改善型零电压开关有源钳位正激变换器制造技术

一种在所有负荷领域通过零电压开关能提高效率的改善型零电压开关有源钳位正激变换器，其包括：钳位开关部，钳制输入电源而进行交互切换；变压部，包含第一线圈部和第二线圈部，所述第一线圈部接收来自所述钳位开关部的被切换的电源，所述第二线圈部与所述第一线圈部相电磁结合而形成事先设定的线圈比，从而对所述被切换的电源的电压水平进行变压；以及整流部，对来自所述变压部的变压后的电压进行整流而输出。其中，所述变压部包含芯部以及由所述芯部所贯通支撑的第一线轴和第二线轴，在所述第一线轴上缠绕第一导线而形成所述第一线圈部，在所述第二线轴上缠绕第二导线而形成所述第二线圈部，所述第一线圈部与所述第二线圈部相隔规定距离。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及改善型零电压开关有源钳位正激变换器(Improved ZVS active clamp forward converter)，更详细地，涉及在所有负荷领域通过零电压开关能提高效率的改善型零电压开关有源钳位正激变换器。
技术介绍
通常，欲要驱动由引擎和电机来驱动的混合动力汽车和仅由电机来驱动的电动汽车的电机时，则需要高电压和电流，为此需要具备作为电力控制单元的混合动力控制单元(HPCU：Hybrid Power Control Unit)。HPCU是由低电压DC-DC转换器(LDC：Low Voltage DC-DC Converter)、变换器、混合控制单元(HCU：Hybrid Control Unit)等电源供给产品构成。其中，LDC将从锂离子电池所接受的高的输入电压转换为低电压而向汽车的电气设备供给电能，其由电力部和用于控制电力部的控制部来构成。电力部由配电板(Power Board)、变压器(Transformer)、输出板(Output Board)等构成，控制部由控制板(Control Board)构成。对于配电板而言，根据LDC的输出容量其可使用的电路甚多，而在小容量的LDC之情况下，适合使用有源钳位正激变换器。一方面，通过配电板向变压器的一次侧施加如图1所示之随时间变化的矩形波形态的高电压时，通过一次侧线圈会有电流流动，从而在铁芯(core)内部产生磁通。此时，磁通会通过二次侧线圈从而产生感应电力，通过该原理一次侧的能量被传递到二次侧。用户通过调整一次侧和二次侧线圈的匝数比(TurnRatio)以及向一次侧施加之电压的时间来可以进行升压和降压。在此，用于调整向变压器施加之输入电压的时间(Duty ratio,0<D<1)的是开关(MOSFET)。对于Duty而言，当输入电压越小，所希望的输出电压越大，或者输出电流越大时，Duty应当越大。理想的开关是在开关打开和关闭的瞬间施加于开关的电压与通过开关流动的电流的乘积为如图2所示始终等于零。对于有源钳位正激变换器来讲，在轻负荷条件下，因存在于电路之寄生成分(变压器的漏电感、MOSFET的输出电容)的共振而(零电压开关)开关被打开时所产生的切换损失接近于零。虽然电路以上述方式工作，但对于一般的MOSFET而言，因外围电路的寄生成分和开关本身的延迟而在切换(switching)瞬间产生电压和电流的乘积，由此会发生如图3所示的电力消耗(P＝VI，W＝Pt)。这既为切换损失，对于有源钳位正激变换器来讲，与一般的全桥型电路相反，当负荷大时，产生的切换损失也大。一般而言，开关以100kHz工作，此时的损失太大而发热量变多，当这些热不能顺利排放时，可能会引起开关的烧毁，LDC整体的工作会停止。另外，如图4所示，当根据宽的输入电压范围和输出电压范围以及宽的输出电流领域而Duty ratio具有大的值时，变压器的重置时间不足而变压器饱和，或者会向开关施加高的瞬间电压，从而具有电路烧毁的危险。为了防止该情形而调节变压器的匝数比，如果增加二次侧的匝数，可降低该危险。但是，当用以往的铜板来构成二次侧的导线(wire)时，需要将两个铜板用螺钉和螺母来连接，但这存在增加变压器所占空间和所使用部件数的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术课题是提供一种在所有负荷领域通过零电压开关能提高效率的改善型零电压开关有源钳位正激变换器。本技术的目的并非局限于前述的目的，未提及的其他目的通过以下的记载可使本领域的技术人员得以明确理解。为了达到上述技术目的，根据本技术一方面的改善型零电压开关有源钳位正激变换器，包括：钳位开关部，钳制输入电源而进行交互切换；变压部，包含第一线圈部和第二线圈部，所述第一线圈部接收来自所述钳位开关部的被切换的电源，所述第二线圈部与所述第一线圈部相电磁结合而形成事先设定的线圈比，从而对所述被切换的电源的电压水平进行变压；以及整流部，对来自所述变压部的变压后的电压进行整流而输出。