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箝位保护电路、谐振电路及变换器.pdf

摘要
申请专利号:

CN201210134596.5

申请日:

2012.05.03

公开号:

太阳城集团CN102709896B

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02H 9/04申请日:20120503|||公开
IPC分类号: H02H9/04; H02M3/335 主分类号: H02H9/04
申请人: 华为技术有限公司
发明人: 潘灯海; 张立; 赵胜求
地址: 518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼
优先权:
专利代理机构: 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 刘芳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201210134596.5

授权太阳城集团号:

102709896B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.21|||2012.11.28|||2012.10.03

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明实施例提供一种箝位保护电路、谐振电路及变换器。其中,箝位保护电路用于对待箝位电路进行箝位保护,包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件;第一箝位二极管和第二箝位二极管串联,构成桥臂;第一箝位二极管和第二箝位二极管分别与待箝位电路连接,箝位器件串接在桥臂的中间点与待箝位电路之间。本发明实施例还提供了包括本发明实施例提供的箝位保护电路的谐振电路和变换器。在本发明技术方案中,箝位保护电路通过使用一个箝位器件即可实现对对称半桥中两个谐振电容的箝位,减少了使用的箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。

权利要求书

权利要求书
1.   一种箝位保护电路,用于对待箝位电路进行箝位保护,其特征在于,包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件;
所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管分别与所述待箝位电路连接;所述箝位器件串接在所述桥臂的中间点与所述待箝位电路之间。

2.   根据权利要求1所述的箝位保护电路,其特征在于,所述箝位器件为双向瞬态电压抑制二极管TVS、双齐纳二极管ZENER、压敏电阻、气体放电管和电阻电容RC并联器件其中之一或其中至少之二的并联或串联组合。

3.   一种谐振电路,包括:箝位保护电路和对称半桥;所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述对称半桥的输入源连接并用于对所述对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;
其特征在于,所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端分别与所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的一端连接;所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的另一端分别与所述输入源相连接。

4.   根据权利要求3所述的谐振电路,其特征在于,所述对称半桥为LLC对称半桥,主要由所述输入源、所述第一谐振电容、所述第二谐振电容、第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、谐振电感和变压器构成;或者
所述对称半桥为LC对称半桥,主要由所述输入源、所述第一谐振电容、所述第二谐振电容、第一MOS管、第二MOS管、谐振电感和变压器构成。

5.   根据权利要求3或4所述的谐振电路,其特征在于,所述第一谐振电容位于所述桥臂的上桥臂,所述第一谐振电容的另一端与所述输入源的正极相连接;所述第二谐振电容位于所述桥臂的下桥臂,所述第二谐振电容的另一端与所述输入源的负极相连接。

6.   根据权利要求3或4所述的谐振电路,其特征在于,所述箝位器件为双向瞬态电压抑制二极管TVS、双齐纳二极管ZENER、压敏电阻、气体放电管或电阻电容RC并联器件其中之一或其中至少之二的并联或串联组合。

7.   一种谐振电路,包括:箝位保护电路和不对称半桥;
所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述不对称半桥的输入源连接并用于对所述不对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;
其特征在于,所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端与所述谐振电容或所述谐振电感的一端连接;所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源相连接。

8.   根据权利要求7所述的谐振电路,其特征在于,所述不对称半桥为LLC不对称半桥,主要由所述输入源、所述谐振电容、第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、所述谐振电感和变压器构成;或者
所述不对称半桥为LC不对称半桥,主要由所述输入源、所述谐振电容、第一MOS管、第二MOS管、所述谐振电感和变压器构成。

9.   根据权利要求7或8所述的谐振电路,其特征在于,所述谐振电容或所述谐振电感位于所述桥臂的上桥臂,所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的正极相连接。

10.   根据权利要求7或8所述的谐振电路,其特征在于,所述谐振电容或所述谐振电感位于所述桥臂的下桥臂,所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的负极相连接。

11.   根据权利要求7或8所述的谐振电路,其特征在于,所述箝位器件为双向瞬态电压抑制二极管TVS、双齐纳二极管ZENER、压敏电阻、气体放电管或电阻电容RC并联器件其中之一或其中至少之二的并联或串联组合。

