一种实现全范围软开关的全桥直流变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，包括全桥同步整流桥和整流侧滤波电路；还包括：滞后桥臂、辅助谐振桥臂、超前桥臂、谐振电感L2和主功率变压器T1；所述辅助谐振桥臂采用CLC星型谐振网络，包括谐振电感L1、谐振电容C2和谐振电容C3；谐振电容C2的一端与滞后桥臂和超前桥臂的正输入端之间的连接点连接，谐振电容C2的另一端经谐振电容C3后与滞后桥臂和超前桥臂的负输入端之间的连接点连接；谐振电感L1的输入端与滞后桥臂的输出端连接，谐振电感L1的输出端与谐振电容C2和谐振电容C3之间的连接点连接。本发明专利技术可以在宽输入电压范围，宽输出电压范围，全负载范围实现滞后桥臂的软开关。

A full bridge DC converter with full range soft switching

【技术实现步骤摘要】
一种实现全范围软开关的全桥直流变换器
本专利技术属于恒频、隔离的全桥直流变换器，具体涉及一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，其利用滞后桥臂并联辅助谐振桥臂实现的全桥直流变换器可在较宽的输入电压范围和较宽的开关频率范围内工作。
技术介绍
目前全桥拓扑结构无法工作在高频率的应用场景，因为在轻载时滞后桥臂为硬开关，损耗太大，如此限制了系统高频化、高效率的应用，如果采用LLC电路结构可以实现全软开关，但是LLC是工作在变频模式下，频率变化范围太宽，不利于系统整机设计，所以对于输出电压调节范围较宽的应用都不建议采用LLC电路结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，采用滞后桥臂并联辅助谐振桥臂，可以在宽输入电压范围，宽输出电压范围，全负载范围实现滞后桥臂的软开关。本专利技术采用的技术方案如下：一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，包括全桥同步整流桥和整流侧滤波电路；所述全桥同步整流桥的正输出端和负输出端经整流侧滤波电路分别连接全桥直流变换器的正输出端和负输出端；所述全桥直流变换器还包括：滞后桥臂、辅助谐振桥臂、超前桥臂、谐振电感L2和主功率变压器T1；所述滞后桥臂和超前桥臂均包括二个开关管；所述滞后桥臂和超前桥臂的正输入端与全桥直流变换器的正输入端连接，所述滞后桥臂和超前桥臂的负输入端与全桥直流变换器的负输入端连接；所述谐振电感L2的输入端与滞后桥臂的输出端连接，所述谐振电感L2的输出端与主功率变压器T1的原边绕组的正输入端连接；主功率变压器T1的原边绕组的负输入端与超前桥臂的输出端连接，主功率变压器T1的副边绕组的正输出端与全桥同步整流桥的正输入端连接，主功率变压器T1的副边绕组的负输出端与全桥同步整流桥的负输入端连接；所述辅助谐振桥臂采用CLC星型谐振网络，包括谐振电感L1、谐振电容C2和谐振电容C3；谐振电容C2的一端与滞后桥臂和超前桥臂的正输入端之间的连接点连接，谐振电容C2的另一端经谐振电容C3后与滞后桥臂和超前桥臂的负输入端之间的连接点连接；谐振电感L1的输入端与滞后桥臂的输出端连接，谐振电感L1的输出端与谐振电容C2和谐振电容C3之间的连接点连接。进一步，所述全桥同步整流桥包括四个开关管Q5、Q6、Q7和Q8，其中开关管Q5和开关管Q7为全桥同步整流桥的第一桥臂，开关管Q6和开关管Q8为全桥同步整流桥的第二桥臂；开关管Q5和开关管Q6之间的连接点为所述全桥同步整流桥的正输入端；开关管Q7和开关管Q8之间的连接点为所述全桥同步整流桥的负输入端；开关管Q5和开关管Q7之间的连接点为所述全桥同步整流桥的正输出端；开关管Q6和开关管Q8之间的连接点为所述全桥同步整流桥的负输出端。进一步，所述整流侧滤波电路采用LC电路，包括电感L3和电容C4；所述全桥同步整流桥的正输出端经电感L3连接电容C4的一端以及全桥直流变换器的正输出端，所述全桥同步整流桥的负输出端连接电容C4的另一端以及全桥直流变换器的负输出端。进一步，所述全桥直流变换器，还包括并联在所述全桥直流变换器的正输入端和负输入端之间的稳压电容C1。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的全桥直流变换器采用滞后桥臂并联辅助谐振桥臂，可以在宽输入电压范围，宽输出电压范围，全负载范围实现滞后桥臂的软开关。与原有技术相比，加入了一个辅助谐振桥臂使得滞后桥臂的软开关的能量只与辅助谐振桥臂的能量有关系，并且辅助谐振桥臂的能量也不会泄放到其它地方去，如此整个系统也不会存在谐振环流的问题，并且可以在任何情况下都能够实现滞后桥臂的软开关。2、所述辅助谐振桥臂采用CLC星型谐振网络，其能量更大并且电路更加简单，同时还可以减小与主功率变压器串联的谐振电感L2，不影响谐振能量，实现软开关的能量也只是在辅助谐振桥臂和滞后桥臂之间流动，能量不会流过主功率变压器和全桥同步整流桥，如此在效率和体积上都更加具有优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的实现全范围软开关的全桥直流变换器的电路结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。