[发明专利]LD网络降压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及LD网络降压变换器，属于电力电子变换器的技术领域。

背景技术

LD网络是一种由二极管和电感组成的用于传输电能的X型网络。

降压变换器广泛应用于工业领域，如通信电源、电池充放电管理器、新能源发电、CPU供电电源等场合。传统的降压变换器电路拓扑为Buck电路。

Buck电路结构简单，应用广泛，但也存在如下一些缺陷：（1）降压比跟功率开管占空比成正比，当需要较大的降压比场合，工作占空比很小，因此能量传输模式所占的时间小，导致效率降低；（2）所需的滤波电感大，电感上流过全部的负载电流，电感电流值为负载电流值，同时由于工作占空比小，续流时间长，导致电感电流纹波大，因此电感的体积重量大；（3）功率二极管电压应力较高，为电源电压，需选用较高电压应力的功率二极管，因此功率二极管的通态压降较高，导致续流阶段的损耗大，影响了变换器效率；（4)功率开管和功率二极管导通时流过全部的电感电流，即流过负载电流，其通态损耗大，效率低；（5）由于工作占空比较小，输入电流纹波大，需要选用较大的输入滤波电容，增加了系统的体积重量和成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了LD网络降压变换器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

LD网络降压变换器，包括：功率开关管、X型无源网络、输出滤波电容；所述X型无源网络包括：第一电感、第二电感、第一功率二极管、第二功率二极管；

其中，所述功率开关管阳极接直流电压源的正极，所述功率开关管的阴极、第一电感的一端分别与第一功率二极管的阴极连接，所述第二电感的一端、第二功率二极管的阳极分别与直流电压源的负极连接，所述第一电感的另一端、第二功率二极管的阴极分别与输出滤波电容的正极连接，第二电感的另一端、第一功率二极管的阳极分别与输出滤波电容的负极连接。

所述LD网络降压变换器中，功率开关管为MOS管或者IGBT管。

所述LD网络降压变换器中，第一、第二电感为分立电感或者耦合电感。

LD网络降压变换器，包括：功率开关管、X型无源网络、输出滤波电容；所述X型无源网络包括：第一电感、第二电感、第一功率二极管、第二功率二极管；

其中：所述第一电感的一端、第一功率二极管的阴极分别与直流电压源的正极连接，所述功率开关管的阴极接直流电压源的负极，所述功率开关管的阴极、第二电感的一端分别与第二功率二极管的阳极连接，所述第一电感的另一端、第二功率二极管的阴极分别与输出滤波电容的正极连接，所述第二电感的另一端、第一功率二极管的阳极分别与输出滤波电容负极连接。

所述LD网络降压变换器中，功率开关管为MOS管或者IGBT管。

所述LD网络降压变换器中，第一。第二电感为分立电感或者耦合电感。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：本发明所述的LD网络降压变换器的整体变换效率高，体积重量小，实现成本低。

附图说明

图1为LD网络降压变换器具体实施例1的电路图。

图2为LD网络降压变换器具体实施例2的电路图。

图3和图4为LD网络降压变换器开关模态等效电路。

图5至图7为具体实施例所述LD网络降压变换器在输入电压V_i=100V，V_C为10V，功率开关占空比D=0.2，负载R=2Ω时的实验波形。

图8至图10为输入电压V_i=100V，负载R=2Ω时Buck变换器的实验波形。

图中标号说明：V_i为直流电压源，S为功率开关管，L₁为第一电感，L₂为第二电感，D₁为第一功率二极管，D₂为第二功率二极管，C为输出滤波电容，R为负载，i_L1、i_L2分别为第一电感L₁、第二电感L₂中流过的电流，V_C为输出滤波电容C上的电压。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

具体实施例1：如图1所示的LD降压变换器包括：功率开关管S、X型无源网络、输出滤波电容C。X型无源网络包括：第一电感L₁、第二电感L₂、第一功率二极管D₁、第二功率二极管D₂。