本實用新型涉及boost電路配套電路領(lǐng)域，尤其涉及一種雙boost結(jié)構(gòu)的軟開關(guān)整流充電復(fù)用電路。

背景技術(shù)：

BOOST電路是一種開關(guān)直流升壓電路，其主要應(yīng)用在電力電子技術(shù)、開關(guān)電源技術(shù)、新能源技術(shù)等領(lǐng)域。目前BOOST電路基本采用先對電感充電后將電感存儲的能量釋放給電容的方案以實現(xiàn)電壓的提升，但由于開關(guān)器件的損耗高，而且發(fā)熱量較大，造成電路轉(zhuǎn)換效率低，電路壽命短。

軟開關(guān)：軟開關(guān)英文名稱“soft switching”，即通過合理的電路設(shè)計，使開關(guān)器件在開通與關(guān)斷瞬間，處于零電壓/零電流開通/關(guān)斷狀態(tài)，以此來降低開關(guān)器件的損耗，提高系統(tǒng)效率，同時降低器件開關(guān)瞬態(tài)承受應(yīng)力，增加系統(tǒng)可靠性。

晶體管作為開關(guān)器件的應(yīng)用在當下電子產(chǎn)品中已越來越廣泛，同時，隨著科技日新月異的變化以及人類文明的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)是整個社會環(huán)境發(fā)展下的必然趨勢。作為電力電子方面的關(guān)鍵技術(shù)各種“軟開關(guān)”電路，由于具有更高效率，開關(guān)應(yīng)力更小，溫升更小等優(yōu)點，已經(jīng)在許多晶體管開關(guān)電路中使用?，F(xiàn)有一些針對BOOST升壓電路架構(gòu)設(shè)計的“軟開關(guān)”通常采用輔助晶體管電路的方式來實現(xiàn)，這種“軟開關(guān)”電路由于增加輔助晶體管，必需要有驅(qū)動電路，并且占用控制芯片的I/O接口，同時增加了控制的難度，當I/O接口不夠時可能需要選用成本更高的芯片，具有一定的局限性，實現(xiàn)方式較復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對上述缺陷，提出一種雙boost結(jié)構(gòu)的軟開關(guān)整流充電復(fù)用電路。

為了達到此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種雙boost結(jié)構(gòu)的軟開關(guān)整流充電復(fù)用電路，包括晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q5、二極管D1、二極管D2、二極管D5、二極管D7、二極管D8、電容C1、電容C3和電感L3；

所述晶體管Q1、晶體管Q2和電容C1串聯(lián)構(gòu)成回路，電感L3、晶體管Q5與二極管D7和二極管D8串聯(lián)的支路并聯(lián)于所述晶體管Q1、晶體管Q2和電容C1串聯(lián)構(gòu)成的回路；

所述二極管D1并聯(lián)于晶體管Q1的兩端，二極管D2并聯(lián)于晶體管Q2的兩端，二極管D5并聯(lián)于晶體管Q5的兩端；

所述電容C3并聯(lián)于電感L3和二極管D7組成支路的兩端；

還包括晶體管Q3、晶體管Q6、晶體管Q4、二極管D3、二極管D6、二極管D4、二極管D9、二極管D10、電容C2、電容C4和電感L4；

所述晶體管Q3、晶體管Q4和電容C2串聯(lián)構(gòu)成回路，電感L4、晶體管Q6與二極管D9和二極管D10串聯(lián)的支路并聯(lián)于所述晶體管Q3、晶體管Q4和電容C2串聯(lián)構(gòu)成的回路；

所述二極管D3并聯(lián)于晶體管Q3的兩端，二極管D4并聯(lián)于晶體管Q4的兩端，二極管D6并聯(lián)于晶體管Q6的兩端；

所述電容C4并聯(lián)于電感L4和二極管D9組成支路的兩端；

還包括晶閘管SCR3、晶閘管SCR4、晶閘管SCR5、晶閘管SCR6、正電池組PBat、負電池組NBat、電感L1和電感L2；

所述晶閘管SCR3和晶閘管SCR4并聯(lián)后的一端與正電池組PBat串聯(lián)，晶閘管SCR5和晶閘管SCR6并聯(lián)后的一端與負電池組NBat串聯(lián)；

