專利名稱：一種大電流輸出變換器整流電路及其變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源，更具體地說，涉及一種大電流輸出變換器整流電路及其變換器。
背景技術(shù)：
電源是用于為各種設(shè)備或裝置供電的不可缺少的部件之一。而作為各種電壓的重要組成部分，變換器的作用也變得越來越重要。例如，將直流電源(通常是電池)的電壓轉(zhuǎn)換為交流，升壓或降壓后在轉(zhuǎn)換為直流提供給設(shè)備。對于大功率、大電流輸出的變換器，由于輸出功率及電流較大，如果仍然使用傳統(tǒng)變換器(如圖I所示)，則有變壓器繞制困難、發(fā)熱集中、副邊電流大及整流二極管并聯(lián)無法均流等難點。圖I是一個典型的雙端變換器示意圖，位于變壓器Tl左側(cè)的DC/DC變換器原邊可以是推挽、半橋或全橋變換電路，變換器副邊為典型的全波整流電路。變壓器變比Nl:N2:N3=n:l :1，副邊二極管最大應(yīng)力為Vremax=2* (Vimax/n)。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，也提出了一種改良的方案，請參見圖2，圖2是一種常用的改進型大功率、大電流輸出變換器連接方法，其變壓器變比Nl:N2:N3=n/2 I :1，副邊二極管最大應(yīng)力為Vremax=2* (Vimax/n)，與單變壓器應(yīng)力相同?，F(xiàn)有的改良方案雖然采用變壓器原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)的方法解決單個變壓器功率大問題，其每組變壓器副邊電流為單個變壓器時的一半，解決副邊大電流繞組問題；雙變壓器熱分散，符合分布式設(shè)計理念。但是這個電路也存在一些缺點，例如，半導體二極管屬于負溫度系數(shù)器件，并聯(lián)使用時存在無法均流的問題、輸出電感電流較大，單個電感繞制困難、功率通道布線困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述單個電感繞制困難、功率通道布線困難、二極管無法均流的缺陷，提供一種單個電感繞制較易、功率通道容易布線、作為整流元件的二極管可以均流的大電流輸出變換器整流電路及其變換器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種大電流輸出變換器整流電路，包括兩個串接且提供電流通道使原邊電流依次通過的第一原邊線圈和第二原邊線圈，與所述第一原邊線圈耦合的第一副邊線圈單元，與所述第二原邊線圈耦合的第三副邊線圈單元，所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元分別包括兩個端子和一個中心抽頭；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過一個電感之后連接在一起并連接到負載的電源負端；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的兩個端子分別通過整流單元后連接在一起并連接到所述負載的電源正端；所述負載的電源正端和電源負端之間還并接有濾波電容。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述第一副邊線圈單元包括第一副邊線圈和第二副邊線圈，所述第一副邊線圈的同名端是所述第一副邊線圈單元的一個端子，所述第一副邊線圈單元的另一個端子是所述第二副邊線圈的非同名端；所述第一副邊線圈的非同名端與所述第二副邊線圈的同名端連接并作為所述第一副邊線圈單元的中心抽頭。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述第三副邊線圈單元包括第三副邊線圈和第四副邊線圈，所述第三副邊線圈的同名端是所述第三副邊線圈單元的一個端子，所述第三副邊線圈單元的另一個端子是所述第四副邊線圈的非同名端；所述第三副邊線圈的非同名端與所述第四副邊線圈的同名端連接并作為所述第三副邊線圈單元的中心抽頭。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述整流單元包括兩個同向并接的二極管；所述兩個同向并接的二極管的陽極與所述第一或第三副邊線圈單元的端子連接，其陰極連接在一起并與所述負載的電源正極連接。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過其連接的電感連接在一起并與所述負載的電源負端連接。