CN117650707B - 一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，包括依次连接的全桥逆变电路，全桥逆变电路，包括的元件有：第一mos管Q21、第二mos管Q22、第三mos管Q23、第四mos管Q24；所述第一mos管Q21的D漏极、第三mos管Q23的D漏极、第一并联二级管D21的阴极与VBUS相连接。该一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，由第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23原边并联，输出副边绕组进行了串联；由于每一只变压器工艺参数一致，储存的能量必然也是一致的，输出功率即等于三只变压器的总和；实现了无需均流的设计；输出器件明显减少。
Description
技术领域
本发明涉及整流电路技术领域，具体为一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路。
背景技术
将较低的输入电压转换成较高电压输出在工业界有着广泛的应用。例如专利文献1（专利名称：一种改进型倍流整流电路，公开号为：CN109560715A），能够提供更大的输出电流和更小的输出电压纹波，其电路原理图如图1所示，传统的倍流整流电路会有以下几个缺点:需要二个输出电感，体积大，质量大；无法保证两个滤波电感高度一致，所以流经两个电感的电流会有差异导致偏磁产生；这几个缺点都在一定程度阻碍了倍流整流电路的发展。
该发明将传统倍流电路进行改进，在直流端加了第三电感 L3，第一电感 L1、第二电感L2 是两个电感量比第三电感 L3 小很多的电感，在实际电路中大大减少了电感的总体积、质量，节约空间，由于 L1、L2 电感量很小，在制造中两者电感量差异很小，流经的电流差异也很小，解决了两个电感因差异大引起的偏磁问题。
但是该发明的缺点在大功率大电流输出中主变压器体积较大，且制成工艺较为复杂，不利于在大功率应用中实现，如实现多主变压器实现较大功率、电流输出一般采用变压器原边串联，然后副边采用单路整流并联后输出；其优点可以实现功能，但整流电路难以实现功率密度化设计；且整流器件、倍流电感数量、成本将成倍的增加，会出现每一路电流不平衡，要使每一路的输出电流平衡，通常会设计输出均流电路，这个工程设计带来一定的设计难度；其拓扑如图2所示。
由T201、T202、T203三只主变压器通过原边串联的方式连在一起，第一路T201由D1、D2、L1、L2、C1组成的整流电路；第二路T202由D3、D4、L3、L4、C2组成的整流电路；第三路T23由D5、D6、L5、L6、C3组成的整流电路；然后输出并联在一起输出；这样的缺陷时每一组输出电流会不平衡，每一只变压器做功不一致，严重时会出现偏磁等现象。
发明内容
（一）解决的技术问题
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路。
（二）技术方案
基于此，本发明提供如下技术方案：一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，包括依次连接的全桥逆变电路，全桥逆变电路，包括的元件有：第一mos管Q21、第二mos管Q22、第三mos管Q23、第四mos管Q24、第一并联二极管D21、第二并联二极管D22、饱和电感Lr1、第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23、第一电感L01、第二电感L02、第一二极管D01、第二二极管D02、滤波电容C、感性负载RL；
所述第一mos管Q21的D漏极、第三mos管Q23的D漏极、第一并联二极管D21的阴极与VBUS相连接；所述第二mos管Q22、第四mos管Q24的S源极、第四开关管(Q4)的发射极、第二并联二极管D22的阳极与PGND相连接；所述第一mos管Q21的S源极、第二mos管Q22的D漏极与饱和电感Lr1的左端相连接，所述第一并联二极管D21的阳极、第二并联二极管D22的阴极、第三mos管Q23的S源极、第四mos管Q24的D漏极与饱和电感Lr1的右端相连接。
优选的，所述第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23为原边并联，输出副边绕组串联结构，所述第一主变压器T21的一、二号引脚、第二主变压器T22的一、二号引脚、第三主变压器T23的一、二号引脚与第三 mos 管Q23的 S 源极和第四 mos管Q24的D 漏极相连接，所述第一主变压器T21的三、四号引脚、第二主变压器T22的三、四号引脚、第三主变压器T23的三、四号引脚与饱和电感Lr1的右端相连接。
优选的，所述第一主变压器T21的五号引脚与第一电感L01的上端相连接，所述第一电感L01的下端与第二电感L02的上端相连接。
优选的，所述第二电感L02与第三主变压器T23的七、八号引脚相连接。
优选的，所述第一电感L01与第一二极管D01的阳极相连接，所述第二电感L02与第二二极管D02的阳极相连接。
优选的，所述第一二极管D01的阴极、第二二极管D02的阴极与滤波电容C相连接，所述滤波电容C的右端连接有感性负载RL。
优选的，所述第一电感L01和第二电感L02采用磁性电感。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，具备以下有益效果：
该一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，由第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23原边并联，输出副边绕组进行了串联；由于每一只变压器工艺参数一致，储存的能量必然也是一致的，输出功率即等于三只变压器的总和；实现了无需均流的设计；输出器件明显减少。
附图说明
图1为本发明专利文献1的整流电路的原理图；
图2为本发明专利文献1的整流电路拓扑的原理图；