12.   一种变换器,包括:箝位保护电路、对称半桥和整流电路;
所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述对称半桥的输入源连接并用于对所述对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;
所述整流电路与所述对称半桥相连接;
其特征在于,所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端分别与所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的一端连接;所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的另一端分别与所述输入源相连接。

13.   根据权利要求12所述的变换器,其特征在于,所述对称半桥为LLC对称半桥,主要由所述输入源、所述第一谐振电容、所述第二谐振电容、第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、谐振电感和变压器构成;或者
所述对称半桥为LC对称半桥,主要由所述输入源、所述第一谐振电容、所述第二谐振电容、第一MOS管、第二MOS管、谐振电感和变压器构成。

14.   根据权利要求12所述的变换器,其特征在于,所述整流电路为由第一整流MOS管、第二整流MOS管、输出电容和输出电阻构成的同步整流电路;或者
所述整流电路为由第一整流二极管、第二整流二极管、所述输出电容和所述输出电阻构成的二极管整流电路。

15.   根据权利要求12或13或14所述的变换器,其特征在于,所述第一谐振电容位于所述桥臂的上桥臂,所述第一谐振电容的另一端与所述输入源的正极相连接;所述第二谐振电容位于所述桥臂的下桥臂,所述第二谐振电容的另一端与所述输入源的负极相连接。

16.   根据权利要求12或13或14所述的变换器,其特征在于,所述箝位器件为双向瞬态电压抑制二极管TVS、双齐纳二极管ZENER、压敏电阻、气体放电管或电阻电容RC并联器件其中之一或其中至少之二的并联或串联组合。

17.   一种变换器,包括:箝位保护电路、不对称半桥和整流电路;
所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件所述箝位保护电路与所述不对称半桥的输入源连接并用于对所述不对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;
所述整流电路与所述对称半桥相连接;
其特征在于,所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端与所述谐振电容或所述谐振电感的一端连接;所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的正极或负极相连接。

18.   根据权利要求17所述的变换器,其特征在于,所述不对称半桥为LLC不对称半桥,主要由所述输入源、所述谐振电容、第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、所述谐振电感和变压器构成;或者
所述不对称半桥为LC不对称半桥,主要由所述输入源、所述谐振电容、第一MOS管、第二MOS管、所述谐振电感和变压器构成。

19.   根据权利要求17所述的变换器,其特征在于,所述整流电路为由第一整流MOS管、第二整流MOS管、输出电容和输出电阻构成的同步整流电路;或者
所述整流电路为由第一整流二极管、第二整流二极管、所述输出电容和所述输出电阻构成的二极管整流电路。

20.   根据权利要求17或18或19所述的变换器,其特征在于,所述谐振电容或所述谐振电感位于所述桥臂的上桥臂,所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的正极相连接。

21.   根据权利要求17或18或19所述的变换器,其特征在于,所述谐振电容或所述谐振电感位于所述桥臂的下桥臂,所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的负极相连接。

22.   根据权利要求17或18或19所述的变换器,其特征在于,所述箝位器件为双向瞬态电压抑制二极管TVS、双齐纳二极管ZENER、压敏电阻、气体放电管或电阻电容RC并联器件其中之一或其中至少之二的并联或串联组合。