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述第一副邊線圈單元的各端子與所述第三副邊線圈單元的各端子之間、所述第一副邊線圈單元的中心抽頭與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭之間還分別連接有均衡吸收單元。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述均衡吸收單元為串接的電阻和電容；所述第一副邊線圈的同名端通過串接的電阻和電容與所述第三副邊線圈的同名端連接；所述第二副邊線圈的非同名端通過串接的電阻和電容與所述第四副邊線圈的非同名端連接；所述第一副邊線圈單元的中心抽頭通過串接的電阻和電容與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭連接。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述均衡吸收單元為電容；所述第一副邊線圈的同名端通過電容與所述第三副邊線圈的同名端連接；所述第二副邊線圈的非同名端通過電容與所述第四副邊線圈的非同名端連接；所述第一副邊線圈單元的中心抽頭通過電容與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭連接。在本實用新型所述的大電流輸出變換器整流電路中，所述第一原邊線圈與所述第一副邊線圈及第二副邊線圈的變比為n/2:1:1;所述第二原邊線圈與所述第三副邊線圈及第四副邊線圈的變比為n/2:1:1 ;其中，η是兩個變壓器原邊線圈匝數(shù)總和與變壓器任一副邊線圈匝數(shù)的比率(副邊各線圈匝數(shù)均相等)。本實用新型還涉及一種變換器，包括直流直流變換器和交流直流變換器，所述變換器包括變換器整流電路，所述整流電路為上述的大電流輸出變換器整流電路。實施本實用新型的大電流輸出變換器整流電路及其變換器，具有以下有益效果由于副邊線圈單元的端子通過整流單元后在并接在一起，可以有效地解決整流單元的均流問題，使其強制被均流；整流單元并接還使得功率通道布線較為容易；同時整流單元的結(jié)構(gòu)使得電感的繞制變得容易。因此，其較易均流、布線，且電感較為容易繞制。

圖I是傳統(tǒng)的變換器整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是是現(xiàn)有技術(shù)中針對傳統(tǒng)整流電路的改進結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型大電流輸出變換器整流電路及其變換器實施例中整流電路的電路圖；圖4是所述實施例中未加均衡吸收單元是整流二極管電壓波形圖；圖5是所述實施例中增加均衡吸收單元是整流二極管電壓波形圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步說明。如圖3所示，在本實用新型的大電流輸出變換器整流電路及其變換器實施例中，變換器整流電路包括兩個串接且提供電流通道使原邊電流依次通過的第一原邊線圈Nll和第二原邊線圈N12，與第一原邊線圈Nll耦合的第一副邊線圈單元，與第二原邊線圈N12 耦合的第三副邊線圈單元，第一副邊線圈單元和第三副邊線圈單元分別包括兩個端子和一個中心抽頭；在圖3中，第一副邊線圈單元包括第一副邊線圈N21和第二副邊線圈N22，第一副邊線圈N21的同名端是第一副邊線圈單元的一個端子，第一副邊線圈單元的另一個端子是第二副邊線圈N22的非同名端；第一副邊線圈N21的非同名端與第二副邊線圈N22的同名端連接并作為第一副邊線圈單元的中心抽頭；第三副邊線圈單元包括第三副邊線圈N23和第四副邊線圈N24，第三副邊線圈N23的同名端是第三副邊線圈單元的一個端子，第三副邊線圈單元的另一個端子是第四副邊線圈N24的非同名端；第三副邊線圈N23的非同名端與第四副邊線圈N24的同名端連接并作為第三副邊線圈單元的中心抽頭。第一副邊線圈單元和第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過一個電感連接在一起并連接到負載的電源負端一;第一副邊線圈單元和第三副邊線圈單元的兩個端子(即第一副邊線圈N21的同名端、第二副邊線圈N22的非同名端、第三副邊線圈N23的同名端和第四副邊線圈N24的非同名端)分別通過各自的整流單元(在圖3中分別表示為D1A、D2A、D1B和D2B)后連接在一起并連接到負載的電源正端+ ;而在負載的電源正端+和電源負端一之間還并接有濾波電容Co。