[发明专利]一种大功率高变比升压电路

摘要

本发明公开了一种大功率高变比升压电路，包括：前级推挽升压子电路（1）、后级BOOST稳压子电路（3）和中间级谐振整流子电路（2）。采用两级式级联结构：前级推挽升压子电路（1）的输出滤波电感和后级BOOST稳压子电路（3）滤波电感共用一个电感，减小了电路的体积和成本且谐振电容C5的加入不仅可与原边折射到副边的漏感形成谐振，实现能量传递的最大化，还可实现第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2的软开关，进一步提高电路转换效率。

主权项

一种大功率高变比升压电路，包括：前级推挽升压子电路（1）和后级BOOST稳压子电路（3），其特征在于还包括：中间级谐振整流子电路（2）；所述前级推挽升压子电路（1），包括：第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2、第一原边绕组Tp1、第二原边绕组Tp2、第一吸收电容C1、第二吸收电容C2、第三吸收电容C3、第四吸收电容C4、第一吸收电阻R1和第二吸收电阻R2；中间级谐振整流子电路（2），包括：副边绕组Ts、第一整流二级管D1、第二整流二级管D2、第三整流二级管D3、第四整流二级管D4和谐振电容C5；后级BOOST稳压子电路（3），包括：滤波电感L1、第三功率三极开关管S3、续流二极管D5和输出滤波电容Cf；第一功率三极开关管S1的漏极与第一原边绕组Tp1的同名端连接；第二功率三极开关管S2的漏极与第二原边绕组Tp2的异名端连接；第一原边绕组Tp1的异名端和第二原边绕组Tp2的同名端连接到外接电源U的正极；第一功率三极开关管S1和第二功率三极开关管S2的源极连接到外接电源U的负极；第一吸收电容C1的一端与第一原边绕组Tp1的同名端连接；第一吸收电容C1的另一端与第一原边绕组Tp1的异名端连接；第一吸收电阻R1的一端与第一原边绕组Tp1的同名端连接；第一吸收电阻R1的另一端与第二吸收电容C2的一端连接；第二吸收电容C2的另一端与第一原边绕组Tp1的异名端连接；第三吸收电容C3的一端与第二原边绕组Tp2的同名端连接；第三吸收电容C3的另一端与第二原边绕组Tp2的异名端连接；第二吸收电阻R2的一端与第二原边绕组Tp2的同名端连接；第二吸收电阻R2的另一端与第四吸收电容C4的一端连接；第四吸收电容C4的另一端与第二原边绕组Tp2的异名端连接；第一整流二级管D1的阳极和第三整流二级管D3的阴极连接到副边绕组Ts的同名端；第二整流二级管D2的阳极和第四整流二级管D4的阴极连接到副边绕组Ts的异名端；第一整流二级管D1的阴极、第二整流二级管D2的阴极和谐振电容C5的一端均与滤波电感L1一端相连接；第三整流二级管D3的阳极、第四整流二级管D4的阳极和谐振电容C5的另一端均与输出电压Uo负端连接；滤波电感L1的另一端分别与续流二极管D5的阳极、第三功率三极开关管S3的漏极连接；续流二极管D5的阴极连接到输出电压Uo正端；第三功率三极开关管S3的源极连接到输出电压Uo负端；输出滤波电容Cf的正端连接到输出电压Uo正端；输出滤波电容Cf的负端连接到输出电压Uo负端；所述大功率高变比升压电路分为两个工作区间：推挽电路负半周期工作，变压器负向磁化，第三功率三极开关管S3调制工作；推挽电路正半周期工作，变压器正向磁化，第三功率三极开关管S3调制工作；推挽电路负半周期工作，变压器负向磁化，第三功率三极开关管S3调制工作，第二整流二级管D2和第三整流二级管D3起整流作用，此阶段共包含四个工作模态：工作模态一：第一功率三极开关管S1和第三功率三极开关管S3导通，第二功率三极开关管S2截止，第一原边绕组Tp1负向激励，第二整流二级管D2和第三整流二级管D3整流工作，续流二极管D5截止，输出通过输出滤波电容Cf为负载Ro放电；工作模态二：第一功率三极开关管S1导通，第二功率三极开关管S2和第三功率三极开关管S3截止，第一原边绕组Tp1负向激励，第二整流二级管D2和第三整流二级管D3整流工作，续流二极管D5导通，输出同时为输出滤波电容Cf和负载Ro供电；工作模态三：第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2和第三功率三极开关管S3全部截止，第一原边绕组Tp1仍保持负向激励，第二整流二级管D2和第三整流二级管D3仍起整流作用，续流二极管D5导通，输出同时为输出滤波电容Cf和负载Ro供电；工作模态四：第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2截止，第三功率三极开关管S3导通，第一原边绕组Tp1仍保持负向激励，第二整流二级管D2和第三整流二级管D3仍起整流作用，续流二极管D5截止，输出通过输出滤波电容Cf为负载Ro放电；推挽电路正半周期工作，变压器正向磁化，第三功率三极开关管S3调制工作，第一整流二级管D1和第四整流二级管D4起整流作用，此阶段共包含四个工作模态，顺次表述为：工作模态五：第二功率三极开关管S2和第三功率三极开关管S3导通，第一功率三极开关管S1截止，第二原边绕组Tp2正向激励，第一整流二级管D1和第四整流二级管D4整流工作，续流二极管D5截止，输出通过输出滤波电容Cf为负载Ro放电；工作模态六：第二功率三极开关管S2导通，第一功率三极开关管S1和第三功率三极开关管S3截止，第二原边绕组Tp2正向激励，第一整流二级管D1和第四整流二级管D4整流工作，续流二极管D5导通，输出同时为输出滤波电容Cf和负载Ro供电；工作模态七：第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2和第三功率三极开关管S3全部截止，第二原边绕组Tp2仍保持正向激励，第一整流二级管D1和第四整流二级管D4仍起整流作用，续流二极管D5导通，输出同时为输出滤波电容Cf和负载Ro供电；工作模态八：第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2截止，第三功率三极开关管S3导通，第二原边绕组Tp2仍保持正向激励，第一整流二级管D1和第四整流二级管D4仍起整流作用，续流二极管D5截止，输出通过输出滤波电容Cf为负载Ro放电。