说明书

说明书箝位保护电路、谐振电路及变换器
技术领域
本发明涉及电路技术,尤其涉及一种箝位保护电路、谐振电路及变换器。
背景技术
电压箝位控制是目前开关电源领域,尤其是目前广泛应用的LLC谐振拓扑中非常普遍的技术。为保护LLC谐振拓扑中的谐振电容及金属氧化物半导体场效应晶体(Metal Oxid Semiconductor,MOS)管不被应力损坏,必须采取电压箝位控制。
目前,较为常用的通过箝位保护电路进行电压箝位控制的谐振变换器如图1所示。图1所示电路主要包括:输入源10、由二极管11、箝位器件12、二极管13、箝位器件14构成的箝位电路、由谐振电容15、谐振电容16、MOS管17、MOS管18、谐振电感19、变压器20构成的谐振电路、以及由MOS管21、MOS管22、输出电容23和输出电阻24构成的整流电路。其中,箝位电路主要是利用二极管11和二极管13分别串联箝位器件121和箝位器件14,将谐振电容15和16的电压箝位在(V1+V2+V3)与‑(V4+V5)之间。其中,V1是输入源10的电压,V2是箝位器件12上的电压,V3是二极管11上的电压,V4是二极管13上的电压,V5是箝位器件14上的电压。其中,通过调节箝位器件12和14可实现箝位电压的调1节。
上述箝位电路具有简单、可靠、箝位电压可调等优点,但是由于需要的箝位器件数量较多,实现成本较高,占用空间较大。
发明内容
本发明实施例提供一种箝位保护电路、谐振电路及变换器,用以降低箝位电路的成本、减少箝位电路占用的空间。
本发明一方面提供一种箝位保护电路,用于对待箝位电路进行箝位保护,包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件;
所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管分别与所述待箝位电路连接;所述箝位器件串接在所述桥臂的中间点与所述待箝位电路之间。
一种谐振电路,包括:箝位保护电路和对称半桥;所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述对称半桥的输入源连接并用于对所述对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端分别与所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的一端连接;所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的另一端分别与所述输入源相连接。
本发明另一方面提供一种变换器,包括:箝位保护电路、对称半桥和整流电路;所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述对称半桥的输入源连接并用于对所述对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;所述整流电路与所述对称半桥相连接;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端分别与所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的一端连接;所述第一谐振电容和所述第二谐振电容的另一端分别与所述输入源相连接。
本发明又一方面提供一种谐振电路,包括:箝位保护电路和不对称半桥;所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件,所述箝位保护电路与所述不对称半桥的输入源连接并用于对所述不对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端与所述谐振电容或所述谐振电感的一端连接;所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源相连接。
本发明又一方面提供一种变换器,包括:箝位保护电路、不对称半桥和整流电路;所述箝位保护电路包括:第一箝位二极管、第二箝位二极管和箝位器件所述箝位保护电路与所述不对称半桥的输入源连接并用于对所述不对称半桥的第一谐振电容和第二谐振电容进行箝位保护;所述整流电路与所述对称半桥相连接;所述第一箝位二极管和所述第二箝位二极管串联,构成桥臂;所述第一箝位二极管的阴极与所述输入源的正极相连接,所述第二箝位二极管的阳极与所述输入源的负极相连接;所述箝位器件的一端与所述桥臂的中间点连接,所述箝位器件的另一端与所述谐振电容或所述谐振电感的一端连接;所述谐振电容或所述谐振电感的另一端与所述输入源的正极或负极相连接。
本发明一方面提供的箝位保护电路,使用两个箝位二极管相串联,构成桥臂,并且两个箝位二极管相串联与待箝位电路连接,从桥臂的中间点引出箝位器件,由箝位器件的一端与待箝位电路连接实现对待箝位电路的箝位,与现有技术相比使用的箝位器件的数量减少了,因此,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。
本发明另一方面提供的谐振电路,由箝位保护电路和对称半桥构成,其中,箝位保护电路使用两个箝位二极管相串联,构成桥臂,并从桥臂的中间点引出箝位器件,箝位器件的另一端分别与待箝位的两个谐振电容的一端连接,而两个谐振电容的另一端分别连接于对称半桥中的输入源的正极或负极,实现对两个谐振电容的箝位,与现有技术相比使用的箝位器件的数量减少了,因此,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。
本发明另一方面提供的交换器,由箝位保护电路、对称半桥和整流电路构成,其中,箝位保护电路使用两个箝位二极管相串联,构成桥臂,并从桥臂的中间点引出箝位器件,箝位器件的另一端分别与待箝位的两个谐振电容的一端连接,而两个谐振电容的另一端分别与对称半桥中的输入源的正极和负极连接,实现了对两个谐振电容的箝位,与现有技术相比使用的箝位器件的数量减少了,因此,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。
本发明又一方面提供的谐振电路,由箝位保护电路和不对称半桥构成,其中,箝位保护电路使用两个箝位二极管相串联,构成桥臂,并从桥臂的中间点引出箝位器件,箝位器件的另一端与待箝位的谐振电容或谐振电感的一端连接,而谐振电容或谐振电感的另一端与不对称半桥中的输入源的正极或负极相连,实现了对谐振电容或谐振电感的箝位,与现有技术相比使用的箝位器件的数量减少了,因此,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。
本发明又一方面提供的交换器,由箝位保护电路、不对称半桥和整流电路构成,其中,箝位保护电路使用两个箝位二极管相串联,构成桥臂,并从桥臂的中间点引出箝位器件,箝位器件的另一端与待箝位的谐振电容或谐振电感的一端连接,而谐振电容或谐振电感的另一端与不对称半桥中的输入源的正极或负极相连,实现了对谐振电容或谐振电感的箝位,与现有技术相比使用的箝位器件的数量减少了,因此,降低了箝位保护电路的成本,减少了箝位保护电路占用的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中通过箝位保护电路进行电压箝位控制的谐振变换器的结构示意图;
图2A为本发明一实施例提供的箝位保护电路的结构示意图;
图2B为本发明一实施例提供的使用箝位保护电路进行箝位时的一种电路连接关系示意图;
图2C为本发明一实施例提供的使用箝位保护电路进行箝位时的另一种电路连接关系示意图;
图2D为本发明一实施例提供的使用箝位保护电路进行箝位时的又一种电路连接关系示意图;
