一种集成一体化串联并联组合式双反激电路变换器

摘要

本发明公开了一种集成一体化串联并联组合式双反激电路变换器，包括开关管、变压器、PWM控制芯片、滤波电路、整流电路和反馈及保护电路。变换器采用集成一体化设计，DC/DC变换器功率电路采用两组反激电路并联组合而成双反激电路，每组反激电路中采用两个开关管串联，实现集成一体化串联并联组合式双反激电路，此电路可以适用于输入超高电压为DC800V～DC1000V，输出参数为DC12V～DC28V，功率100Ｗ以下要求的变换器设计，具有可靠性高、冗余并联和输入超高电压范围的特点。

主权项

一种集成一体化串联并联组合式双反激电路变换器，包括开关管Q1、Q2、Q3、Q4、变压器T1、T2、PWM控制电路、输入滤波电容C1、输出滤波电容C2、整流二极管D1、D2、反馈及过压保护电路和过流保护电路；其特征在于：直流电源与输入滤波电容C1相连，开关管Q1和开关Q2串联变压器T1功率回路中；开关管Q3和开关Q4串联变压器T2功率回路中；开关管Q1的漏极和开关管Q3的漏极联与输入滤波电路的输出正端相连，变压器T1的初级线圈的同名端与开关管Q1的源极相连，变压器T1的初级线圈的的异名端与开关管Q2的漏极相连；变压器T2的初级线圈的同名端与开关管Q3的源极相连，变压器T1的初级线圈的的异名端与开关管Q4的漏极相连；开关管Q2、Q4的源极与输入滤波电容C1的输出负端相连，开关管Q1、Q2和Q3、Q4的栅极分别与PWM控制电路的两个控制端相连，变压器T1、T2的次级异名端分别连接整流二极管D1和D2，当开关管Q1、Q2和Q3、Q4交替工作时，变压器T1、T2储能分别经过整流二极管D1和D2交替对负载释放能量，电容C2起到输出滤波的作用，电源模块输入端开关管串联实现开关管分压的作用，将每个开关管承受的电压平均分压，实现输入超高电压为DC800V～DC1000V时，开关管不受到耐压限制，可以正常工作，输入和输出两套功率回路并联起到功率扩充和冗余的作用，反馈及过压保护电路和过流保护电路的输出端分别通过光耦芯片Q5和Q6与PWM控制电路反馈输入端相连；主控芯片UCC2808A正常工作，驱动A和驱动B交错开通，当驱动A通时，驱动B闭；驱动B通时，驱动A闭，由于主控芯片的死区时间自身设定，不需外加其他元器件改变死区时间，所以不存在两组驱动同时开通的情况；根据控制芯片两组驱动交错开通的原理，当驱动A开通同时驱动开关管Q1和Q2，电源模块输入功率回路导通，根据反激电路原理，变压器T1自身初级和次级匝比耦合特性，变压器T1初级输入储存能量，此时次级输出整流二极管不导通；当驱动A不开通，开关管Q1和Q2不工作时，变压器初级和次级变换同名端相位，此时次级输出整流二极管D1导通，将变压器T1储存的能量释放给负载；当驱动B开通同时驱动开关管Q3和Q4，电源模块输入功率回路导通，根据反激电路原理，变压器T2自身初级和次级匝比耦合特性，变压器T2初级输入储存能量，此时次级输出整流二极管不导通；当驱动B不开通，开关管Q3和Q4不工作时，变压器初级和次级变换同名端相位，此时次级输出整流二极管D2导通，将变压器T2储存的能量释放给负载；变换器两组功率回路输入和输出为并联关系，控制芯片两组驱动交错开通，所以变压器T1回路工作时，变换器T1储存能量，变压器T2释放能量，同理变压器T2回路工作时，变换器T2储存能量，变压器T1释放能量，实现两个独立地变压器交替储存能量和传递输出能量，达到功率扩展的功能；由于变换器输入为超高电压DC800V～DC1000V，单只开关管Q1很难承受如此高的耐压，所以采用两只相同型号和参数的开关管串联，实现开关管承受耐压平均分压，这样单只开关管承受只是原来耐压的一半电压，实现输入超高电压设计；当变换器工作，驱动A同时驱动开关管Q1和Q2，开关管Q1和Q2同时开通，变压器T1功率回路导通，变压器T1储能，驱动A无驱动，开关管Q1和Q2同时关闭，变压器T1功率回路不导通，变压器T1通过输出整流二极管D1将储存能量释放到负载；同理，驱动B同时驱动开关管Q3和Q4，开关管Q3和Q4同时开通，变压器T2功率回路导通，变压器T2储能，驱动B无驱动，开关管Q3和Q4同时关闭，变压器T2功率回路不导通，变压器T2通过输出整流二极管D2将储存能量释放到负载。