專利名稱：電路拓撲結構可調整的功率電子變換器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬電力電子領域中的直流變換技術領域，特別是涉及一種電路拓撲結構可 調整的功率電子變換器。
技術背景在直流變換器的具體應用中，反激式變換器和正激式變換器占有多數。廣義而論，正 激式變換器的基本拓撲結構有單端正激、雙端正激、半橋、全橋和推挽。這些基本的拓 撲結構難以相互通用，因此在研究和學習這些變換器的特性過程中，往往需要搭建不同電 路拓撲結構的變換器，這不僅給學習和研究帶來了麻煩，也給變換器裝置的管理帶來了一 定的困難。為此有必要研制一套電路拓撲結構可變的功率變換器，在此變換器基礎上，可 以完成單端反激、雙端正激、半橋和全橋變換器的特性的學習和研究工作。 發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有變換器拓撲電路運行模式單一性的缺陷， 提供一種可以實現單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器運行模式的可調整結構的 拓撲電路，以滿足各類變換器的特性研究和學習之需。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種電路拓撲結構可調整的功率電子變換器，包括濾波電容C、 6個功率場效應管M1 M6、 2個阻容電路RC1 RC2、吸 收回路RCD1、變壓器T1、 2個接觸器J1 J2、輸出整流濾波電路，所述變壓器T1副邊與 所述輸出整流濾波電路電連接；所述的第一功率場效應管Ml、第五功率場效應管M5、第 二功率場效應管M2、第六功率場效應管M6串聯連接構成第一橋臂，且并聯于所述的濾波 電容C的兩端，所述的第一橋臂的中點與變壓器T1的一端相連接，所述第一橋臂的兩端 分別連接兩輸入端;所述的第一接觸器Jl串聯于第五功率場效應管M5與第一橋臂的中點； 所述的第一阻容電路RC1和第二阻容電路RC2分別并接于第五功率場效應管M5和第六功 率場效應管M6的兩端；所述的吸收回路RCD1并接于串聯的第一功率場效應管M1、第五功 率場效應管M5和第一接觸器J1的兩端；所述的第三功率場效應管M3、第四功率場效應管 M4串聯構成第二橋臂，所述的第二橋臂的中點與所述變壓器T1另一端相連接，所述第二 橋臂的兩端分別連接兩輸入端。所述的輸出整流濾波電路由第一整流二極管D8、第二整流二極管D9和第二接觸器J2 組成，其中第二整流二極管D9和第二接觸器J2串聯連接；所述的第一阻容電路RC1由第3一電阻Rl和第一電容Cl并聯連接；所述的第二阻容電路RC2由第二電阻R2和第二電容 C2并聯連接；吸收回路RCD1由第三電阻R3、第三電容C3并聯后再與第三整流二極管D7 串聯連接。 有益效果
本實用新型可以輕易實現單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器的運行模式， 具有結構新穎，功率變換器的運行模式適用范圍廣，使用方便等優點，有著廣闊的推廣應 用前景。
圖1是本實用新型的結構可調整變換器拓撲電路結構圖。
圖2是本實用新型的開關變換器處于全橋運行模式下的示意圖。
圖3是本實用新型的開關變換器處于半橋運行模式下的示意圖。
圖4是本實用新型的開關變換器處于雙端正激式運行模式下的示意圖。
圖5是本實用新型的開關變換器處于單端反激式運行模式下的示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本 實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容 之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申 請所附權利要求書所限定的范圍。
圖1是本實用新型的結構可調整變換器拓撲電路結構圖，本實用新型的變換器拓撲電 路包括濾波電容C、功率場效應管M1—6、阻容電路RC1—2、吸收回路RCD1、變壓器T、 輸出整流濾波電路。所述變壓器Tl副邊與所述輸出整流濾波電路電連接；所述功率場效 應管M1、 M5、 M2、 M6串聯連接構成一橋臂，并聯于所述濾波電容C兩端，該串聯支路的 中點作為橋臂中點，與變壓器Tl原邊的一端電連接，該串聯支路兩端分別連接該橋臂的 兩輸入端；所述接觸器J1串聯于功率場效應管M5與上述橋臂中點；所述阻容電路RC1和 RC2分別并接于功率場效應管M5和M6兩端；所述吸收回路RCD1并接于功率場效應管Ml、 M5和接觸器J1串聯支路兩端；所述功率場效應管M3、 M4串聯構成另一橋臂，該串聯支路 的中點作為橋臂中點，與所述變壓器Tl原邊的另一端電連接，該串聯支路兩端分別連接 該橋臂的兩輸入端。
實施例l:實施本實用新型的開關變換器于全橋運行模式。實現該運行模式的前提施加、保持導通控制信號于功率場效應管M5、 M6，使其保持導通 狀態，則并聯于功率場效應管M5、 M6的阻容電路RC1、 RC2被短路；接觸器J1、 J2閉合， 等效電路如圖2所示，此即為傳統全橋型電路拓撲，通過交替控制對角功率場效應管M1、 M4和M2、 M3通斷，即可實現該變換器全橋模式運行。吸收回路RCD1的作用吸收并釋放 與之相對應的功率場效應管M1在通/斷狀態切換中產生的高壓，防止功率場效應管因電壓 應力過大而損壞。