图3为本发明一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图4为本发明另一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图5为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图6为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图7为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图8为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图9为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图10为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图11为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图12为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图;
图13为本发明一实施例提供的交换器的结构示意图;
图14为本发明另一实施例提供的交流器的结构示意图;
图15为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图16为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图17为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图18为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图19为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图20为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图21为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图;
图22为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
图2A为本发明一实施例提供的箝位保护电路的结构示意图。本实施例的箝位保护电路用于对待箝位电路进行箝位保护。如图2A所示,本实施例的箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成了桥臂。第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2需要分别与待箝位电路连接。箝位器件CP串接在由第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2构成的桥臂的中间点A和待箝位电路之间。也就是说,箝位器件CP的一端连接于桥臂的中间点,另一端与待箝位电路连接。为了便于更加清楚的示出本实施例的箝位保护电路的结构,在图2A中未示出待箝位电路。
在此说明,中间点A和第一箝位二极管D1之间构成该桥臂的上桥臂部分,中间点A和第二箝位二极管D2之间构成该桥臂的下桥臂部分。
其中,待箝位电路视实际应用电路的不同会不同,本实施例对待箝位电路的结构不作限制,举例说明可以是谐振电路。
可选的,箝位器件CP可以是的双向瞬态电压抑制二极管(TVS)、双齐纳二极管(ZENER)、压敏电阻、气体放电管和电阻电容(RC)并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
其中,本实施例的箝位保护电路主要是对待箝位电路上的电压进行箝位,将待箝位电路上的电压箝位在某个范围内。其中,对待箝位电路上的电压进行箝位主要是对待箝位电路中的某个或某几个器件上的电压进行箝位。
可选的,使用本实施例的箝位保护电路对待箝位电路进行电压箝位时的一种电路连接可如图2B所示。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接,箝位器件CP一端与桥臂的中间点A连接,另一端与待箝位电路BQ的一端连接;而待箝位电路BQ的另一端与输入源DC的正极相连接,即待箝位电路位于桥臂的上桥臂。
基于图2B所示的电路结构,待箝位电路BQ上的电压会被箝位在在‑(VD2+VCP)和VDC+VD1+VCP之间。其中,VD1为第一箝位二极管D1的导通电压;VD2为第二箝位二极管D2的导通电压;VCP为箝位器件CP的导通电压;VDC为输入源DC的输出电压。
可选的,使用本实施例的箝位保护电路对待箝位电路进行电压箝位时的一种电路连接可如图2C所示。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接,箝位器件CP一端与桥臂的中间点A连接,另一端与待箝位电路BQ的一端连接;而待箝位电路BQ的另一端与输入源DC的负极相连接,即待箝位电路位于桥臂的下桥臂。
基于图2C所示的电路结构,待箝位电路BQ上的电压会被箝位在‑(VD2+VCP)和VDC+VD1+VCP之间。
可选的,使用本实施例的箝位保护电路对待箝位电路进行电压箝位时的一种电路连接可如图2D所示。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接,箝位器件CP一端与桥臂的中间点A连接,另一端分别与第一待箝位电路BQa和第二待箝位电路BQb的一端连接;而第一待箝位电路BQa的另一端与输入源DC的正极相连接,即待箝位电路位于桥臂的上桥臂;第二待箝位电路BQb的另一端与输入源DC的负极相连接,即待箝位电路位于桥臂的下桥臂。
在图2D中,待箝位电路包括两部分,即第一待箝位电路BQa和第二待箝位电路BQb。基于图2D所示的电路结构,第一待箝位电路BQa和第二待箝位电路BQb上的电压均会被箝位在‑(VD2+VCP)和VDC+VD1+VCP之间。
进一步,由于不同箝位器件CP的动作电压不同,因此,还可以通过更换箝位器件CP来改变待箝位电路的箝位电压范围。
由上述可见,本实施例提供的箝位保护电路,使用两个箝位二极管串联构成桥臂,并且两个箝位二极管相串联与待箝位电路连接,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将待箝位电路连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对待箝位电路的箝位,而与现有技术相比,不论待箝位电路中需要进行箝位的器件是一个还是两个,本实施例的箝位保护电路均使用一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间。
图3为本发明一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图3所示,本实施例的谐振电路包括:箝位保护电路和对称半桥。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
对称半桥包括:输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。其中,包括输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LLC对称半桥为例。即如图3所示,本实施例的对称半桥是由输入源DC、第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LLC对称半桥。其中,变压器T为励磁电感Lm为有限值的非理想变压器。其中,LLC对称半桥中的“LLC”是指谐振电感Lr、励磁电感Lm、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极(+)相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极(‑)相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端分别与第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的一端连接;第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的另一端分别与输入源DC的正极或负极相连接。
