[发明专利]基于碳化硅MOSFET的单相双推挽升压电路及升压方法

说明书

本发明公开了一种基于碳化硅MOSFET的单相双推挽升压电路及升压方法，前级采用推挽升压电路并用模拟推挽控制电路进行控制，后级采用全桥整流电路；推挽式电路使用两个开关管，并将其连接成推挽功率放大器，两个推挽变压器初级并联，次级串联；变换电路在控制电路PWM波信号的驱动下，两个开关管不断交替通断，将直流输入电压变换成交流高频脉冲电压，再经整流滤波将脉冲交流变成直流高压；本设计具有低损耗、效率高、安全性高、电路简单、电磁干扰小等优点。

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于碳化硅MOSFET的单相双推挽升压电路及升压方法。

背景技术

随着汽车行业地不断发展，人们在使用中对汽车功能的要求也越来也高。在坐车的长途旅途中，由于没有交流电源可供使用，人们的野营大灯、笔记本电脑，数码相机等设备一旦没电就影响了正常使用，造成诸多不便。这些产品基本上都是由工频交流电供电，而车上大多只提供12V的直流电，故车载逆变电源逐步成为汽车必不可少的电器设备。

目前市场上车载逆变电源具有损耗大、价格高、功率低等缺点，这对提高汽车室内舒适度带来极大的影响。车载供电一般为直流12V左右，为了能向后级用电电器提供交流电能，逆变装置至关重要。而在直流升压模块是逆变装置中一个至关重要的组成，它的发展水平对逆变器的性能起到了决定性作用。考虑汽车内恶劣的工作环境对开关电源的电气性能、空间大小、抗干扰能力和安全性都有较高的要求，因此提高开关电源的前级升压的效率显得及其重要。目前广泛采用的升压电路往往是半桥变换电路、全桥变换电路、推挽变换电路等，推挽式电路所用开关器件少，拓扑结构简单，驱动也简单。而且变压器铁芯双向励磁，因此在铁芯尺寸相同的情况下，推挽电路能够比正激式电路输出更大的功率，所以适用于原边电压比较低的功率变换器。所以本发明专利基于推挽电路进行改进。

发明内容

1、发明目的。

本发明提出了一种基于碳化硅MOSFET的单相双推挽升压电路及升压方法，实现了12V电压转360V，并且本发明专利对推挽式直流升压部分的关键器件，如高频变压器和MOSFET功率器件进行了重点设计和选取，提高了车载逆变电源的抗干扰性和工作稳定性。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明公开了一种模拟控制的车载逆变器直流升压电路，前级采用推挽升压电路并用模拟推挽控制电路进行控制，后级采用全桥整流电路；推挽式电路使用两个开关管，并将其连接成推挽功率放大器，两个推挽变压器初级并联，次级串联；变换电路在控制电路PWM波信号的驱动下，两个开关管不断交替通断，将直流输入电压变换成交流高频脉冲电压，再经整流滤波将脉冲交流变成直流高压。

所述的推挽升压电路中DC/DC直流升压系统由第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一二极管D1、第二二极管(D4)、第三二极管D7、第四二极管D10、第一高频变压器T1、第二高频变压器T2共同构成；其初级的两个独立的推挽主电路分别连接输入电源，并采用相同时序的控制信号；该电路利用两个变压器次级漏感之和作为串联谐振电感。

更进一步，所述推挽升压中的开关管为Cree公司的碳化硅MOSFET，型号为C3D20060D。

更进一步，所述的电路中高频变压器T₁、T₂选择EE55作为磁芯。

更进一步，所述的高频变压器T₁、T₂频率均为50kHz，高频变压器T₁的原边LP1、LP2和高频变压器原边LP3、LP4的匝数均为2匝，副边匝数均为31匝。

更进一步，所述的高频变压器T₁、T₂中原边绕组均采用1.4mm线径的漆包线20股并绕的方法；副边绕组均采用0.8mm线径的漆包线2股并绕。