图3为本发明整流电路的原理图；
图4为本发明产品应用电路图一；
图5为本发明产品应用电路图二。
图中：第一mos管-Q21、第二mos管-Q22、第三mos管-Q23、第四mos管-Q24、第一并联二极管-D21、第二并联二极管-D22、饱和电感-Lr1、第一主变压器-T21、第二主变压器-T22、第三主变压器-T23、第一电感-L01、第二电感-L02、第一二极管-D01、第二二极管-D02、滤波电容-C、感性负载-RL。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图3，一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，包括依次连接的全桥逆变电路，全桥逆变电路，其特征在于：包括的元件有：第一mos管Q21、第二mos管Q22、第三mos管Q23、第四mos管Q24、第一并联二极管D21、第二并联二极管D22、饱和电感Lr1、第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23、第一电感L01、第二电感L02、第一二极管D01、第二二极管D02、滤波电容C、感性负载RL；第一mos管Q21的D漏极、第三mos管Q23的D漏极、第一并联二极管D21的阴极与VBUS相连接；第二mos管Q22、第四mos管Q24的S源极、第四开关管(Q4)的发射极、第二并联二极管D22的阳极与PGND相连接；第一mos管Q21的S源极、第二mos管Q22的D漏极与饱和电感Lr1的左端相连接，第一并联二极管D21的阳极、第二并联二极管D22的阴极、第三mos管Q23的S源极、第四mos管Q24的D漏极与饱和电感Lr1的右端相连接，第一主变压器T21、第二主变压器T22、第三主变压器T23为原边并联，输出副边绕组串联结构，第一主变压器T21的一、二号引脚、第二主变压器T22的一、二号引脚、第三主变压器T23的一、二号引脚与第三 mos 管Q23的 S 源极和第四 mos管Q24的 D 漏极相连接，第一主变压器T21的三、四号引脚、第二主变压器T22的三、四号引脚、第三主变压器T23的三、四号引脚与饱和电感Lr1的右端相连接，第一主变压器T21的五号引脚与第一电感L01的上端相连接，第一电感L01的下端与第二电感L02的上端相连接，第二电感L02与第三主变压器T23的七、八号引脚相连接，第一电感L01与第一二极管D01的阳极相连接，第二电感L02与第二二极管D02的阳极相连接，第一二极管D01的阴极、第二二极管D02的阴极与滤波电容C相连接，滤波电容C的右端连接有感性负载RL，第一电感L01和第二电感L02采用磁性电感。
实施例2
本发明技术得到实际产品设计，并得到市场的验证可行性，如图4和图5所示，第一mos管Q21的G栅极、第二mos管Q22的G栅极、第三mos管Q23的G栅极、第四mos管Q24的G栅极连接DCD模块，第一mos管Q21、第二mos管Q22、第三mos管Q23、第四mos管Q24上连接有电容，电容功率可以为470pF/2000V，主变压器可以设置有多只（不限于3只）组成的原边并联；同时不限于电源的拓扑LLC全桥、LLC半桥；半桥、全桥；移相全桥的等拓扑，输出副边串联的技术核心；采用的单路倍流等技术的应用，降低BOM成本，提高产品概率密度、效率提升、制成成本、减少了功率器件。带来了实际的可观效益；此技术发明在产品化中，设计独到、简洁可靠的、最大成本化的设计。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，包括依次连接的全桥逆变电路，全桥逆变电路，其特征在于：包括的元件有：第一mos管（Q21）、第二mos管（Q22）、第三mos管（Q23）、第四mos管（Q24）、第一并联二极管（D21）、第二并联二极管（D22）、饱和电感（Lr1）、第一主变压器（T21）、第二主变压器（T22）、第三主变压器（T23）、第一电感（L01）、第二电感（L02）、第一二极管（D01）、第二二极管（D02）、滤波电容（C）、感性负载（RL）；
所述第一mos管（Q21）的D漏极、第三mos管（Q23）的D漏极、第一并联二极管（D21）的阴极与VBUS相连接；所述第二mos管（Q22）的S源极、第四mos管（Q24）的S源极、第二并联二极管（D22）的阳极与PGND相连接；所述第一mos管（Q21）的S源极、第二mos管（Q22）的D漏极与饱和电感（Lr1）的左端相连接，所述第一并联二极管（D21）的阳极、第二并联二极管（D22）的阴极与饱和电感（Lr1）的右端相连接；
所述第一主变压器（T21）、第二主变压器（T22）、第三主变压器（T23）为原边并联，输出副边绕组串联结构，所述第一主变压器（T21）的一、二号引脚、第二主变压器（T22）的一、二号引脚、第三主变压器（T23）的一、二号引脚与第三 mos 管（Q23）的 S 源极和第四 mos管（Q24）的 D 漏极相连接，所述第一主变压器（T21）的三、四号引脚、第二主变压器（T22）的三、四号引脚、第三主变压器（T23）的三、四号引脚与饱和电感（Lr1）的右端相连接；
所述第一主变压器（T21）的五、六号引脚与第一电感（L01）的上端相连接，所述第一电感（L01）的下端与第二电感（L02）的上端相连接，所述第二电感（L02）的下端与第三主变压器（T23）的七、八号引脚相连接；
所述第一电感（L01）的上端与第一二极管（D01）的阳极相连接，所述第二电感（L02）的下端与第二二极管（D02）的阳极相连接；
所述第一二极管（D01）的阴极、第二二极管（D02）的阴极与滤波电容（C）的上端相连接，滤波电容（C）的下端与第一电感（L01）的下端和第二电感（L02）的上端相连接，所述滤波电容（C）上并联连接有感性负载（RL）。
2.根据权利要求1所述的一种高频变压器串并联倍流输出的整流电路，其特征在于：所述第一电感（L01）和第二电感（L02）采用磁性电感。
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