[实用新型]一种限流电路

说明书

一种限流电路，用于耐高压重叠式反激DC‑DC变换器，包括至少一级的限流单元，各级限流单元包括二极管、电阻和互感器，二极管的阴极用于连接控制IC的电流采样引脚，二极管的阳极连接电阻的一端和互感器副边电路一端，电阻的另一端连接互感器副边电路另一端，电阻的另一端与互感器副边电路另一端的连接点用于接地；各级的互感器原边绕组用于串联进与之级数相同的的稳压连接点与绕组连接点之间。本实用新型巧妙地运用互感器，将因开关管开关不一致，或电容不均压产生的过大原边峰值电流限制住，提高产品效率。

技术领域

本实用新型涉及反激变换器领域，特别涉及一种限流电路。

背景技术

近年来，太阳能发电、风力发电、水力发电等技术日益成熟。在发电控制系统及电力传输中，系统的输入电压越来越高，可达数千伏。受限于现有功率开关半导体器件的工艺技术，开关半导体器件的耐压远远达不到系统输入电压的应用要求。为解决开关半导体应力过高问题，可采用变换器串联的拓扑结构。

图1是一种公知的具有自动均压功能的耐高压重叠式反激DC-DC变换器电路结构，《电工技术杂志》2001年第5期的《耐高压重叠式反激DC-DC变换器设计》详细讲解了双重叠结构，同时披露了图1。

公知的耐高压重叠式反激DC-DC变换器的电路原理图如图1所示，包括输入电路和输出电路，输入电路包括N(N≥2，下述N同样满足此取值范围)级串联连接的相同的初级绕组单元和均压单元，每级的初级绕组单元与均压单元并联，各级的初级绕组单元相互串联，n 级初级绕组单元与下一级初级绕组单元间的连接点为n(1≤n≤N-1)级绕组连接点，各级的均压单元相互串联，n级均压单元与下一级均压单元间的连接点为n(1≤n≤N-1)级均压连接点，其中，第n(1≤n≤N，全文所述n皆满足此取值范围)级的均压单元包括电容Cn，电容C1 的一端用于连接直流电压的正电压端Vg，电容Cn(n＝N)的另一端用于接地；第n级的初级绕组单元包括初级绕组Nn和开关管Qn，初级绕组Nn的一端作为第n级初级绕组单元的输入端，初级绕组Nn的另一端连接开关管Qn的导通电流流入端，开关管Qn的导通电流流出端作为第n级初级绕组单元的输出端，第一级初级绕组单元的输入端用于连接直流电压的正电压端Vg，第n(n＝N)级初级绕组单元还包括电阻Rcs，电阻Rcs的一端连接第n(n＝N) 级初级绕组单元的输出端，用于连接控制IC的电流采样引脚，电阻Rcs的另一端用于接地。各开关管的控制端施加同步的驱动信号，各级初级绕组同相控制且共磁芯。

该公知的电路结构，与一般的单端反激变换器的不同之处在于(以N＝2为例，进行说明)，耐高压重叠式反激DC-DC变换器的初级绕组被分成完全相同的两部分，即初级绕组N1和初级绕组N2，初级绕组N1和初级绕组N2分别由开关管Q1和开关管Q2来控制通断，开关管 Q1和开关管Q2的栅极施加有同步的驱动信号。这样，理想工作条件下，开关管Q1、开关管Q2同时开通，同时关断，又因初级绕组N1和初级绕组N2的一致性，均压连接点A的电位被均压。虽然该电路可以解决开关管电压应力过高的问题，但该电路实际应用到产品的时候，存在很多可靠性的问题。因为两个开关管的开启电压，以及两个开关管的驱动信号，不可能完美一致，存在很多不可控的差异，这势必会导致该电路结构中的开关管Q1和开关管 Q2的开通与关断不同步，一旦不同步，就会有如下问题：

如图2所示，当开关管开通不一致时，假设开关管Q1先开通，正好此时电容C1的端电压Vc1又大于电容C2的端电压Vc2，由于开关管Q2还未开通，此时，初级绕组N2的极性为上正下负，初级绕组N2感应的正激电压V2将大于Vc2，正激电压V2通过开关管Q2的体二极管给电容C2正激充电，此时正激电流会增大，会在电阻Rcs上产生一个很大的负向电压，这会影响产品的控制IC正常采样。由于电阻Rcs上是负压，达不到控制IC的电流采样关断电压，控制IC仍然提供驱动，造成该周期原边峰值电流过大。