如图3所示,第一谐振电容Cr1位于桥臂的上桥臂,即第一谐振电容Cr1的另一端与输入源DC的正极相连接,而第二谐振电容Cr2位于桥臂的下桥臂,即第二谐振电容Cr2的另一端与输入源DC的负极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(即输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2上会产生较高的谐振电压。当第一谐振电容Cr1上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,第一谐振电容Cr1的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当第一谐振电容Cr1上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,第一谐振电容Cr1的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。同理,第二谐振电容Cr2上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,第二谐振电容Cr2的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当第二谐振电容Cr2上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,第二谐振电容Cr2的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的箝位电压范围可通过更换动作电压不同的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将两个谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对两个谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图4为本发明另一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图4所示,本实施例的谐振电路包括:箝位保护电路和对称半桥。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
对称半桥包括:输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。其中,包括输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LC对称半桥为例。即如图4所示,本实施例的对称半桥是由输入源DC、第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LC对称半桥。其中,变压器T为理想变压器,对应的励磁电感为无穷大(故未图示)。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极(+)相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极(‑)相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端分别与第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的一端连接;第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的另一端分别与输入源DC的正极或负极相连接。
如图4所示,第一谐振电容Cr1位于桥臂的上桥臂,即第一谐振电容Cr1的另一端与输入源DC的正极相连接,而第二谐振电容Cr2位于桥臂的下桥臂,即第二谐振电容Cr2的另一端与输入源DC的负极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
如图4所示,本实施例的谐振电路与图3所示谐振电路相类似,区别在于对称半桥的结构不同。
本实施例中箝位保护电路的工作原理与图3所示实施例中的箝位保护电路的工作原理相同,在此不再赘述。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将两个谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对两个谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图5为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图5所示,本实施例的谐振电路包括:箝位保护电路和不对称半桥。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
不对称半桥包括:输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr。其中,包括输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr的不对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LLC不对称半桥为例。即如图5所示,本实施例的不对称半桥是由输入源DC、谐振电容Cr、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LLC不对称半桥。其中,变压器T为励磁电感Lm为有限值的非理想变压器。其中,LLC不对称半桥中的“LLC”是指谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极(+)相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极(‑)相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端与谐振电容Cr的一端连接;谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极或负极相连接。
如图5所示,谐振电容Cr位于桥臂的上桥臂,谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(即输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。当谐振电容Cr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换动作电压不同的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图6为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图6所示,本实施例的谐振电路与图5所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,谐振电容Cr与谐振电感Lr的位置互换。如图6所示,谐振电感Lr位于桥臂的上桥臂,谐振电感Lr的一端与箝位器件CP连接,谐振电感Lr的另一端与输入源DC的正极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图5所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。当谐振电感Lr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图7为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图7所示,本实施例的谐振电路与图5所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,本实施例的谐振电容Cr位于桥臂的下桥臂,即谐振电容Cr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图5所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。