一种反激电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种反激电路，包括：输入电路，输入电路包括至少两级的初级绕组单元和均压单元，每级的初级绕组单元由相同的初级绕组、吸收电路、控制该初级绕组通断的主开关管组成，其中至少有一级的初级绕组单元中将吸收电路替换为由扼流二极管、钳位电容和辅助开关管组成的钳位电路，该钳位电路通过辅助开关管控制，利用钳位电容吸收大部分原边漏感，同时利用扼流二极管能将整个变压器的所有绕组能量扼流，从而可在此阶段实现所有电路原边各串联主开关管的零电压导通。能够整体减小主开关管的开关损耗，提高电路拓扑的开关频率。同时此钳位电路能实现辅助开关管与主功率开关管的互补控制，控制方法简单，且能实现钳位开关管的ZVS，具有较好的电路性能。

A Flyback Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种反激电路
本技术涉及一种高压输入反激电路，特别涉及一种主功率开关管实现软开关的串联反激电路。
技术介绍
近年来，随着光伏发电、超高压输电等电力行业的迅速发展，其配电系统的输入电压非常高，高达几千伏，现有常规的变换器很难有合适的高压开关管来满足设计要求，为解决开关管电压应力过高的问题，可以采用变换器输入串联的电路结构。图1是一种公知的具有自动均压功能的高耐压重叠式反激DC-DC变换器电路结构，该电路结构发表于《电工技术杂志》2001年第5期的《高耐压重叠式反激DC-DC变换器设计》。串联变压器型反激电路通过绕组串联分压，将变压器分为多个绕组串联的形式，减小单个开关功率管的漏源极电压应力，从而实现宽范围高压输入的功能。对于普通的串联变压器型反激电路，由于功率开关管导通时漏源电压不为零，因此存在开通损耗高问题，影响了开关频率提升性能，同时难以缩小体积，功率密度难以提升。若电路开关管能实现软开关功能(软开关：通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低它们的变化率，从而大大减小甚至消除开关损耗；零电压开关称为ZVS，ZVS：ZeroVoltageSwitching；零电流开关称为：ZCS，ZCS：ZeroCurrentSwitching)，则可以很好的提升串联型反激电路各方面的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本技术解决的技术问题是克服现有方法的不足，提出一种串联反激电路方案，在吸收大部分变压器初级绕组漏感的同时，使所有主功率开关管都可以实现ZVS，从而减小高压串联反激电路的开关损耗，同时开关管的控制方法较为简单。目前串联反激电路吸收原边漏感的方式主要用RCD吸收电路，RCD吸收电路方案仅能通过吸收漏感能量来降低功率开关管漏源极电压尖峰，未能降低原边多个功率开关管的开关损耗。在高压输入的情况下，功率管的开关损耗较大且易使开关管发热严重。本技术的主要构思是：将其中原边绕组单元其中一个吸收回路换为一个钳位电路，此钳位电路通过一钳位开关管控制，(原边多绕组间耦合度较好情况下)利用钳位电容吸收大部分原边漏感，同时利用一个扼流二极管能将整个变压器的所有绕组能量扼流，当钳位开关管关断时，扼流二极管电压反向，扼流停止，变压器多个初级绕组将反向抽走对应主开关管的结电容电压，从而为可在此阶段实现所有串联功率开关管的ZVS提供条件。同时此钳位电路能实现钳位开关管与主功率开关管的互补控制，控制方法简单，且能实现钳位开关管的ZVS，具有较好的电路性能。基于该构思，本技术采用的技术方案为：一种反激电路，包括：输入电路，输入电路包括至少两级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，各级的均压单元相互串联；首级初级绕组单元的输入端连接直流电压的正电压端，末级初级绕组单元的输出端接地；每级初级绕组单元均包括初级绕组、主开关管和吸收电路，初级绕组的一端作为初级绕组单元的输入端，初级绕组的另一端连接主开关管的导通电流流入端，主开关管的导通电流流出端连接下一级初级绕组单元的输入端，吸收电路并联在初级绕组的两端；各级主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。至少有一级初级绕组单元中的吸收电路替换为一钳位电路，该钳位电路通过吸收各初级绕组漏感能量从而控制各级初级绕组单元的主开关管实现软开关功能(ZVS)。优选地，所述末级初级绕组单元中的吸收电路替换为一钳位电路。优选地，所述钳位电路包括一电容、一二极管、一开关管；电容一端连接所在当级初级绕组单元的输入端、二极管阳极，电容另一端连接二极管阴极、开关管导通电流流入端，开关管导通电流流出端连接所在当级初级绕组单元的主开关管的导通电流流入端，开关管的控制端施加驱动信号。优选地，所述开关管为MOS管，开关管的导通电流输入端，为MOS管的漏极，开关管的的导通电流输出端，为MOS管的源极，开关管的控制端，是控制开关导通与截止的端口，为MOS管的栅极。优选地，所述开关管的控制端施加的驱动信号与主开关管的驱动信号互补，或是非互补。优选地，述开关管施加的驱动信号与主开关管施加的驱动信号设置有一定死区时间。