在本實施例中，上述各整流單元的結(jié)構(gòu)相同，都是包括兩個同向并接的功率二極管；這些兩個同向并接的二極管的陽極分別與所述第一或第三副邊線圈單元的端子(即第一副邊線圈N21的同名端、第二副邊線圈N22的非同名端、第三副邊線圈N23的同名端和第四副邊線圈N24的非同名端)連接，其陰極連接在一起并與負載的電源正極+連接。同時，在本實施例中，第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別依次通過其連接的電感之后連接在一起并與負載的電源負端一連接。在本實施例中，第一副邊線圈單元的中心抽頭連接在電感LlA的一端；第三副邊線圈單元的中心抽頭與電感LlB的一端連接；電感LlA的另一端與電感LlB的另一端連接；而連接后的電感LlA的另一端與電感LlB的另一端與上述負載的電源負端連接。在本實施例中，第一副邊線圈單元的各端子與第副邊線圈單元的各端子之間、第一副邊線圈單元的中心抽頭與第三副邊線圈單元的中心抽頭之間還分別連接有均衡吸收單元。也就是說，第一副邊線圈N21的同名端和第三副邊線圈N23的同名端之間、第二副邊線圈N22的非同名端和第四副邊線圈N24的非同名端之間、第一副邊線圈單元的中心抽頭與第三副邊線圈單元的中心抽頭之間均分別連接有均衡吸收單元。而上述均衡吸收單元為串接的電阻和電容；第一副邊線圈N21的同名端通過串接的電阻和電容(圖3中的Rl和Cl)與第三副邊線圈N23的同名端連接；第二副邊線圈N22的非同名端通過串接的電阻和電容(圖3中的R3和C3)與第四副邊線圈N24的非同名端連接；第一副邊線圈單元的中心抽頭通過串接的電阻和電容(圖3中的R2和C2)與第三副邊線圈單元的中心抽頭連接，而在一些實施例中，上述均衡吸收單元也可以只是一個電阻，而不是串接的電阻和電容；其中也就是說，上述Rl，R2, R3的阻值可以為O，即上述各對應(yīng)的端子之間只通過電容相連。此外，在本實施例中，第一原邊線圈Nll與第一副邊線圈N21及第二副邊線圈N22的變比為n/2:l:l，即N11:N21:N22= n/2:l:l;同樣，第二原邊線圈N12與第三副邊線圈N23及第四副邊線圈N24的變比為n/2:l:l ;即N12:N23:N24= n/2:l:l;其中，η是兩個變壓器原邊線圈匝數(shù)總和與變壓器任一副邊匝數(shù)的比率。而在本實施例中，變壓器副邊的上述各線圈匝數(shù)均相等。在圖3所示的電路中，由于變壓器副邊通過二極管整流后再并聯(lián)，可以有效解決二極管電流均衡問題，強制使整流單元DlA與整流單元D1B，整流單元D2A與整流單元D2B完全均流，提高半導體利用率，降低損耗；而將電感(副邊線圈)分裂成兩顆分別接至兩個變壓器中心抽頭則可以解決大電流電感繞制問題，降低電感繞制難度，提高效率，分散熱分布；此外，圖3中虛線方框內(nèi)的均衡吸收單元則可以解決繞組間電壓不平衡問題，該問題是由于變壓器TlA與Τ1Β、電感LlA與LlB的參數(shù)不一致性以及其他電路分布參數(shù)影響，導致兩個變壓器整流二極管分的電壓不平衡，使二極管應(yīng)力增大影響器件選型及效率等。圖4是沒有加均衡吸收單元的二極管DlA與DlB電壓波形圖。圖5為加上方框內(nèi)均衡吸收單元后的二極管DlA與DlB電壓波形圖，從波形圖可看出未加均衡吸收單元時，兩路二極管電壓相差較大且應(yīng)力大于增加吸收單元后的電壓，在嚴重的情況下甚至會相差一倍以上。值得一提的是，在采取圖3所示的整流電路時，整流二極管陽極并聯(lián)且為輸出正，而一般功率二極管的背面基板均為陽極，因此，可以將圖3中所有整流二極管直接貼到一個匯流銅排上作為輸出正解決大電流布線發(fā)熱大，布線困難的問題。在本實施例中，還涉及一種變換器，該變換器可以是DC/DC變換器，也可以是AC/DC變換器，其共同點是不管那種變換器，都包括變換整流電路，而這些變換整流電路就是上述的變換整流電路，在此不再一一贅述。