[实用新型]一种半桥变换器和平衡电路

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及变换器电路，尤其涉及一种半桥变换器和平衡电路。

[背景技术]

传统半桥变换器的结构如图1所示，包括功率开关管Q3，功率开关管Q4、分压电容EC1、分压电容EC2和隔直电容Cr。功率开关管Q3和功率开关管Q4组成半桥的桥臂；分压电容EC1、分压电容EC2串接后形成的电容分压支路与直流电源并接。隔直电容Cr的一端接分压电容EC1与分压电容EC2之间的连接点，另一端作为半桥变换器的输出端接负载的一端；功率开关管Q3与功率开关管Q4的连接点作为半桥变换器的另一个输出端接负载另一端。

因元器件的不一致性，会导致分压电容EC1和EC2的工作电压偏移较大。特别是在轻载或者空载时，这种分压电容工作电压的不一致性影响更加的明显。导致电路的一边应力加大，一边应力减轻。

当功率开关管Q3导通时，分压电容EC1通过功率开关管Q3和Cr给负载传输能量。当功率开关管Q4导通时，分压电容EC2通过功率开关Q4和隔直电容Cr给负载传输能量。在理想的情况下，分压电容EC1和EC2的有效值电压在完整的工作周期内是相等的。隔直电容Cr的正负向电压也是相等的。但在实现的应运中。因元件的离散性，电路不可能做到完全对称。特别是在负载较轻的情况下，这种不对称的现象更是严重。所以也就产生了分压电容EC1和EC2相差较大的情况。这种情况轻者影响电路的工作状态，重者可引起元器件的烧毁。所以如果不加任何的措施，电路将会存在较大的安全隐患。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自动调节两个分压电容工作电压的半桥变换器，以保证半桥变换器安全运行。

本实用新型另一个要解决的技术问题是提供一种能够自动调节半桥变换器两个分压电容工作电压，以保证半桥变换器安全运行的平衡电路。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自动调节半桥变换器两个分压电容工作电压的平衡电路。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种半桥变换器，包括直流电源、隔直电容、正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路、第二能量泄放支路、与直流电源并接的电容分压支路和半桥交流桥臂；隔直电容的第一端接电容分压支路的中点，另一端为半桥变换器的第一输出端；半桥交流桥臂的中点为半桥变换器的第二输出端，正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。

以上所述的半桥变换器，正向电压检测支路包括第一二极管、第三电阻和第五电阻，第一二极管的阴极接隔直电容的第一端，第五电阻的第一端接隔直电容的第二端；第三电阻的一端接第一二极管的阳极，另一端接第五电阻的第二端；第一能量泄放支路包括第一开关管和第一电阻，第一开关管和第一电阻串联；第一开关管的控制端接第五电阻的第二端；负向电压检测支路包括第二二极管、第四电阻和第六电阻，第二二极管的阳极接隔直电容的第一端，第六电阻的第一端接隔直电容的第二端；第四电阻的一端接第一二极管的阴极，另一端接第六电阻的第二端；第二能量泄放支路包括第二开关管和第二电阻，第二开关管和第二电阻串联；第二开关管的控制端接第六电阻的第二端。

以上所述的半桥变换器，正向电压检测支路包括第一TVS管，第一TVS管与第五电阻并接；负向电压检测支路包括第二TVS管，第二TVS管与第六电阻并接。

以上所述的半桥变换器，包括第七电阻和第八电阻，第七电阻的一端接直流电源的正极，另一端接电容分压支路的中点；第八电阻的一端接直流电源的负极，另一端接电容分压支路的中点。

以上所述的半桥变换器是三电平半桥变换器或二电平半桥变换器。

一种半桥变换器的平衡电路，包括隔直电容、正向电压检测支路、负向电压检测支路、第一能量泄放支路和第二能量泄放支路；正向电压检测支路、负向电压检测支路分别与隔直电容并接，第一能量泄放支路的一端接半桥变换器直流电源的正极，另一端接隔直电容的第二端；第二能量泄放支路的一端接半桥变换器直流电源的负极，另一端接隔直电容的第二端；正向电压检测支路的信号输出端接第一能量泄放支路的控制信号输入端，负向电压检测支路的信号输出端接第二能量泄放支路的控制信号输入端。