本發(fā)明涉及一種電力電子變換器，尤其涉及一種直流變換器。

背景技術(shù)：

圖1是表示現(xiàn)有的直流變換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖1中所示的開關(guān)電源裝置稱之為電流共振型開關(guān)電源裝置的方式將來自商用電源的交流電壓進(jìn)行整流平滑后的直流電壓作為直流輸入電壓Uin。在供給直流輸入電壓Uin的直流電源Uin的兩端，串聯(lián)連接有由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Q11(第1開關(guān)元件)和由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Q12(第2開關(guān)元件)。在開關(guān)元件Q12的漏源之間(或者也可以在開關(guān)元件Q11的漏源之間)連接有電壓共振電容器Cv1，并且連接有由共振電抗器Lr1和變壓器T1的一次線圈Np1和電流共振電容器Ci1所構(gòu)成的第1共振電路。共振電抗器Lr1例如可用變壓器T1的漏感代替。在開關(guān)元件Q12的漏源之間連接有二極管D1，在開關(guān)元件Q11的漏源之間連接有二極管D2。二極管D1和D2可以是開關(guān)元件Q11和Q12的寄生二極管。

此外，在變壓器T1的二次側(cè)串聯(lián)連接有卷繞成分別逆相的二次線圈Ns11、Ns12。在二次線圈Ns11、Ns12產(chǎn)生的電壓通過二極管D11、D12整流，且通過輸出平滑電容器Co1平滑而作為輸出電壓Vol而輸出。設(shè)置了死區(qū)時(shí)間的柵極信號(hào)以相同的接通幅度從控制電路10交替輸入到開關(guān)元件Q11、Q12的柵極，該死區(qū)時(shí)間用于防止開關(guān)元件Q11、Q12同時(shí)接通。在開關(guān)元件Q11、Q12交替地接通/斷開時(shí)，在開關(guān)元件Q11、Q12流過共振電流，通過二極管D11、D12在變壓器T1的二次側(cè)放出正弦波狀的共振電流。輸出電壓Vol，經(jīng)由未圖示的光電耦合器等的絕緣裝置反饋到一次側(cè)的控制電路10，通過控制電路10控制開關(guān)元件Q11、Q12的開關(guān)頻率，使得輸出電壓Vol成為預(yù)定值。在該電流共振型開關(guān)電源裝置中，各開關(guān)元件Q11、Q12接通時(shí)因?yàn)殡娏髁鬟^負(fù)方向(流過二極管D2、D1的電流)，因此不產(chǎn)生開關(guān)損失。并且，因?yàn)檫M(jìn)行了共振動(dòng)作，也不會(huì)產(chǎn)生斷開開關(guān)元件Q11、Q12時(shí)的沖擊電壓。從而能夠使用低耐壓的開關(guān)元件，是構(gòu)成高效電源所需要的極為有效的方式。

然而，在如圖1所示的共振型開關(guān)電源裝置中，需要使用隔離變壓器，增加了成本及實(shí)際安裝面積的問題。

因此，需要提供一種改進(jìn)的電壓轉(zhuǎn)換器，以滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種直流變換器，該直流變換器包括4個(gè)開關(guān)管、4個(gè)電容、5個(gè)電感和3個(gè)二極管構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)為輸入電源Uin的正極連接電感L1的一端，輸入電源Uin的負(fù)極連接開關(guān)管S1的一端，電感L1的另一端連接開關(guān)管S1的另一端，且連接點(diǎn)為連接點(diǎn)A；電感L2的一端連接開關(guān)管S2的一端，開關(guān)管S2的另一端連接開關(guān)管S3的一端，且連接點(diǎn)為連接點(diǎn)B；連接點(diǎn)A連接電容C1的一端，電容C1的另一端與連接點(diǎn)B連接；開關(guān)管S3的另一端連接電感L3的一端，電感L2的另一端連接中間電容C2的一端，電感L3的另一端連接輸入電源Uin的負(fù)極、中間電容C2的另一端；中間電容C2的一端連接開關(guān)管S4的一端，開關(guān)管S4的另一端連接二極管D1的陰極和電感L5的一端，電感L5的另一端連接二極管D2的陰極、二極管D3的陽極和電容C3的一端，二極管D3的陰極連接電感L4的一端，電容C3的另一端連接電感L4的另一端和電容Cout的一端，電容Cout的另一端與二極管D2的陽極、二極管D1的陽極、中間電容C2的另一端連接，在電容Cout的兩端輸出轉(zhuǎn)換后的輸出電壓。

中間電容C2兩側(cè)電路獨(dú)立控制，電感L2、L3感抗值相等；電感L2、L3為耦合電感；開關(guān)管S2、S3、S4為全控型開關(guān)器件，可為IGBT或MOSFET。二極管D1、D2、D3為快恢復(fù)二極管。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的直流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，不需要隔離變壓器，控制要求低，魯棒性好，可滿足不同需要的電壓輸出。

附圖說明

圖1：現(xiàn)有的直流變換器結(jié)構(gòu)圖；

圖2：本發(fā)明的直流變換器結(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對發(fā)明提供的技術(shù)方案做詳細(xì)說明。

由圖2可知，該直流變換器包括4個(gè)開關(guān)管、4個(gè)電容、5個(gè)電感和3個(gè)二極管構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)為輸入電源Uin的正極連接電感L1的一端，輸入電源Uin的負(fù)極連接開關(guān)管S1的一端，電感L1的另一端連接開關(guān)管S1的另一端，且連接點(diǎn)為連接點(diǎn)A；電感 L2的一端連接開關(guān)管S2的一端，開關(guān)管S2的另一端連接開關(guān)管S3的一端，且連接點(diǎn)為連接點(diǎn)B；連接點(diǎn)A連接電容C1的一端，電容C1的另一端與連接點(diǎn)B連接；開關(guān)管S3的另一端連接電感L3的一端，電感L2的另一端連接中間電容C2的一端，電感L3的另一端連接輸入電源Uin的負(fù)極、中間電容C2的另一端；中間電容C2的一端連接開關(guān)管S4的一端，開關(guān)管S4的另一端連接二極管D1的陰極和電感L5的一端，電感L5的另一端連接二極管D2的陰極、二極管D3的陽極和電容C3的一端，二極管D3的陰極連接電感L4的一端，電容C3的另一端連接電感L4的另一端和電容Cout的一端，電容Cout的另一端與二極管D2的陽極、二極管D1的陽極、中間電容C2的另一端連接，在電容Cout的兩端輸出轉(zhuǎn)換后的輸出電壓。

中間電容C2兩側(cè)電路獨(dú)立控制。中間電容C2左側(cè)電路的電感L2、電感L3的感抗值相等，優(yōu)化的可為相互耦合的電感，可降低互感干擾；在S2、S3導(dǎo)通時(shí)候可保證輸出電壓在連接點(diǎn)B上下兩部分的電壓是相同的；開關(guān)管S2、S3為全控型開關(guān)器件，例如IGBT、MOSFET等，開關(guān)管S1可以為全控型開關(guān)器件，也可為不控型開關(guān)器件，如二極管、快恢復(fù)二極管等。當(dāng)開關(guān)管為全控型開關(guān)器件時(shí)，則由相應(yīng)的控制電路和驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，在此不做贅述。

中間電容C2右側(cè)電路結(jié)構(gòu)通過導(dǎo)通和/或關(guān)斷全控型開關(guān)管S4保證了在各種斷續(xù)情況下輸出電壓的可靠穩(wěn)定輸出，并且允許電路的占空比在較寬的范圍內(nèi)工作，提高控制的魯棒性。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。