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種大電流輸出變換器整流電路，包括兩個串接且提供電流通道使原邊電流依次通過的第一原邊線圈和第二原邊線圈，與所述第一原邊線圈耦合的第一副邊線圈單元，與所述第二原邊線圈耦合的第三副邊線圈單元，其特征在于，所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元分別包括兩個端子和一個中心抽頭；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過一個電感之后連接在一起并連接到負載的電源負端；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的兩個端子分別通過整流單元后連接在一起并連接到所述負載的電源正端；所述負載的電源正端和電源負端之間還并接有濾波電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述第一副邊線圈單元包括第一副邊線圈和第二副邊線圈，所述第一副邊線圈的同名端是所述第一副邊線圈單元的一個端子，所述第一副邊線圈單元的另一個端子是所述第二副邊線圈的非同名端；所述第一副邊線圈的非同名端與所述第二副邊線圈的同名端連接并作為所述第一副邊線圈單元的中心抽頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述第三副邊線圈單元包括第三副邊線圈和第四副邊線圈，所述第三副邊線圈的同名端是所述第三副邊線圈單元的一個端子，所述第三副邊線圈單元的另一個端子是所述第四副邊線圈的非同名端；所述第三副邊線圈的非同名端與所述第四副邊線圈的同名端連接并作為所述第三副邊線圈單元的中心抽頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述整流單元包括兩個同向并接的二極管；所述兩個同向并接的二極管的陽極與所述第一或第三副邊線圈單元的端子連接，其陰極連接在一起并與所述負載的電源正極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過其連接的電感之后連接在一起并與所述負載的電源負端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述第一副邊線圈單元的各端子與所述第三副邊線圈單元的各端子之間、所述第一副邊線圈單元的中心抽頭與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭之間還分別連接有均衡吸收單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述均衡吸收單元為串接的電阻和電容；所述第一副邊線圈的同名端通過串接的電阻和電容與所述第三副邊線圈的同名端連接；所述第二副邊線圈的非同名端通過串接的電阻和電容與所述第四副邊線圈的非同名端連接；所述第一副邊線圈單元的中心抽頭通過串接的電阻和電容與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述均衡吸收單元為電容；所述第一副邊線圈的同名端通過電容與所述第三副邊線圈的同名端連接；所述第二副邊線圈的非同名端通過電容與所述第四副邊線圈的非同名端連接；所述第一副邊線圈單元的中心抽頭通過電容與所述第三副邊線圈單元的中心抽頭連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大電流輸出變換器整流電路，其特征在于，所述第一原邊線圈與所述第一副邊線圈及第二副邊線圈的變比為n/2:1:1;所述第二原邊線圈與所述第三副邊線圈及第四副邊線圈的變比為n/2:1:1 ;其中，n是兩個變壓器原邊線圈匝數(shù)總和與變壓器任一副邊線圈匝數(shù)的比率。
10. 一種變換器，包括直流直流變換器和交流直流變換器，所述變換器包括變換器整流電路，其特征在于，所述整流電路為上述權(quán)利要求1-9中任意一項所述的變換器整流電路。
專利摘要本實用新型涉及一種大電流輸出變換器整流電路，包括第一原邊線圈和第二原邊線圈，第一副邊線圈單元和第三副邊線圈單元，所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元分別包括兩個端子和一個中心抽頭；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的中心抽頭分別通過一個電感之后連接在一起并連接到負載的電源負端；所述第一副邊線圈單元和所述第三副邊線圈單元的兩個端子分別通過整流單元后連接在一起并連接到所述負載的電源正端；所述負載的電源正端和電源負端之間還并接有濾波電容。本實用新型還涉及一種變換器。實施本實用新型的大電流輸出變換器整流電路及其變換器，具有以下有益效果較易均流、布線，且電感較為容易繞制。
文檔編號H02M7/06GK202424556SQ20112055102
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者汪麗君 申請人:深圳市皓文電子有限公司