一種用于變換器的均壓電路的制作方法

本發明涉及一種用于變換器的均壓電路。

背景技術：

隨著市場對大功率電源的需求越來越多，目前市場上很多采用高輸入、輸出電壓供電，在高壓情況下，變換器內部元器件（例如輸入、輸出電容等）電壓應力相應增大。因此，如圖1所示，常采用兩個或者更多相同變換器的串、并聯技術來滿足電源性能要求，特別是為了滿足電源穩定性（紋波、環路等），通常在輸入、輸出端采用兩個或者更多相等容值的電容并、串聯，理想情況下每個變換器的參數一致，這樣每個變換器的輸入、輸出電壓由于電容分壓降低到N分之一（N為變換器個數，N≥2），相應開關電壓應力可以同樣減低。圖1中僅示出兩個相等輸入、輸出電容串聯框圖，多于兩個相等電容串聯框圖，只要依次增加，不再示出。

但實際電路中,由于輸入、輸出電容本身內部參數（如ESR等）差異、變換器中控制電路參數的離散性導致驅動脈寬不一致等因素，會使輸入、輸出電容上的電壓不能均壓。特別在每路參數差異很大，變換器工作于輕載下，有可能造成輸入、輸出電容嚴重不均壓，會使得電容、開關管、輸出整流二極管等元器件耐壓不夠而損壞變換器。

上述缺陷，值得解決。

技術實現要素：

為了克服現有的技術的不足，本發明提供一種用于變換器的均壓電路。

本發明技術方案如下所述：

一種用于變換器的均壓電路，其特征在于，包括變壓器和若干個串聯的輸出電容，所述變壓器設有兩個或以上的共磁芯的原邊線圈，所述原邊線圈的個數與所述輸出電容的個數相同，其中，

第N個原邊線圈的同名端通過單向導電的第N1開關管連接第N1電感，所述第N1電感另一端連接第N個輸出電容的正端；所述第N個原邊線圈的同名端連接第N1功率開關管的源極，所述第N1功率開關管的漏極連接第N2二極管的陰極，所述第N2二極管的陽極連接所述第N個輸出電容的正端；所述第N個原邊線圈的同名端還連接第N4二極管的陰極，所述第N4二極管的陽極連接所述第N個輸出電容的負端；

所述第N個原邊線圈的異名端連接第N2功率開關管的漏極，所述第N2功率開關管的源極連接所述第N個輸出電容的負端；所述第N個原邊線圈的異名端還連接第N3二極管的陽極，所述第N3二極管的陰極連接所述第N個輸出電容的正端。

根據上述方案的本發明，其特征在于，所述第N1開關管為二極管，所述二極管的陽極連接所述第N個原邊線圈的同名端，其陰極連接所述第N1電感。

根據上述方案的本發明，其特征在于，所述第N1開關管為功率開關管。

根據上述方案的本發明，其特征在于，各個所述原邊線圈的匝數相同，同名端相同。

根據上述方案的本發明，其有益效果在于，本發明適用于高輸入、輸出電壓電源變換器電路，使得整個變壓過程中輸入、輸出電容的電壓能夠達到均壓，均壓效果好；保護電容、開關管、輸出整流二極管等元器件不會損壞，整個過程控制簡單、可靠性高。本發明電路應用廣泛，同時具有隔離效果。

附圖說明

圖1為現有技術中變換器具體實施例的電路圖。

圖2為本發明中一具體實施例的電路圖。

圖3為圖2中電路的電流流向圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及實施方式對本發明進行進一步的描述：

一種用于變換器的均壓電路，包括變壓器和若干個串聯的輸出電容，變壓器設有兩個或以上的共磁芯的原邊線圈，原邊線圈的個數與輸出電容的個數相同。

如圖2所示，以均衡變換器輸出端兩個串聯輸出電容（容值相等）電壓（對于輸入、輸出端多于兩個相等輸出電容且串聯，依此類似，不再說明）為例進行原理說明。圖中包含一個變壓器T1，該變壓器T1包含兩個共磁芯的原邊線圈T1-A、T1-B，兩個原邊線圈T1-A、T1-B匝數相同，同名端相同。

原邊線圈T1-A與第三二極管D3、第一功率開關管Q1、第二功率開關管Q2相串聯，原邊線圈T1-A的同名端連接第一功率開關管Q1的源極，第三二極管D3的陽極連接到變換器第五輸出電容C5的正端，第三二極管D3的陰極連接到第一功率開關管Q1的漏極；第二功率開關管Q2的源極連接到變換器輸出端兩電容第五輸出電容C5和第六輸出電容C6的中點（即第六輸出電容C6的正極），其漏極連接原邊線圈T1-A的異名端，同時原邊線圈T1-A的同名端連接單向導電的第N1開關管DN1（優選為第一二極管D1，第一二極管D1也可以采用功率開關管替代。在其他實施例中也可以采用有源開關管代替，開關管可以包含MOSFET管、可控硅、IGBT、等功率開關管半導體器件。）的陽極，第一二極管D1的陰極，第N1開關管DN1通過電感L1（此電感感量變換范圍可以從0到無窮大）連接到變換器第五輸出電容C5的正端；原邊線圈T1-A的同名端連接第六二極管D6的陰極，第六二極管D6的陽極連接到輸出端第五輸出電容C5和第六輸出電容C6的中點，原邊線圈T1-A的異名端通過第五二極管D5連接到變換器輸出正端。

在優選實施例中，原邊線圈T1-A的同名端連接第一二極管D1的陽極，第一二極管D1的陰極連接電感L1。

原邊線圈T1-B與第四二極管D4、第三功率開關管Q3、第四功率開關管Q4相串聯，原邊線圈T1-B的同名端連接第三功率開關管Q3的源極，第四二極管D4的陽極連接到變換器第六輸出電容C6的正端，第四二極管D4的陰極連接到第三功率開關管Q3的漏極；第四功率開關管Q4的源極連接到變換器輸出端第六輸出電容C6的負端，其漏極連接原邊線圈T1-B的異名端，同時原邊線圈T1-B的同名端連接第二二極管D2的陽極，第二二極管D2的陰極通過電感L2連接到變換器第六輸出電容C6的正端；原邊線圈T1-B的同名端連接第八二極管D8的陰極，第八二極管D8的陽極連接第六輸出電容C6的負端，原邊線圈T1-B的異名端通過第七二極管D7連接到變換器輸出端第五輸出電容C5和第六輸出電容C6的中點。

如圖3所示，本發明的結構原理為：

第一功率開關管Q1、第二功率開關管Q2、第三功率開關管Q3、第四功率開關管Q4驅動完全相同且各自占空比小于50%，當給一個脈沖時，四個功率管同時導通，兩個串聯輸出電容電壓均壓時，上下兩個繞組電路工作一致，沒有能量交換。當兩個變換器的輸入電壓不一致時，假設Vout/2>VDC2，根據電磁感應定律，由于第四二極管D4的存在，輸入高壓一路（T1-A）的感應電壓將輸入電壓低那路(T1-B)頂“死”，輸出高壓端的能量將通過變壓器繞組T1-B和第二二極管D2、第二電感L2傳遞到輸出低壓端，其電流流向如圖3中的箭頭所示，從而達到均壓效果。其相關整流和續流原理同熟知的雙管正激拓撲原理一樣，在此不詳細闡述。同理，如果Vout/2<VDC2時，其工作原理同上。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。

上面結合附圖對本發明專利進行了示例性的描述，顯然本發明專利的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明專利的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明專利的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍內。