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一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器及其调制策略制造技术

技术编号:21006548 阅读:32 留言:0更新日期:2019-04-30 22:09
本发明专利技术提供一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器及其调制策略,涉及直流变换器技术领域。变换器包括逆变桥、高频变压器、SCC辅助回路、整流网络滤波电路、负载电路和直流电源。本变换器采用有辅助信号的双极性PWM调制策略,主开关管和辅助开关管均按照相位差180°互补开通方式工作。本发明专利技术可实现全桥变换器主开关管的ZCS开通、ZVZCS关断以及辅助开关管ZVZCS开通和ZVS关断。有效降低了大功率场合下变压器主开关管的关断损耗;降低了环流损耗;降低了主开关管的电流应力及整流二极管的电压应力;实现整流二极管的自然换流,避免了整流二极管反向恢复与寄生振荡问题,简化了拓扑结构,提高了变换效率。

A Full Bridge DC/DC Converter Based on Switched Capacitor and Its Modulation Strategy

【技术实现步骤摘要】
一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器及其调制策略
本专利技术属于变换器
,特别涉及一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器及其调制策略。
技术介绍
DC/DC变换器技术是将不可调的直流电压转变为可调或固定的直流电压,是一个用开关调节方式高效控制电能变换的技术,这种技术广泛应用于各种开关电源、直流调速、燃料电池、太阳能供电和分布式电源系统中。由于现代电力电子装置愈来愈趋向小型化和轻量化,因此变换器高频化已成为其发展的重要趋势。提高工作频率有助于变换器提高性能,减小体积。但随着开关频率的不断提高,开关损耗也将成比例地增加。另外,噪声污染和电磁干扰(EMI)问题也变得日益突出。针对以上问题,软开关技术被引入直流变换器。随着软开关变换技术的不断发展,各种软开关变换器拓扑结构先后出现。在众多软开关变换拓扑中,全桥变换器由于主功率开关器件电压应力低的特点,更适用于大功率场合,因此受到世界各国相关领域研究人员的普遍关注。1988年,R.A.Fisher提出了移相全桥ZVS直流变换器,并制作出了工作频率为500kHz的直流变换器。由于其效率高、磁芯利用率高等优点得到十分广泛的应用,但是存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器,其特征在于,包括:逆变桥、高频变压器、SCC辅助回路、整流网络、滤波电路、负载电路和直流电源;所述逆变桥包括第一主开关管、第二主开关管、第三主开关管、第四主开关管以及四个二极管;所述第一主开关管的集电极分别连接直流电源的正极与第三主开关管的集电极,所述第一主开关管的发射极连接第二主开关管的集电极,所述第二主开关管的发射极分别连接直流电源的负极与第四主开关管的发射极,所述第四主开关管的集电极连接第三主开关管的发射极;所述第一主开关管至第四主开关管均反并联一个二极管;所述高频变压器包括一次侧绕组与二次侧绕组,所述一次侧绕组的一端与第一主开关管的发射极连...

【技术特征摘要】
1.一种基于开关电容器的全桥DC/DC变换器,其特征在于,包括:逆变桥、高频变压器、SCC辅助回路、整流网络、滤波电路、负载电路和直流电源;所述逆变桥包括第一主开关管、第二主开关管、第三主开关管、第四主开关管以及四个二极管;所述第一主开关管的集电极分别连接直流电源的正极与第三主开关管的集电极,所述第一主开关管的发射极连接第二主开关管的集电极,所述第二主开关管的发射极分别连接直流电源的负极与第四主开关管的发射极,所述第四主开关管的集电极连接第三主开关管的发射极;所述第一主开关管至第四主开关管均反并联一个二极管;所述高频变压器包括一次侧绕组与二次侧绕组,所述一次侧绕组的一端与第一主开关管的发射极连接,异名端与第三主开关管的发射极连接,所述二次侧绕组同名端与SCC辅助回路连接,异名端与第三整流二极管阳极、第四整流二极管阴极连接;所述SCC辅助回路包括第一辅助开关管、第二辅助开关管、第一辅助二极管、第二辅助二极管、辅助谐振电容;所述第一辅助开关管的集电极与高频变压器二次侧绕组的同名端及第一辅助二极管阴极连接,第一辅助开关管的发射极与第二辅助开关管发射极、第一辅助二极管阳极及第二辅助二极管阳极连接,所述第二辅助开关管集电极与第二辅助二极管阴极、第一整流二极管阳极、第二整流二极管阴极连接,所述辅助谐振电容一端连接第一辅助开关管集电极,另一端连接第二辅助开关管集电极;所述整流网络包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管;所述第一整流二极管的阴极分别与第三整流二极管阴极及滤波电感一侧连接,第一整流二极管阳极与第二辅助开关管集电极、第二整流二极管阴极连接,所述第二整流二极管的阳极分别与第四整流二极管阳极及滤波电容一端连接,第四整流二极管阴极分别与第三整流二极管阳极及高频变压器异名端连接;所述滤波电路包括滤波电感和滤波电容;所述滤波电感一端分别与第一整流二极管阴极及第三整流二极管阴极连接,另一端与滤波电容一端连接,所述滤波电感另一端分别与第二整流二极管阳极及第四整流二极管阳极连接;所述负载电路为电阻性负载,所述的电阻性负载与滤波电容并联;所述直流电源的正极分别连接第一主开关管与第三主开关管的集电极,直流电源的负极分别连接第二主开关管与第四主开关管的发射极。2.一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员:褚恩辉卢萍包建群李思
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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