一种大电流半桥电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源端的两个MOS管S1和S2，MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2；MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。该电路解决了现有技术中存在的损耗大、效率低、输出功率小的问题，降低了变换器损耗，增大了功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流半桥电路
本技术属于开关电源
，涉及一种软开关以及副边大电流的半桥电路。
技术介绍
DC/DC变换器就是将输入的直流电压，经过高频斩波或高频逆变后，通过整流和滤波环节，转换成所需要幅值的直流电压。它在家用电器、工业控制、通信、国防、交通等领域都有广泛的应用。半桥电路拓扑由于其成本低、易实现等优点，在众多拓扑中占有重要地位。常用的半桥拓扑有以下两种: 1、传统半桥电路 如图1所示为传统半桥电路拓扑，由容值相等的电容器Cl和C2组成一组桥，MOS管SI和S2组成另一组桥，Dl与D2是MOS管的体二极管，Csl和Cs2是MOS管的寄生电容；两个桥臂中点连接变压器Tl，变压器后边接整流二极管D3和D4组成半桥电路； 其原理:此电路通过一对互补的驱动来驱动两个MOS管，SI和S2交替导通，在变压器一次测产生一幅值为Vi/2的正负脉冲，并通过高频变压器传输到二次侧，在经过整流二极管整流，储能电感LI及电容器C3滤波后向负载供电； 其特点:相对于全桥电路，此拓扑只用了两个MOS管，成本相对较低，由于是两只管子，没有同时通断的问题，其抗不平衡能力强，对于占空比要求不高，所以驱动电路的设计也相对简单； 缺点:由于其工作在硬开关状态，MOS管上的开关损耗较大；半桥电路的变压器原边承受电压为输入电压的一半，所以其输出功率相对较低，不适合大功率负载场合的应用。 2、不对称半桥电路 为了克服硬开关电路的诸多问题，图2提出了一种改进型的半桥拓扑，在电路中加入漏感Lk，利用开关管的寄生电容与变压器的漏感发生谐振，实现电路的零电压开通，以降低电路的损耗。 其原理:主开关为两个互补控制的功率MOSFET (SI和S2)，开关管SI和S2导通的时间分别为D和1-D。Lk是变压器原边漏感，与开关管的寄生电容Cl和C2谐振，为功率开关管SI和S2的零电压开通创造条件。S1导通时，变压器的原边承受正向电压，副边绕组N21工作，二极管D3导通，开关管S2与二极管D4关断，S2导通时，变压器的原边承受反向电压，副绕组N22工作，二极管D4导通，开关管S1与二极管D3关断； 其特点:软开关半桥电路在很大程度上实现了开关的的零电压开通，降低了损耗，大大提高工作频率和输出功率，降低电磁干扰。 缺点:输出功率较低,在大功率负载场合很少应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高效的大电流半桥电路，解决了现有技术中存在的损耗大、效率低、输出功率小的问题。 本技术的目的是通过下述技术方案来实现的。 一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管SI和MOS管S2，所述MOS管SI的漏端和MOS管S2的源端接电源E，所述MOS管SI的漏端并联连接一二极管Dl和电容Csl，M0S管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2 ;所述MOS管SI源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4 ;所述二极管D3阴极连接一电感LI，并与变压器副边同名端相连，所述二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，所述电感LI和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。 进一步地，所述二极管Dl和二极管D2为寄生二极管。 进一步地，所述电容Csl和电容Cs2为寄生电容。 本技术的有益效果是: 1、降低变换器损耗，增大功率密度； 2、提高输出电流从而提高输出功率。 【附图说明】 图1是传统半桥电路图； 图2是软开关半桥电路图； 图3是倍流整流半桥电路图。 【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。 如图3所示，该大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管SI和MOS管S2，所述MOS管SI的漏端和MOS管S2的源端接电源E，M0S管SI的漏端并联连接一二极管Dl和电容Cs I，MOS管S2的漏端并联连接一寄生二极管D2和寄生电容Cs2 ;所述MOS管SI源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4 ;所述二极管D3阴极连接一电感LI，并与变压器副边同名端相连，所述二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，所述电感LI和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3的阳极，并与二极管D4的阳极相连。 其中，二极管Dl和二极管D2为寄生二极管，电容Csl和电容Cs2为寄生电容。 本电路主开关为两个互补控制的功率MOSFET (SI和S2)，SI和S2的占空比分别为D和1-D，D1、D2分别为SI和S2的体二极管，谐振电容CSl和CS2是SI和S2的寄生电容，隔直电容Cb作为开关管S2导通时的电压源，压器T等效为理想变压器串联一个漏感Lk，变压器原边匝数为NI，副边匝数为N2，采用倍流整流，用超快恢复二极管D3和D4，输出滤波电感LI和L2，滤波电容C3和负载RL。 本技术的工作原理: 1、开关管SI关断以后，漏感Lk与Csl与Cs2谐振，变压器漏感电流流过Csl和Cs2，使得电容Csl的电压线性上升，电容Cs2的电压线性下降，当电容Cs2电压下降到零时，S2的体二极管D2导通将S2上的电压钳位到零，此时开通S2就实现零电压开通，S2开通后，变压器副边上负下正，副边电流通过L2、C3和RL、D3形成回路，L2储能，电感LI通过D3释放能量； 2、开关管S2关断以后，电路重新开始进入电容充放电阶段，变压器原边电流流过Csl和Cs2，使得电容Csl的电压线性下降，电容Cs2的电压线性上升，当Csl电压下降到零时，SI的体二极管Dl导通将SI上的电压钳位到零，此时开通SI就实现零电压开通，SI开通后，变压器副边上正下负，副边电流通过L1、C3和RL、D4形成回路，LI储能，L2通过D4 释放能量。 本技术的特点在于: 1、开关管通过漏感与寄生电容的谐振实现软开关，从而降低了开关损耗，提高效率； 2、副边采用倍流整流技术，由于任一滤波电感电流为输出负载电流的一半，从而增加了输出电流，提高输出功率； 3、倍流整流是将两个电感的交错并联，两个输出滤波电感上的电压和流过的电流相位差为180°。实现了滤波电感上的纹波电流互相部分抵消，故负载电流的纹波更小。 以上所述仅为本技术的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本技术说明书而对本技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管S1和MOS管S2，所述MOS管S1的漏端和MOS管S2的源端接电源E，其特征在于：所述MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2；所述MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。

【技术特征摘要】
1.一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管SI和MOS管S2，所述MOS管SI的漏端和MOS管S2的源端接电源E，其特征在于:所述MOS管SI的漏端并联连接一二极管Dl和电容Csl，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2 ;所述MOS管SI源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4 ;二极管D3阴极连接一电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：代杰仕，吕剑，
申请(专利权)人：西安唯电电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61