谐振电容Cr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换动作电压不同的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图8为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图8所示,本实施例的谐振电路与图6所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,本实施例的谐振电感Lr位于桥臂的下桥臂,即谐振电感Lr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图6所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(即输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。谐振电感Lr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电感Lr的箝位电压范围可通过更换动作电压不同的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图9为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图9所示,本实施例的谐振电路包括:箝位保护电路和不对称半桥。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
不对称半桥包括:输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr。其中,包括输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr的不对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LC不对称半桥为例。即如图9所示,本实施例的不对称半桥是由输入源DC、谐振电容Cr、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LC不对称半桥。其中,变压器T为理想变压器,对应的励磁电感为无穷大(故未图示)。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极(+)相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极(‑)相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端与谐振电容Cr的一端连接;谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极或负极相连接。
如图9所示,谐振电容Cr位于桥臂的上桥臂,谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例的谐振电路与图5所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,不对称半桥的结构不同。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。当谐振电容Cr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图10为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图10所示,本实施例的谐振电路与图9所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,谐振电容Cr与谐振电感Lr的位置互换。如图9所示,谐振电感Lr位于桥臂的上桥臂,谐振电感Lr的一端与箝位器件CP连接,谐振电感Lr的另一端与输入源DC的正极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图9所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。当谐振电感Lr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图11为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图11所示,本实施例的谐振电路与图9所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,本实施例的谐振电容Cr位于桥臂的下桥臂,即谐振电容Cr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图9所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。谐振电容Cr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换动作电压不同的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图12为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图12所示,本实施例的谐振电路与图10所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,本实施例的谐振电感Lr位于桥臂的下桥臂,即谐振电感Lr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图10所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载有比较大的变化,或者输出的电压(输出的负载上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。谐振电感Lr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电感Lr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图13为本发明一实施例提供的交换器的结构示意图。如图13所示,本实施例的交换器包括:箝位保护电路、对称半桥和整流电路。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
对称半桥包括:输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。其中,包括输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LLC对称半桥为例。即如图13所示,本实施例的对称半桥是由输入源DC、第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LLC对称半桥。其中,变压器T为励磁电感Lm为有限值的非理想变压器。其中,LLC对称半桥中的“LLC”是指谐振电感Lr、励磁电感Lm、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。其中,谐振电路和对称半桥相连接。变压器T及整流电路构成对称半桥(即谐振电路)的输出负载。
如图13所示,本实施例的整流电路是由第一整流MOS管SR1、第二整流MOS管SR2、输出电容C1和输出电阻R1构成的同步整流电路。本实施例的整流电路除了是同步整流电路之外,还可以是由第一整流二极管、第二整流二极管、输出电容和输出电阻构成的二极管整流电路。其中,二极管整流电路与同步整流电路的区别在于,使用二极管作为整流器件,而不是MoS管。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管串联D2,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端分别与第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的一端连接;第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的另一端分别与输入源DC的正极或负极相连接。
