基于移相控制的两电容SCC拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构，包括：第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1和第二开关管S2；两个电容分别串联了极性相反的第一开关管S1和第二开关管S2，开关管两端反向并联二极管；两个开关管第一开关管S1和第二开关管S2的导通时间相差半个周期，为固定频率、移相控制，通过控制移相角ɑ的大小以改变SCC结构等效电容Ceq的值进而实现对谐振变换器输出特性的调控。本实用新型专利技术具有开关损耗小和效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种基于移相控制的两电容see拓扑结构技术，特别设及一种两 电容see拓扑结构及其移相控制策略。
技术介绍
谐振变换器适应了高频化开关的需求，然而传统的变频控制方式由于其宽范围变 化的工作频率降低了谐振变换器磁性元器件的性能，不利于磁性元件的优化设计。谐振变 换器的输出常因为元件参数的误差W及输入的扰动而使输出特性具有误差W及不确定性， 难W精确的控制。此外，变频控制方式下由于磁性元件的设计考虑也使输出的控制范围有 限；为此提出新型的两电容SCCXSwitched-Controlled Capacitor)结构改变谐振回路的等 效电容W调控变换器的输出特性，从而谐振变换器可W大范围内工作在恒频状态。通过控 审IJSCC开关管的导通与关断来调控see结构等效电容值。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于移相控制的两 电容see拓扑结构，该see结构适用于谐振变换器领域，可W使谐振变换器在恒频工作状态 下实现输出特性的可控性。 本技术的目的通过下述技术方案实现:一种基于移相控制的两电容see拓扑 结构，包括:第一电容打、第二电容C2、第一开关管Si和第二开关管S2;第一电容Cl的正极和第 二电容C2的正极相连接;第一电容Cl的负极和第一开关管Si的漏极连接，第二电容C3的负极 与第二开关管S2的源极连接;第一开关管Si的源极和第二开关管S2的漏极相连接;控制信号 接入第一开关管Si和第二开关管S2的栅极，通过移相角α的大小控制开关管的导通时间从而 控制等效电容Ceq;第一开关管Si和第二开关管S2的导通时间相差半个周期。 所述第一电容Cl和第二电容C2的电容值相等，W确保所述see结构的对称性，保证 其抗扰性能。 采用固定的频率控制第一开关管Si和第二开关管S2,采用变化的移相角控制第一 开关管Si和第二开关管S2;第一开关管Si和第二开关管S2的导通时间相差半个周期，即导通 时间的相位差为180°。 所述变化的占空比是指通过改变移相角α的大小，调节等效电容的值，W调控谐振 变换器的输出。[000引see等效电容值与电容一个周期内的电荷量Q成正比，see等效电容为： 其中，公，为第一电容Cl在正常同等条件完整半个周期下的电荷量，Δ&,为第一电 容Cl在see结构中半个周期的电荷量;Qc2为第二电容C2在正常同等条件完整半个周期下的 电荷量，Δ Qc2为第二从电容C2在see结构中半个周期的电荷量。 本技术的see结构中：第一开关管Si和第一电容Cl串联后与第二开关管S2和第 二电容C2串联后相互并联;其中，第一开关管Si和第二开关管S2的极性相反;第一电容Cl和 第二电容C2的电容值相等;第一开关管Si和第二开关管S2具有有续流二极管;第一开关管Si 和第二开关管S2导通时间相差半个周期，为固定的频率控制和变化移相角α控制，通过控制 移相角α的大小W改变see结构等效电容Ceq的值进而实现对谐振变换器输出特性的调控。所 述see结构的移相角控制平滑、连续，两个开关管均能实现软开关，开关损耗小，效率高，对 于谐振变换器输出特性调控具有很高的可行性和实用性。 本技术相对于现有技术具有如下的优点及效果： (1)第一开关管Si和第二开关管S2导通时间相差半个周期W及两个相等的第一电 容Cl和第二电容C2,使得see的工作在正负半周期内对称，因此抗干扰性强，并且比单边结构 更为稳定。 (2)本技术在see结构中，通过固定的频率控制和变化的移相角控制，移相角 控制第一从电容Cl和第二从电容C3的作用时间W调节改变等效电容Ceq的值。[001引（3)本技术中控制移相角α有效调节范围为45°含(1。80°，可W实现对see等效 电容Ceq的单调、平滑的控制，控制范围大。 (4)本技术中see结构里面第一开关管Si和第二开关管S2导通前其反并联二极 管导通通流，开关管可W实现ZVS软开关，损耗小，效率高。【附图说明】图1是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构图。 图2(a)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析图。 图2(b)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态1的示意 图。 图2(c)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态2的示意 图。 图2(d)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态3的示意 图。 图2(e)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态4的示意 图。 图2(f)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态5的示意 图。 图2(g)是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构的工作波形分析模态6的示意 图。 图3是一种基于移相控制的两电容see拓扑结构等效电容Ceq/C随移相角α的变化曲 线图。【具体实施方式】 下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施 方式不限于此。实施例如图1所示，一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构。所述SCC结构单元包含:第 一电容Cl、第二电容C2、第一开关管Si和第二开关管S2;第一电容Cl的正极和第二电容C2的正 极相连接;第一电容Cl的负极和第一开关管Si的漏极连接，第二电容C2的负极与第二开关管 S2的源极连接;第一开关管Si的源极和第二开关管S2的漏极相连接;控制信号接入第一开关 管Si和第二开关管S2的栅极，通过移相角α的大小控制开关管的导通时间从而控制等效电容 Ceq;第一开关管Si和第二开关管S2的导通时间相差半个周期。 下面结合附图对SCC结构的工作波形和模态图，说明本技术的工作原理。 如图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)、图2(e)、图2(f)和图2(g)所示，可W分为六种 不同的工作模态，对应to~t6六个模态： 1)模态l:to时刻，第二开关管S2关断，第一开关管Si驱动导通，但此时ici 为负第一开关管Si反并联二极管导通所WM0S管没有电流通过，iEi = i。;第一电容Cl持续放 电，直到tl时刻第一电容Cl电压降至电压最小值Uceqmin。:ti时刻，电流ici过零由负转正，第一开关管Si的M0S管开始有电 流通过，电流icl = iC ;第一电容Cl充电，至Ij t2时刻，电容电压充电至Uclt2 = Uc2t2 = Uc2min。 3)模态3:在t2时亥Ij，第一电容Cl电压等于第二电容C2电压，即Ucl = Uc2,第 一电容Cl继续充电Ucl>Uc2,第二开关管S2的反并联二极管导通，第二开关管S2两端电压被 错位至零，在此模态内可W实现第二开关管S2的ZVS软开关;模态内，电流icl = ic2=ic/2,第 一电容Cl、第二电容C2同时充电；直到t3时刻，第一开关管Si关断信号到来，第一电容Cl充电 至巧大电压Uclmaxo 4)模态4:t3时刻，第二开关管S2导通信号到来，但第二电容C2电流为正，仍 旧第二开关管S2反并联二极管导通，第二开关管S2中M0S管没有电流通过，电流ic2 = ic;到t4 时刻，电流ic2过零点由正转负，第二电容C2充电至电压最大值Uc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构，其特征在于，包括：第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一开关管(S1)和第二开关管(S2)；第一电容(C1)的正极和第二电容(C2)的正极相连接；第一电容(C1)的负极和第一开关管(S1)的漏极连接，第二电容(C2)的负极与第二开关管(S2)的源极连接；第一开关管(S1)的源极和第二开关管(S2)的漏极相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾君，孙伟华，刘俊峰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44