本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及含有半橋電路的變換器。

背景技術(shù)：

目前，半橋電路的高位開關(guān)sh必須使用浮動的驅(qū)動技術(shù)來控制其導(dǎo)通和關(guān)斷，包含浮動驅(qū)動技術(shù)的ic復(fù)雜昂貴，且輔助器件數(shù)目較多，易受干擾，可靠性難以提高；圖1為傳統(tǒng)帶半橋電路結(jié)構(gòu)圖，圖1中pwm1為低位開關(guān)sl的驅(qū)動信號，pwm2是由浮動驅(qū)動技術(shù)ic產(chǎn)生的驅(qū)動信號，用于驅(qū)動高位開關(guān)sh。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種互補(bǔ)半橋電路，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種互補(bǔ)半橋電路，包括高位開關(guān)sh，低位開關(guān)sl，第一二極管d1，第二二極管d2，第三二極管d3，第一電阻r1，第一電容c1，線圈l1。

當(dāng)所述的高位開關(guān)sh和低位開關(guān)sl是三極管時(shí)，其連接方式為，高位開關(guān)sh的基極和發(fā)射極分別連接第一二極管d1的陰極和陽極，高位開關(guān)sh的基極和集電極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極，高位開關(guān)sh的集電極和發(fā)射極分別并聯(lián)在第三二極管d3的陰極和陽極；所述的低位開關(guān)sl的集電極與第一二極管d1的陰極串聯(lián)，第一二極管d1的陽極與高位開關(guān)sh的發(fā)射極串聯(lián)，第一電阻r1并聯(lián)于第一二極管d1的陰極和陽極，形成rd并聯(lián)電路；所述的第一電容c1與線圈l1串聯(lián)，形成lc串聯(lián)電路，該lc串聯(lián)電路一端連接高位開關(guān)sh的發(fā)射極，另一端或者連接高位開關(guān)sh的集電極，或者連接低位開關(guān)sl的發(fā)射極。

當(dāng)所述的高位開關(guān)sh和低位開關(guān)sl是mosfet時(shí)，其連接方式是，高位開關(guān)sh的柵極和源極分別連接第一二極管d1的陰極和陽極，高位開關(guān)sh的柵極和漏極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極；所述的低位開關(guān)sl的漏極與第一二極管d1的陰極串聯(lián)，第一二極管d1的陽極與高位開關(guān)sh的源極串聯(lián)；第一電阻r1并聯(lián)于第一二極管d1的陰極和陽極，形成rd并聯(lián)電路；所述的第一電容c1與線圈l1串聯(lián)，形成lc串聯(lián)電路，該lc串聯(lián)電路一端連接高位開關(guān)sh的源極，另一端或者連接高位開關(guān)sh的漏極，或者連接低位開關(guān)sl的源極。

所述的一種互補(bǔ)半橋電路，第一電阻r1并聯(lián)于第一二極管d1的陰極和陽極形成rd并聯(lián)電路，該rd并聯(lián)電路的作用是產(chǎn)生驅(qū)動高位開關(guān)sh的電壓，即高位開關(guān)sh的關(guān)斷或?qū)ǚ謩e受控于rd并聯(lián)電路兩端的正向電壓或反向電壓。

所述的一種互補(bǔ)半橋電路，線圈l1或者是獨(dú)立電感，或者是變壓器的原邊繞組，或者是電動機(jī)繞組。

所述的一種互補(bǔ)半橋電路，高位開關(guān)sh的柵極和漏極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極，所述的第二二極管d2的作用是提供寄生能量的釋放通道。

所述的一種互補(bǔ)半橋電路，高位開關(guān)sh的基極和集電極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極，所述的第二二極管d2的作用是提供寄生能量的釋放通道。

所述的一種互補(bǔ)半橋電路，高位開關(guān)sh的集電極和發(fā)射極分別并聯(lián)在第三二極管d3的陰極和陽極，所述的第三二極管d3的作用是降低高位開關(guān)sh的發(fā)射極到集電極壓降，以便降低高位開關(guān)sh的損耗。