其中，所述变压部包含芯部以及由所述芯部所贯通支撑的第一线轴和第二线轴，在所述第一线轴上缠绕第一导线而形成所述第一线圈部，在所述第二线轴上缠绕第二导线而形成所述第二线圈部，所述第一线圈部与所述第二线圈部相隔规定距离。特征在于所述第一导线和所述第二导线是不同的材质。特征在于所述第一导线和所述第二导线具有不同的直径。其特征在于所述第一导线和所述第二导线具有不同的形状。其特征在于所述第二导线具有弯曲特性。其特征在于所述第二导线是铜角线圈。其特征在于所述铜角线圈以层状结构所缠绕。其特征在于所述第一导线是绞合线。其特征在于在所述第二线圈部，所述第二导线以层状结构所缠绕。根据如上所述的本技术，与现有技术中使用在LDC的变压器相比具有高的漏电感，代替与小容量相适应地在现有技术中所使用的铜板，将二次侧线圈变更为铜角线圈，从而容易提高二次侧的匝数比。并且，与现有技术相比，可以省略空间以及用于连接铜板的螺钉和螺母。这不仅在轻负荷，而且在重负荷的情况下，也有利于减少在有源钳位正激变换器所产生的切换损失。附图说明图1是示出随时间变化之矩形波形态输入电源的图。图2是示出当为理想开关之情况下，在开关打开和关闭的瞬间，施加于开关的电源和通过开关所流动之电流的图。图3是示出当为一般的MOSFET之情况下，根据外围电路的寄生成分和开关本身的延迟，在切换(switching)瞬间施加于开关的电压和通过开关所流动之电流的图。图4是用于说明根据宽的输入电压范围和输出电压范围以及宽的输出电流领域，Duty ratio产生大的值的示例的图。图5是根据本技术实施例之有源钳位正激变换器的概略电路图。图6是示出根据本技术实施例之变压部线圈结构的图。具体实施方式本技术的有益之处和特点以及用以达至其的方法是参照附图和详细后述的实施例便可得以明确。但是，本技术并非局限在如下揭示的实施例，而是能以不同的各种形态来实现，本实施例仅仅是为了使本技术的揭示完整，使得本领域的普通技术人员完整得知技术的范畴所提供，本技术是根据权利要求的记载规定义。并且，在本说明书中使用的技术用语是为了说明实施例的，并非为了限定本技术。在本说明书中，单数型语句在不做特别说明的情况下也包含复数型。说明书中所使用的“包含(comprises)”或者“包括(comprising)”并不排除在所提及的构成要素、步骤、动作及/或部件之外，还存在或追加有其他一个以上的构成要素、步骤、动作及/或部件。以下，参照附图详细说明本技术的优选实施例。首先，向各附图的构成要素赋以附图标记时，对于相同的构成要素，虽然在不同附图中加以表示，但也尽量赋以相同的符号，并且在说明本技术时，如果对相关公知构成或功能的具体描述有碍于本技术的要旨，那么将省略其详细说明。图5是根据本技术实施例之有源钳位正激变换器的概略电路图。参照图5，根据本技术实施例的有源钳位正激变换器100可以包括钳位开关部110、变压部120以及整流部130。钳位开关部110钳制(clamping)输入电源Vin而能进行交互切换。为此，钳位开关部110可以具有钳位电容器Cc、第一开关QA及第二开关Qm。钳位电容器Cc的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善型零电压开关有源钳位正激变换器，包括：钳位开关部，钳制输入电源而进行交互切换；变压部，包含第一线圈部和第二线圈部，所述第一线圈部接收来自所述钳位开关部的被切换的电源，所述第二线圈部与所述第一线圈部相电磁结合而形成事先设定的线圈比，从而对所述被切换的电源的电压水平进行变压；以及整流部，对来自所述变压部的变压后的电压进行整流而输出，其中，所述变压部包含芯部以及由所述芯部所贯通支撑而相互间隔的第一线轴和第二线轴，在所述第一线轴上缠绕第一导线而形成所述第一线圈部，在所述第二线轴上缠绕第二导线而形成所述第二线圈部，所述第一线圈部与所述第二线圈部相隔预定距离。

【技术特征摘要】
2014.12.03 KR 10-2014-01719111.一种改善型零电压开关有源钳位正激变换器，包括：钳位开关部，钳制输入电源而进行交互切换；变压部，包含第一线圈部和第二线圈部，所述第一线圈部接收来自所述钳位开关部的被切换的电源，所述第二线圈部与所述第一线圈部相电磁结合而形成事先设定的线圈比，从而对所述被切换的电源的电压水平进行变压；以及整流部，对来自所述变压部的变压后的电压进行整流而输出，其中，所述变压部包含芯部以及由所述芯部所贯通支撑而相互间隔的第一线轴和第二线轴，在所述第一线轴上缠绕第一导线而形成所述第一线圈部，在所述第二线轴上缠绕第二导线而形成所述第二线圈部，所述第一线圈部与所述第二线圈部相隔预定距离。2.如权利要求1所述的改善型零电压开关有源钳位正激变换器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：金头昊，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：新型
国别省市：韩国;KR