如图13所示,第一谐振电容Cr1位于桥臂的上桥臂,即第一谐振电容Cr1的另一端与输入源DC的正极相连接,而第二谐振电容Cr2位于桥臂的下桥臂,即第二谐振电容Cr2的另一端与输入源DC的负极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即图13中的输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2上会产生较高的谐振电压。当第一谐振电容Cr1上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,第一谐振电容Cr1的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当第一谐振电容Cr1上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,第一谐振电容Cr1的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。同理,第二谐振电容Cr2上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,第二谐振电容Cr2的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当第二谐振电容Cr2上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,第二谐振电容Cr2的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的箝位电压范围还可以通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将两个谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对两个谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图14为本发明另一实施例提供的交流器的结构示意图。本实施例的交流器包括:箝位保护电路、对称半桥和整流电路。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
对称半桥包括:输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2。其中,包括输入源DC、第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LC对称半桥为例。即如图14所示,本实施例的对称半桥是由输入源DC、第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LC对称半桥。变压器T为理想变压器,对应的励磁电感为无穷大(故未图示)。其中,变压器T和整流电路构成对称半桥(即谐振电路)的输出负载。
整流电路与LC对称半桥相连接。如图14所示,本实施例的整流电路是由第一整流MOS管SR1、第二整流MOS管SR2、输出电容C1和输出电阻R1构成的同步整流电路。本实施例的整流电路除了是同步整流电路之外,还可以是由第一整流二极管、第二整流二极管、输出电容和输出电阻构成的二极管整流电路。其中,二极管整流电路与同步整流电路的区别在于,使用二极管作为整流器件,而不是MoS管。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端分别与第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的一端连接;第一谐振电容Cr1和第二谐振电容Cr2的另一端分别与输入源DC的正极或负极相连接。
如图14所示,第一谐振电容Cr1位于桥臂的上桥臂,即第一谐振电容Cr1的另一端与输入源DC的正极相连接,而第二谐振电容Cr2位于桥臂的下桥臂,即第二谐振电容Cr2的另一端与输入源DC的负极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
如图14所示,本实施例的谐振电路与图13所示谐振电路相类似,区别在于对称半桥的结构不同。
本实施例中箝位保护电路的工作原理与图13所示实施例中的箝位保护电路的工作原理相同,在此不再赘述。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将两个谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对两个谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图15为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图15所示,本实施例的交换器包括:箝位保护电路、不对称半桥和整流电路。
其中,其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
不对称半桥包括:输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr。其中,包括输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr的不对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LLC不对称半桥为例。即如图15所示,本实施例的不对称半桥是由输入源DC、谐振电容Cr、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LLC不对称半桥。其中,变压器T为励磁电感Lm为有限值的非理想变压器。其中,LLC不对称半桥中的“LLC”是指谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr。其中,整流电路和不对称半桥相连接。变压器T以及整流电路构成不对称半桥(即整流电路)的输出负载。
如图15所示,本实施例的整流电路是由第一整流MOS管SR1、第二整流MOS管SR2、输出电容C1和输出电阻R1构成的同步整流电路。本实施例的整流电路除了是同步整流电路之外,还可以是由第一整流二极管、第二整流二极管、输出电容和输出电阻构成的二极管整流电路。其中,二极管整流电路与同步整流电路的区别在于,使用二极管作为整流器件,而不是MoS管。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端与谐振电容Cr的一端连接;谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极或负极相连接。
如图15所示,谐振电容Cr位于桥臂的上桥臂,谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。当谐振电容Cr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积