所述晶閘管SCR3和晶閘管SCR4并聯(lián)后的另一端與電感L1串聯(lián)，晶閘管SCR5和晶閘管SCR6并聯(lián)后的另一端與電感L2串聯(lián)。

更優(yōu)的，還包括市電、晶閘管SCR1、晶閘管SCR2，所述市電的火線的正極與晶閘管SCR1的一端相連，晶閘管SCR1的另一端連接于電感L1的正極；

所述市電的火線的負極與晶閘管SCR2的一端相連，晶閘管SCR2的另一端連接于電感L2的正極；

所述市電的零線N的一端連接于正電池組PBat的負極，零線N的另一端連接于負電池組NBat的正極。

更優(yōu)的，所述晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5和晶體管Q6為絕緣柵雙極型晶體管IGBT。

本實用新型的目的在于提出一種雙boost結(jié)構(gòu)的軟開關(guān)整流復(fù)用電路，通過本電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了市電升壓，電池升壓，以及電池充電，大大降低了整機的硬件復(fù)雜度，提高了可靠性，降低了成本。通過輔助開關(guān)管和諧振網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了升壓工作時IGBT零電流開通、零電壓關(guān)斷，減少了開通關(guān)斷損耗。整流二極管實現(xiàn)了軟關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)損耗。極大地提高了整機效率。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施例方式來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

一種雙boost結(jié)構(gòu)的軟開關(guān)整流充電復(fù)用電路，包括晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q5、二極管D1、二極管D2、二極管D5、二極管D7、二極管D8、電容C1、電容C3和電感L3；所述晶體管Q1、晶體管Q2和電容C1串聯(lián)構(gòu)成回路，電感L3、晶體管Q5與二極管D7和二極管D8串聯(lián)的支路并聯(lián)于所述晶體管Q1、晶體管Q2和電容C1串聯(lián)構(gòu)成的回路；所述二極管D1并聯(lián)于晶體管Q1的兩端，二極管D2并聯(lián)于晶體管Q2的兩端，二極管D5并聯(lián)于晶體管Q5的兩端；所述電容C3并聯(lián)于電感L3和二極管D7組成支路的兩端；還包括晶體管Q3、晶體管Q6、晶體管Q4、二極管D3、二極管D6、二極管D4、二極管D9、二極管D10、電容C2、電容C4和電感L4；所述晶體管Q3、晶體管Q4和電容C2串聯(lián)構(gòu)成回路，電感L4、晶體管Q6與二極管D9和二極管D10串聯(lián)的支路并聯(lián)于所述晶體管Q3、晶體管Q4和電容C2串聯(lián)構(gòu)成的回路；所述二極管D3并聯(lián)于晶體管Q3的兩端，二極管D4并聯(lián)于晶體管Q4的兩端，二極管D6并聯(lián)于晶體管Q6的兩端；所述電容C4并聯(lián)于電感L4和二極管D9組成支路的兩端；還包括晶閘管SCR3、晶閘管SCR4、晶閘管SCR5、晶閘管SCR6、正電池組PBat、負電池組NBat、電感L1和電感L2；所述晶閘管SCR3和晶閘管SCR4并聯(lián)后的一端與正電池組PBat串聯(lián)，晶閘管SCR5和晶閘管SCR6并聯(lián)后的一端與負電池組NBat串聯(lián)；所述晶閘管SCR3和晶閘管SCR4并聯(lián)后的另一端與電感L1串聯(lián)，晶閘管SCR5和晶閘管SCR6并聯(lián)后的另一端與電感L2串聯(lián)。

更進一步的說明，還包括市電、晶閘管SCR1、晶閘管SCR2，所述市電的火線的正極與晶閘管SCR1的一端相連，晶閘管SCR1的另一端連接于電感L1的正極；所述市電的火線的負極與晶閘管SCR2的一端相連，晶閘管SCR2的另一端連接于電感L2的正極；所述市電的零線N的一端連接于正電池組PBat的負極，零線N的另一端連接于負電池組NBat的正極。

更進一步的說明，所述晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4、晶體管Q5和晶體管Q6為絕緣柵雙極型晶體管IGBT。