本發(fā)明提出的一種互補(bǔ)半橋電路解決了傳統(tǒng)半橋電路中高位開關(guān)sh的驅(qū)動問題，其利用所述的rd并聯(lián)電路兩端電壓來控制高位開關(guān)sh的開通和關(guān)斷，以完成高位驅(qū)動，本發(fā)明公開的一種半橋互補(bǔ)電路省去了用于產(chǎn)生pwm2的ic和外圍元器件，由此降低了成本，提高了可靠性。

附圖說明

圖1傳統(tǒng)半橋電路及驅(qū)動信號結(jié)構(gòu)圖。

圖2本發(fā)明提供的第一實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3本發(fā)明提供的第一實(shí)施例中高位開關(guān)sh開通時(shí)的狀態(tài)圖。

圖4本發(fā)明提供的第一實(shí)施例中高位開關(guān)sh關(guān)斷時(shí)的狀態(tài)圖。

圖5本發(fā)明提供的第二實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖。

圖6本發(fā)明提供的第三實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖。

圖7本發(fā)明提供的第四實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖。

標(biāo)號說明：1：rd并聯(lián)電路；2：lc串聯(lián)電路；3：三端電路；vin：輸入電源；pwm1：驅(qū)動低位開關(guān)sl的電壓信號；pwm2：驅(qū)動高位開關(guān)sh的電壓信號；d1,d2：二極管；dh：高位開關(guān)sh的寄生二極管；sh：高位開關(guān)；sl：低位開關(guān)；cl：低位開關(guān)sl的寄生電容；r1：第一電阻；c1：第一電容；i1，i2：rd并聯(lián)電路的電流方向；+，-：rd并聯(lián)電路的電壓方向。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

請參照圖2所示的本發(fā)明提供的第一實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖

包括高位開關(guān)sh，低位開關(guān)sl，第一二極管d1，第二二極管d2，第一電阻r1，第一電容c1，線圈l1，所述的高位開關(guān)sh和低位開關(guān)sl是mosfet，高位開關(guān)sh柵極和源極分別連接第一二極管d1的陰極和陽極，高位開關(guān)sh柵極和漏極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極；所述的低位開關(guān)sl的漏極與第一二極管d1的陰極串聯(lián)，第一二極管d1的陽極與高位開關(guān)sh的源極串聯(lián)，第一電阻r1并聯(lián)于第一二極管d1的陰極和陽極，形成rd并聯(lián)電路；所述的第一電容c1與線圈l1串聯(lián)，形成lc串聯(lián)電路，該lc串聯(lián)電路一端連接高位開關(guān)sh的源極，另一端連接高位開關(guān)sh的漏極。

圖3是本發(fā)明提供的第一實(shí)施例中高位開關(guān)sh變?yōu)殚_通時(shí)的狀態(tài)圖，工作過程為：如圖3所示，當(dāng)?shù)臀婚_關(guān)sl的驅(qū)動信號pwm1變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，低位開關(guān)sl關(guān)斷，電路中的寄生能量開始釋放，l1的寄生能量通過高位開關(guān)sh的體二極管dh，存儲在第一電容c1中，當(dāng)線圈l1的寄生能量釋放完成后，低位開關(guān)sl的寄生電容cl能量通過第一電阻r1向線圈l1釋放，此時(shí)，通過第一電阻r1的電流為i2，電流i2的流向與第一二極管d1的pn結(jié)相反，因此稱為反向電流，上述反向電流i2產(chǎn)生的反向電壓對于高位開關(guān)sh的柵源而言為正，該反向電壓驅(qū)動高位開關(guān)sh開通，圖3中的上負(fù)下正符號代表反向電壓的方向，已導(dǎo)通的高位開關(guān)sh，使線圈l1受到第一電容c1的電壓激勵(lì)。

