤波电容C₁₀，隔直电容C₃，谐振电感L₁，高频变压器T₁，第一、二整流二极管D₁、D₂，输出滤波电感L₂，输出滤波电容C₂₀，移相全桥稳压控制电路，第一、二脉冲变压器T₂、T₃，以及纹波抑制电感L₃；