工作原理：

1、市電正半周，晶閘管SCR1導(dǎo)通，晶閘管SCR3/4截止。IGBT Q1進行PWM調(diào)制，IGBT Q2截止。當Q1導(dǎo)通時，市電火線通過SCR1—電感L1—Q1—市電中線N形成回路，電感L1電流增加，電感L1儲能。當Q1截止時，市電通過SCR1—電感L1—D2—C1—市電中線N形成回路，電感L1電流減少，電感L1釋能，電容C1被充電。在此過程實現(xiàn)了AC/DC。輔助開關(guān)管Q5先于Q1導(dǎo)通，當Q1導(dǎo)通之后，Q5關(guān)閉，其工作過程如下：當Q1截止時，Q5導(dǎo)通，諧振電感L3電流增加，二極管D2中電流減少，當L3中電流增加到和L1中電流一樣大時，二極管D2的電流減少到0，二極管截止，由于其電流是逐漸減少，其反向恢復(fù)損耗大大減少。此后市電通過SCR1—電感L1—諧振電感L3—Q5—市電中線N形成回路，此時再開通Q1，由于L3的感值遠小于L1，Q1開通屬于零電壓、零電流開通。當Q1開通后再關(guān)斷Q5，L3中電流通過D7與C3諧振，由于C3的存在，Q5屬于零電壓關(guān)斷。L3中的能量轉(zhuǎn)入C3。當Q1關(guān)斷時，由于C3存儲了電壓，L1中的電流先對C3放電，C3中的能量通過D8轉(zhuǎn)入C1，Q1屬于零電壓關(guān)斷，當C3的能量全部轉(zhuǎn)移完畢，電感L1中的電流通過D2繼續(xù)對C1充電。這樣，Q1/Q5實現(xiàn)了零電流開通，零電壓關(guān)斷。二極管D2實現(xiàn)了軟關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)損耗。

2、市電正半周，晶閘管SCR2截止，晶閘管SCR5導(dǎo)通。IGBT Q3截止，IGBTQ4進行PWM調(diào)制。當Q4導(dǎo)通，C2—市電中線N—負電池組NBat—SCR5—電感L2—Q4形成回路，電感L2電流增加，電感L2儲能。當Q4關(guān)閉，負電池組NBat—SCR5—電感L2—D3—市電中線N形成回路，電感2電流減少，電感L2釋能。在Q4的開通、關(guān)斷期間都實現(xiàn)了對負電池組的充電。

3、市電負半周，晶閘管SCR2導(dǎo)通，晶閘管SCR5/6截止。IGBT Q3進行PWM調(diào)制，IGBT Q4截止。當Q3導(dǎo)通時，市電中線N通過Q3—電感L2—SCR2—市電火線形成回路，電感L2電流增加，電感L2儲能。當Q3截止時，市電中線N通過C2—D4—電感L2—SCR2—市電火線形成回路，電感L2電流減少，電感L2釋能，電容C2被充電。在此過程實現(xiàn)了AC/DC。輔助開關(guān)管Q6先于Q3導(dǎo)通，當Q3導(dǎo)通之后，Q6關(guān)閉，其工作過程如下：當Q3截止時，Q6導(dǎo)通，諧振電感L4電流增加，二極管D4中電流減少，當L4中電流增加到和L2中電流一樣大時，二極管D4的電流減少到0，二極管截止，由于其電流是逐漸減少，其反向恢復(fù)損耗大大減少。此后市電中線N通過Q6—諧振電感L4—電感L2—SCR2—市電火線形成回路，此時再開通Q3，由于L4的感值遠小于L2，Q3開通屬于零電壓、零電流開通。當Q3開通后再關(guān)斷Q6，L4中電流通過D9與C4諧振，由于C4的存在，Q6屬于零電壓關(guān)斷。L4中的能量轉(zhuǎn)入C4。當Q3關(guān)斷時，由于C4存儲了電壓，L2中的電流先對C4放電，C4中的能量通過D10轉(zhuǎn)入C2，Q3屬于零電壓關(guān)斷，當C4的能量全部轉(zhuǎn)移完畢，電感L2中的電流通過D4繼續(xù)對C2充電。這樣，Q3/Q6實現(xiàn)了零電流開通，零電壓關(guān)斷。二極管D4實現(xiàn)了軟關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)損耗。