實施例2:實施本實用新型的開關變換器于半橋運行模式。
實現該運行模式的前提施加、保持導通控制信號于功率場效應管M1、 M2，使其保持 導通狀態；施加、保持關斷控制信號于功率場效應管M5、 M6，使其保持關斷狀態。則電容 Cl、 C2串聯構成一橋臂，并聯于輸出濾波電容C兩端；接觸器J1、 J2閉合，等效電路如 圖3所示，此即為傳統半橋型電路拓撲。通過交替控制功率場效應管M3、 M4通斷，即可 實現該變換器半橋模式運行。
實施例3:實施本實用新型的開關變換器于雙端正激運行模式。
實現該運行模式的前提施加、保持導通控制信號于功率場效應管M5，使其保持導通 狀態；施加、保持關斷控制信號于功率場效應管M2、 M3、 M6，使其保持關斷狀態。則并聯 于功率場效應管M5阻容電路RC1被短路；接觸器Jl閉合，接觸器J2斷開，等效電路如 圖4所示。施加導通控制信號于功率場效應管M1、 M4，此時電流經濾波電容C正(上)端， 經M1—J1一T1一M4，回到濾波電容C負(下)端，變壓器T1電壓為左正右負；施加關斷 控制信號于功率場效應管M1、 M4，變壓器T1電壓為左負右正，勵磁電流流向從變壓器T1 右端，經功率場效應管M3、 M6、 M2的體寄生二極管D3—D6—D2，回到變壓器T1左端，實 現磁復位功能。吸收回路RCD1作用與實施例1相同，不再贅述。
實施例4:實施本實用新型的開關變換器于單端反激運行模式。
實現該運行模式的前提施加、保持導通控制信號于功率場效應管M2、 M6，使其保持 導通狀態；施加、保持關斷控制信號于功率場效應管M1、 M4、 M5，使其保持關斷狀態，則 并聯于功率場效應管M6阻容電路RC2被短路；接觸器J1、 J2均斷開，等效電路如圖5所 示。施加導通控制信號于功率場效應管M2，此時，D8出于斷態，由于接觸器J2斷開，D9 亦處于斷態，變壓器Tl原邊繞組的電流線性增長，電感儲能增加；施加關斷控制信號于 功率場效應管M2后，變壓器T1原邊繞組的電流被切斷，使其變壓器中的磁場能量通過變 壓器Tl副邊繞組和D8向輸出端釋放。本實用新型采用上述設計方案，通過對功率場效應管Ml—6、 Jl和J2的控制，可以輕易 實現單端反激式、雙端正激式、半橋、全橋變換器的運行模式。
權利要求1.一種電路拓撲結構可調整的功率電子變換器，包括濾波電容(C)、6個功率場效應管(M1～M6)、2個阻容電路(RC1～RC2)、吸收回路(RCD1)、變壓器(T1)、2個接觸器(J1～J2)、輸出整流濾波電路，其特征在于所述變壓器(T1)副邊與所述輸出整流濾波電路電連接；所述的第一功率場效應管(M1)、第五功率場效應管(M5)、第二功率場效應管(M2)、第六功率場效應管(M6)串聯連接構成第一橋臂，且并聯于所述的濾波電容(C)的兩端，所述的第一橋臂的中點與變壓器(T1)的一端相連接，所述第一橋臂的兩端分別連接兩輸入端；所述的第一接觸器(J1)串聯于第五功率場效應管(M5)與第一橋臂的中點；所述的第一阻容電路(RC1)和第二阻容電路(RC2)分別并接于第五功率場效應管(M5)和第六功率場效應管(M6)的兩端；所述的吸收回路(RCD1)并接于串聯的第一功率場效應管(M1)、第五功率場效應管(M5)和第一接觸器(J1)的兩端；所述的第三功率場效應管(M3)、第四功率場效應管(M4)串聯構成第二橋臂，所述的第二橋臂的中點與所述變壓器(T1)另一端相連接，所述第二橋臂的兩端分別連接兩輸入端。
2. 根據權利要求1所述的一種電路拓撲結構可調整的功率電子變換器，其特征在于所 述的輸出整流濾波電路由第一整流二極管(D8)、第二整流二極管(D9)和第二接觸器(J2)組成，其中第二整流二極管(D9)和第二接觸器(J2)串聯連接；所述的第一 阻容電路(RC1)由第一電阻(Rl)和第一電容(Cl)并聯連接；所述的第二阻容電路 (RC2)由第二電阻(R2)和第二電容(C2)并聯連接；吸收回路(RCD1)由第三電阻 (R3)、第三電容(C3)并聯后再與第三整流二極管(D7)串聯連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電路拓撲結構可調整的功率電子變換器，變壓器T1副邊與輸出整流濾波電路電連接；功率場效應管M1、M5、M2、M6串聯連接構成第一橋臂，且并聯于濾波電容C的兩端，第一橋臂的中點與變壓器T1的一端相連接，第一橋臂的兩端分別連接兩輸入端；第一接觸器J1串聯于功率場效應管M5與第一橋臂的中點；阻容電路RC1、RC2分別并接于功率場效應管M5和M6的兩端；吸收回路RCD1并接于串聯的功率場效應管M1、M5和第一接觸器J1的兩端；功率場效應管M3、M4串聯構成第二橋臂，第二橋臂的中點與所述變壓器T1另一端相連接，第二橋臂的兩端分別連接兩輸入端。本實用新型具有結構新穎，使用方便的優點。
文檔編號H02M3/135GK201388151SQ200920070050
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者張楨陽, 方建安, 毛立民, 焦慶堂, 革 陳, 陳家新 申請人:東華大學