圖4是本發(fā)明提供的第一實(shí)施例中高位開關(guān)sh變?yōu)殛P(guān)斷時(shí)的狀態(tài)圖，具體工作過程是：如圖4所示，當(dāng)?shù)臀婚_關(guān)sl的驅(qū)動信號pwm1逐漸變高且達(dá)到其柵極的閾值電壓時(shí)，低位開關(guān)sl逐漸開始導(dǎo)通，此導(dǎo)通過程導(dǎo)致其漏極電壓微微下降，此刻將有正向電流i1通過rd并聯(lián)電路，此電流流向與第一二極管d1的pn結(jié)同向，因此稱為正向電流，上述正向電流i1在rd并聯(lián)電路兩端產(chǎn)生正向電壓，上述正向電壓對于高位開關(guān)sh的柵源而言為負(fù)，高位開關(guān)sh在此刻關(guān)斷，第一電容c1結(jié)束對線圈l1激勵(lì)過程；隨著pwm1驅(qū)動信號的升高，低位開關(guān)sl在導(dǎo)通，線圈l1受到輸入電源vin的電壓激勵(lì)，一段時(shí)間后，再次受控進(jìn)入圖3所描述的階段。

上述轉(zhuǎn)換過程中，線圈l1分別受到電源vin和第一電容c1的往復(fù)激勵(lì)，完成半橋電路的功能。

上述的反向電壓和正向電壓均以第一二極管d1的pn結(jié)方向做參照，令該pn結(jié)導(dǎo)通的電壓為正向電壓，令該pn結(jié)截止的電壓為反向電壓。在rd并聯(lián)電路中，因第一電阻r1和第一二極管d1的并聯(lián)關(guān)系，上述的正向電壓值不會超過第一二極管d1的正向?qū)▔航?，較低的正向電壓降低了rd并聯(lián)電路的損耗；圖3中上負(fù)下正代表反向電壓的方向，圖4中上正下負(fù)代表正向電壓的方向。

圖5是本發(fā)明提供的第二實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖，其中所述的lc串聯(lián)電路，其一端連接高位開關(guān)sh的源極，另一端連接低位開關(guān)sl的源極；本實(shí)施例的工作原理與上述的第一實(shí)施例相同，在此不再贅述。

圖6是本發(fā)明提供的第三實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路結(jié)構(gòu)圖，其中所述的線圈l1和第一電容c1、第二電容c2構(gòu)成三端電路，本技術(shù)領(lǐng)域的人員均了解，在交流等效電路中，該三端電路等效于所述lc串聯(lián)電路，所以本實(shí)施例的工作原理與第一實(shí)施例相同，在此不再贅述。

圖7是本發(fā)明提供的第四實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路，包括高位開關(guān)sh，低位開關(guān)sl，第一二極管d1，第二二極管d2，第三二極管d3，第一電阻r1，第一電容c1，線圈l1，當(dāng)所述的高位開關(guān)sh和低位開關(guān)sl是三極管時(shí)，其連接方式為，高位開關(guān)sh的基極和發(fā)射極分別連接第一二極管d1的陰極和陽極，高位開關(guān)sh的基極和集電極分別連接第二二極管d2的陽極和陰極，高位開關(guān)sh的集電極和發(fā)射極分別并聯(lián)在第三二極管d3的陰極和陽極；所述的低位開關(guān)sl的集電極與第一二極管d1的陰極串聯(lián)，第一二極管d1的陽極與高位開關(guān)sh的發(fā)射極串聯(lián)，第一電阻r1并聯(lián)于第一二極管d1的陰極和陽極，形成rd并聯(lián)電路；所述的第一電容c1與線圈l1串聯(lián)，形成lc串聯(lián)電路，該lc串聯(lián)電路一端連接高位開關(guān)sh的發(fā)射極，另一端連接高位開關(guān)sh的集電極。由圖7可知，此實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)比本發(fā)明的第一實(shí)施例一種互補(bǔ)半橋電路多出了一只第三二極管d3，其作用是降低高位開關(guān)sh的發(fā)射極到集電極壓降，以便降低高位開關(guān)sh的損耗。第三二極管d3的存在僅為降低損耗，對電路的工作原理未構(gòu)成實(shí)質(zhì)性影響，電路原理與本發(fā)明第一實(shí)施例相同。

上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。