4、市電負半周，晶閘管SCR1截止，晶閘管SCR3導(dǎo)通。IGBT Q1截止，IGBTQ2進行PWM調(diào)制。當Q2導(dǎo)通，C1—Q2—L1—SCR3—正電池組PBat—市電中線N形成回路，電感L1電流增加，電感L1儲能。當Q2關(guān)閉，正電池組PBat—市電中線N—D1—電感L1—SCR3形成回路，電感L1電流減少，電感L1釋能。在Q2的開通、關(guān)斷期間都實現(xiàn)了對正電池組的充電。

5、當市電異常時，SCR1/2關(guān)閉。SCR4/6導(dǎo)通，IGBT Q1/3進行PWM調(diào)制，IGBT Q2/4截止。當Q1導(dǎo)通時，正電池組PBat通過SCR4—L1—Q1—市電中線N形成回路，電感L1電流增加，電感L1儲能。當Q1截止時，正電池組PBat通過SCR4—L1—D2—C1—市電中線N形成回路，電感L1電流減少，電感L1釋能，電容C1被充電，實現(xiàn)了電池模式升壓功能。輔助開關(guān)管Q5先于Q1導(dǎo)通，當Q1導(dǎo)通之后，Q5關(guān)閉，其工作過程如下：當Q1截止時，Q5導(dǎo)通，諧振電感L3電流增加，二極管D2中電流減少，當L3中電流增加到和L1中電流一樣大時，二極管D2的電流減少到0，二極管截止，由于其電流是逐漸減少，其反向恢復(fù)損耗大大減少。此后正電池組PBat通過SCR4—電感L1—諧振電感L3—Q5—市電中線N形成回路，此時再開通Q1，由于L3的感值遠小于L1，Q1開通屬于零電壓、零電流開通。當Q1開通后再關(guān)斷Q5，L3中電流通過D7與C3諧振，由于C3的存在，Q5屬于零電壓關(guān)斷。L3中的能量轉(zhuǎn)入C3。當Q1關(guān)斷時，由于C3存儲了電壓，L1中的電流先對C3放電，C3中的能量通過D8轉(zhuǎn)入C1，Q1屬于零電壓關(guān)斷，當C3的能量全部轉(zhuǎn)移完畢，電感L1中的電流通過D2繼續(xù)對C1充電。這樣，Q1/Q5實現(xiàn)了零電流開通，零電壓關(guān)斷。二極管D2實現(xiàn)了軟關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)損耗。

當Q3導(dǎo)通時，負電池組NBat通過市電中線N—Q3—L2—SCR6形成回路，電感L2電流增加，電感L2儲能。當Q3截止時，負電池組NBat通過市電中線N—C2—D4—L2—SCR6形成回路，電感L2電流減少，電感L2釋能，電容C2被充電，實現(xiàn)了電池模式升壓功能。輔助開關(guān)管Q6先于Q3導(dǎo)通，當Q3導(dǎo)通之后，Q6關(guān)閉，其工作過程如下：當Q3截止時，Q6導(dǎo)通，諧振電感L4電流增加，二極管D4中電流減少，當L4中電流增加到和L2中電流一樣大時，二極管D4的電流減少到0，二極管截止，由于其電流是逐漸減少，其反向恢復(fù)損耗大大減少。此后負電池組NBat通過市電中線N—Q6—諧振電感L4—電感L2—SCR6形成回路，此時再開通Q3，由于L4的感值遠小于L2，Q3開通屬于零電壓、零電流開通。當Q3開通后再關(guān)斷Q6，L4中電流通過D9與C4諧振，由于C4的存在，Q6屬于零電壓關(guān)斷。L4中的能量轉(zhuǎn)入C4。當Q3關(guān)斷時，由于C4存儲了電壓，L2中的電流先對C4放電，C4中的能量通過D10轉(zhuǎn)入C2，Q3屬于零電壓關(guān)斷，當C4的能量全部轉(zhuǎn)移完畢，電感L2中的電流通過D4繼續(xù)對C2充電。這樣，Q3/Q6實現(xiàn)了零電流開通，零電壓關(guān)斷。二極管D4實現(xiàn)了軟關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)損耗。

以上結(jié)合具體實施例描述了本實用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。