本技术的有益效果为：本技术可利用单个钳位电路吸收漏感的方式，仅对电路中其中一个初级绕组单元设置钳位电路，既能够扼流变压器所有绕组的能量，同时通过一个钳位功率开关管进行控制，实现了串联型反激电路所有功率开关管的ZVS，整体减小了功率开关管的开关损耗，提高该拓扑的开关频率，且控制方式简单。在原边绕组耦合度较好的情况下，单个钳位电路可吸收大部分的变压器原边绕组漏感，变换器效率进一步提高。附图说明图1为一种公知技术高耐压重叠式反激电路原理图；图2为本技术第一实施例电路原理图；图3为本技术第一实施例驱动时序图；图4为本技术第一实施例电路仿真工作曲线图；图5为本技术第一实施例电路仿真曲线局部展开图；图6为本技术第二实施例电路原理图。具体实施方式本技术的构思是利用单个钳位电路吸收变压器绕组漏感，同时利用单个钳位电路扼流所有变压器绕组单元的能量，实现所有功率开关管的ZVS。以下结合附图及实施例，对本专利技术进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本技术。第一实施例图2为本技术串联反激电路的第一实施例原理图。电路包括输入电路，输入电路包括两级初级绕组单元和两级均压单元，一输出电路，包括次级绕组单元；初级绕组单元包括初级绕组、主开关管及一吸收电路和一钳位电路。如图2所示：电压源Vin是输入电压，电容C1、电容C2分别是两级串联型均压单元；变压器T1是多绕组串联变压器，包括两初级绕组和一次级绕组；MOS管Q1、MOS管Q2是主开关管；电阻R1、电容Cs1、二极管D1，构成吸收电路；MOS管Q3是钳位开关管、电容Cs2是钳位电容、二极管D2是扼流二极管，构成钳位电路；变压器次级绕组、二极管D3、电容C3构成次级绕组单元。作为本实施例优选实施方式，吸收电路优选常规的RCD吸收电路，作为可实施方案，也可以其他能吸收漏感能量的吸收回路，其主要作用是吸收漏感能量，降低主功率开关管的耐压，再次不作详细说明。本技术改进的反激电路是由MOS管Q3、电容Cs2、二极管D2构成的单个钳位电路应用到串联反激电路中，利用单个绕组的扼流圈，扼流了变压器的所有绕组，实现所有开关管的ZVS。作为本实施例的优选实施方式，在输入电路中的两级初级绕组单元中设置单一钳位电路，且钳位电路设置在第二级初级绕组单元内并联在第二初级绕组的两端，作为其他可实施方式，可设置单一钳位电路，钳位电路设置在第一级初级绕组单元中并联在第一初级绕组的两端，或是设置两级钳位电路，分别设置在两级初级绕组单元中各自并联在各级单元初级绕组两端。本实施例的连接关系如下：输入电压Vin的正端与电容C1的一端相连，电容C1的另一端与电容C2一端相连，电容C2另一端与输入电压Vin的负端相连，电阻R1一端、电容Cs1的一端与输入电压Vin正端相连，电阻R1另一端、电容Cs1另一端与二极管D1的阴极相连，变压器第一初级绕组Lp1同名端与输入电压Vin正端相连，变压器第一绕组L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反激电路，包括：输入电路，输入电路包括至少两级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，各级的均压单元相互串联；首级初级绕组单元的输入端连接直流电压的正电压端，末级初级绕组单元的输出端接地；每级初级绕组单元均包括初级绕组、主开关管和吸收电路，初级绕组的一端作为初级绕组单元的输入端，初级绕组的另一端连接主开关管的导通电流流入端，主开关管的导通电流流出端连接下一级初级绕组单元的输入端，吸收电路并联在初级绕组的两端；各级主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；其特征在于：至少有一级初级绕组单元中的吸收电路替换为一钳位电路，该钳位电路通过吸收各初级绕组漏感能量从而控制各级初级绕组单元的主开关管实现软开关功能(ZVS)。

【技术特征摘要】
1.一种反激电路，包括：输入电路，输入电路包括至少两级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，各级的均压单元相互串联；首级初级绕组单元的输入端连接直流电压的正电压端，末级初级绕组单元的输出端接地；每级初级绕组单元均包括初级绕组、主开关管和吸收电路，初级绕组的一端作为初级绕组单元的输入端，初级绕组的另一端连接主开关管的导通电流流入端，主开关管的导通电流流出端连接下一级初级绕组单元的输入端，吸收电路并联在初级绕组的两端；各级主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；其特征在于：至少有一级初级绕组单元中的吸收电路替换为一钳位电路，该钳位电路通过吸收各初级绕组漏感能量从而控制各级初级绕组单元的主开关管实现软开关功能(ZVS)。2.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于：所述末级初级绕组单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈威任，吴辉，李仲炜，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44