图16为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图16所示,本实施例的交换器与图15所示实施例的交换器相类似,区别在于,谐振电容Cr和谐振电感Lr的位置互换。如图16所示,谐振电感Lr位于桥臂的上桥臂,谐振电感Lr的一端与箝位器件CP连接,谐振电感Lr的另一端与输入源DC的正极相连接。太阳城集团交换器的其他描述可参见图15所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。当谐振电感Lr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图17为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图17所示,本实施例的交换器与图15所示实施例的交换器相类似,区别在于,本实施例的谐振电容Cr位于桥臂的下桥臂,即谐振电容Cr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团交换器的其他描述可参见图15所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。谐振电容Cr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图18为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图18所示,本实施例的交换器与图16所示实施例的交换器相类似,区别在于,本实施例的谐振电感Lr位于桥臂的下桥臂,即谐振电感Lr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团交换器的其他描述可参见图16所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。谐振电感Lr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电感Lr的箝位电压范围可通过选择箝位器件CP的动作电压来确定,从而实现箝位电压范围的可调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图19为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图19所示,本实施例的交换器包括:箝位保护电路、不对称半桥和整流电路。
其中,箝位保护电路包括:第一箝位二极管D1、第二箝位二极管D2和箝位器件CP。
不对称半桥包括:输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr。其中,包括输入源DC、谐振电容Cr和谐振电感Lr的不对称半桥可由多种实现结构。本实施例以LC不对称半桥为例。即如图19所示,本实施例的不对称半桥是由输入源DC、谐振电容Cr、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、谐振电感Lr和变压器T构成的LC不对称半桥。其中,变压器T为理想变压器,对应的励磁电感为无穷大(故未图示)。整流电路与不对称半桥相连接。变压器T以及整流电路构成不对称半桥(即整流电路)的输出负载。
如图19所示,本实施例的整流电路是由第一整流MOS管SR1、第二整流MOS管SR2、输出电容C1和输出电阻R1构成的同步整流电路。本实施例的整流电路除了是同步整流电路之外,还可以是由第一整流二极管、第二整流二极管、输出电容和输出电阻构成的二极管整流电路。其中,二极管整流电路与同步整流电路的区别在于,使用二极管作为整流器件,而不是MoS管。
其中,第一箝位二极管D1和第二箝位二极管D2串联,构成桥臂。第一箝位二极管D1的阴极与输入源DC的正极相连接,第二箝位二极管D2的阳极与输入源DC的负极相连接。箝位器件CP的一端与桥臂的中间点A连接,箝位器件CP的另一端与谐振电容Cr的一端连接;谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极或负极相连接。
如图19所示,谐振电容Cr位于桥臂的上桥臂,谐振电容Cr的另一端与输入源DC的正极相连接。
可选的,箝位器件CP可以是双向TVS管、双ZENER管、压敏电阻、气体放电管或RC并联器件其中之一或其组合,但不限于此。
本实施例的谐振电路与图15所示实施例的谐振电路相类似,区别在于,不对称半桥的结构不同。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。当谐振电容Cr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图20为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图20所示,本实施例的交换器与图19所示实施例的交换器相类似,区别在于,谐振电容Cr与谐振电感Lr的位置互换。如图20所示,谐振电感Lr位于桥臂的上桥臂,谐振电感Lr的一端与箝位器件CP连接,谐振电感Lr的另一端与输入源DC的正极相连接。太阳城集团谐振电路的其他描述可参见图19所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。当谐振电感Lr上的电压高于VCD+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP被导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VCD+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图21为本发明又一实施例提供的交换器的结构示意图。如图21所示,本实施例的交换器与图19所示实施例的交换器相类似,区别在于,本实施例的谐振电容Cr位于桥臂的下桥臂,即谐振电容Cr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团交换器的其他描述可参见图19所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(即输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电容Cr上会产生较高的谐振电压。谐振电容Cr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电容Cr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电容Cr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电容Cr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电容分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电容的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
图22为本发明又一实施例提供的谐振电路的结构示意图。如图22所示,本实施例的交换器与图20所示实施例的交换器相类似,区别在于,本实施例的谐振电感Lr位于桥臂的下桥臂,即谐振电感Lr的另一端与输入源DC的负极相连接。太阳城集团交换器的其他描述可参见图20所示实施例的描述,在此不再赘述。
本实施例中箝位保护电路的工作原理如下:
如果输出的负载(即输出电阻R1)有比较大的变化,或者输出的电压(输出电阻R1上的电压)从一定输出电压跳变到另一输出电压,或者输出短路瞬间,由于固有的谐振过程,在谐振电感Lr上会产生较高的谐振电压。谐振电感Lr上的电压高于VDC+VD1+VCP时,第一箝位二极管D1和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最高被箝位在VDC+VD1+VCP,当谐振电感Lr上的电压低于‑(VD2+VCP)时,第二箝位二极管D2和箝位器件CP导通,谐振电感Lr的电压最低被箝位在‑(VD2+VCP)。
进一步,谐振电感Lr的箝位电压范围可通过更换不同动作电压的箝位器件CP实现调节。
在本实施例中,箝位保护电路使用两个二极管串联构成桥臂,从桥臂的中间点引出箝位器件,通过将谐振电感分别连接在箝位器件和输入源之间,即可实现对谐振电感的电压箝位,而与现有技术相比,本实施例中箝位保护电路仅使用了一个箝位器件,减少了箝位器件的个数,降低了箝位保护电路的成本,也减少了箝位保护电路占用的空间,进而有利于减小整个谐振电路的体积。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非1对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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箝位 保护 电路 谐振 变换器
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