如图1所示，本实施例提供的一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，包括全桥同步整流桥和整流侧滤波电路；所述全桥同步整流桥的正输出端和负输出端经整流侧滤波电路分别连接全桥直流变换器的正输出端和负输出端；具体地，在一个实施例中，所述全桥同步整流桥包括四个开关管Q5、Q6、Q7和Q8，其中开关管Q5和开关管Q7为全桥同步整流桥的第一桥臂，开关管Q6和开关管Q8为全桥同步整流桥的第二桥臂；开关管Q5和开关管Q6之间的连接点A1为所述全桥同步整流桥的正输入端；开关管Q7和开关管Q8之间的连接点A2为所述全桥同步整流桥的负输入端；开关管Q5和开关管Q7之间的连接点A3为所述全桥同步整流桥的正输出端；开关管Q6和开关管Q8之间的连接点A4为所述全桥同步整流桥的负输出端。在一个实施例中，所述整流侧滤波电路采用LC电路，包括电感L3和电容C4；所述全桥同步整流桥的正输出端(即开关管Q5和开关管Q7之间的连接点A3)经电感L3连接电容C4的一端以及全桥直流变换器的正输出端VOUT+，所述全桥同步整流桥的负输出端(即开关管Q6和开关管Q8之间的连接点A4)连接电容C4的另一端以及全桥直流变换器的负输出端VOUT-。所述全桥直流变换器还包括：滞后桥臂、辅助谐振桥臂、超前桥臂、谐振电感L2和主功率变压器T1；所述滞后桥臂和超前桥臂均包括二个开关管，其中，所述滞后桥臂包括开关管Q1和开关管Q2，所述超前桥臂包括开关管Q3开关管Q4；所述滞后桥臂和超前桥臂的正输入端与全桥直流变换器的正输入端Vin+连接，所述滞后桥臂和超前桥臂的负输入端与全桥直流变换器的负输入端Vin-连接；所述谐振电感L2的输入端与滞后桥臂的输出端连接，所述谐振电感L2的输出端与主功率变压器T1的原边绕组的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，包括全桥同步整流桥和整流侧滤波电路；所述全桥同步整流桥的正输出端和负输出端经整流侧滤波电路分别连接全桥直流变换器的正输出端和负输出端；其特征在于，/n所述全桥直流变换器还包括：滞后桥臂、辅助谐振桥臂、超前桥臂、谐振电感L2和主功率变压器T1；所述滞后桥臂和超前桥臂均包括二个开关管；所述滞后桥臂和超前桥臂的正输入端与全桥直流变换器的正输入端连接，所述滞后桥臂和超前桥臂的负输入端与全桥直流变换器的负输入端连接；/n所述谐振电感L2的输入端与滞后桥臂的输出端连接，所述谐振电感L2的输出端与主功率变压器T1的原边绕组的正输入端连接；主功率变压器T1的原边绕组的负输入端与超前桥臂的输出端连接，主功率变压器T1的副边绕组的正输出端与全桥同步整流桥的正输入端连接，主功率变压器T1的副边绕组的负输出端与全桥同步整流桥的负输入端连接；/n所述辅助谐振桥臂采用CLC星型谐振网络，包括谐振电感L1、谐振电容C2和谐振电容C3；谐振电容C2的一端与滞后桥臂和超前桥臂的正输入端之间的连接点连接，谐振电容C2的另一端经谐振电容C3后与滞后桥臂和超前桥臂的负输入端之间的连接点连接；谐振电感L1的输入端与滞后桥臂的输出端连接，谐振电感L1的输出端与谐振电容C2和谐振电容C3之间的连接点连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种实现全范围软开关的全桥直流变换器，包括全桥同步整流桥和整流侧滤波电路；所述全桥同步整流桥的正输出端和负输出端经整流侧滤波电路分别连接全桥直流变换器的正输出端和负输出端；其特征在于，
所述全桥直流变换器还包括：滞后桥臂、辅助谐振桥臂、超前桥臂、谐振电感L2和主功率变压器T1；所述滞后桥臂和超前桥臂均包括二个开关管；所述滞后桥臂和超前桥臂的正输入端与全桥直流变换器的正输入端连接，所述滞后桥臂和超前桥臂的负输入端与全桥直流变换器的负输入端连接；
所述谐振电感L2的输入端与滞后桥臂的输出端连接，所述谐振电感L2的输出端与主功率变压器T1的原边绕组的正输入端连接；主功率变压器T1的原边绕组的负输入端与超前桥臂的输出端连接，主功率变压器T1的副边绕组的正输出端与全桥同步整流桥的正输入端连接，主功率变压器T1的副边绕组的负输出端与全桥同步整流桥的负输入端连接；
所述辅助谐振桥臂采用CLC星型谐振网络，包括谐振电感L1、谐振电容C2和谐振电容C3；谐振电容C2的一端与滞后桥臂和超前桥臂的正输入端之间的连接点连接，谐振电容C2的另一端经谐振电容C3后与滞后桥臂和超前桥臂的负输入端之间的连接点连接；谐振电感L1的输入端与滞后桥臂的输出端连接，谐振电感L1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜翔，杨宇帆，范永明，
申请(专利权)人：四川甘华电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51