A low stress high frequency DC/DC power converter based on leakage inductance of transformer is involved in the field of power electronics. The invention aims at avoiding the defects of the existing high frequency power converter. In the invention, the voltage input port of the Class inverter E inverter circuit is connected with the power supply, the voltage output port of the Class E inverter circuit is connected with the voltage input port of the isolated matching network, the voltage output port of the isolated matching network is electrically connected with the rectifier link; the end of the direct capacitance is connected to the positive input of the transformer component. At the end of the transformer, the positive output end of the transformer component connects the one end of the resonant capacitance, the other end of the direct capacitance and the negative input end of the transformer component as the voltage input port of the isolated matching network. The negative output end of the transformer component is the other end of the vibration capacitance as the voltage output port of the isolated matching network.
【技术实现步骤摘要】
一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器
本专利技术属于电力电子
,尤其涉及低应力高频DC/DC功率变换器。
技术介绍
随着电力电子技术的发展,高频、高效、高功率密度成为DC/DC功率变换器领域的必然前进方向。当开关频率提高到几十兆赫兹级别时,谐振元件的参数值与体积大大下降,系统暂态响应速度加快,且整个系统的体积与重量减小,功率密度大幅提高。图1所示为高频DC/DC功率变换系统的基本结构,一般由逆变、匹配和整流三个环节构成。其中逆变电路一般采用ClassE或者ClassΦ2拓扑,如图2所示;匹配环节通常采用图3所示的非隔离型LC网络;至于整流环节,在高频条件下通常采用谐振整流器以减小损耗,在此不做过多说明。采用ClassE或ClassΦ2逆变环节与非隔离型LC匹配网络组合的高频功率变换器结构简单,可实现对各个环节分步设计,但存在如下的缺点:(1)若采用ClassE逆变拓扑会导致开关管电压应力过高,一般可达输入电压的4倍左右,不利于系统输入电压的提升和开关管功耗的降低;若采用ClassΦ2逆变拓扑虽然可以降低开关管电压应力,但是较ClassE逆变多引入两个谐振元件,由此产生的损耗将降低系统的效率,且会增大系统的体积,减小系统的功率密度。(2)非隔离型LC匹配网络只能在开关频率下进行阻抗变换,带宽极窄,且无法提供电气隔离,系统安全性由之大大降低。
技术实现思路
本专利技术是为了避免现有高频功率变换器存在的缺陷,现提供一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器。一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器,包括ClassE逆变电路和隔离 ...
【技术保护点】
1.一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器,其特征在于,包括Class E逆变电路和隔离型匹配网络,隔离型匹配网络包括:隔直电容CB、谐振电容Crec和变压器组件,Class E逆变电路的电压输入端口与电源电气连接,Class E逆变电路的电压输出端口与隔离型匹配网络的电压输入端口相连,隔离型匹配网络的电压输出端口与整流环节电气连接;隔直电容CB的一端连接变压器组件的正输入端,变压器组件的正输出端连接谐振电容Crec的一端,隔直电容CB的另一端和变压器组件的负输入端作为隔离型匹配网络的电压输入端口,变压器组件的负输出端和谐振电容Crec的另一端作为隔离型匹配网络的电压输出端口。
【技术特征摘要】
1.一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器,其特征在于,包括ClassE逆变电路和隔离型匹配网络,隔离型匹配网络包括:隔直电容CB、谐振电容Crec和变压器组件,ClassE逆变电路的电压输入端口与电源电气连接,ClassE逆变电路的电压输出端口与隔离型匹配网络的电压输入端口相连,隔离型匹配网络的电压输出端口与整流环节电气连接;隔直电容CB的一端连接变压器组件的正输入端,变压器组件的正输出端连接谐振电容Crec的一端,隔直电容CB的另一端和变压器组件的负输入端作为隔离型匹配网络的电压输入端口,变压器组件的负输出端和谐振电容Crec的另一端作为隔离型匹配网络的电压输出端口。2.根据权利要求1所述的一种基于变压器漏感的低应力高频DC/DC功率变换器,其特征在于,ClassE逆变电路包括:谐振电感LF、谐振电容CF和开关管S;谐振电感LF的一端连接电源正极,谐振电感LF的另一端同时连接开关管S的漏极和谐振电容CF的一端,电源负极同时连接开关管S的源极和谐振电容CF的另一端,谐振电容CF的两端作为ClassE逆变电路的电压输出端口。3.根据权利要求1所述的一种基于变压器漏感...
【专利技术属性】
技术研发人员:王懿杰,管乐诗,胡西红,张相军,徐殿国,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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