一种适用于宽占空比的BUCK变换器、电路和设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于宽占空比的BUCK变换器、电路和设备。本实用新型专利技术通过引入耦合电感元件取代现有BUCK变换器中的电感，不需要增加磁芯即可实现软开关技术，简化结构、降低成本；而包含励磁电感和漏感，能够降低磁的损耗，避免磁芯出现饱和；同时，通过耦合电感元件中的副边线圈和第二开关管形成的辅助支路，使得第一开关管、第二二极管的电压应力小，因此在宽占空比范围内第一开关管和第二开关管均能实现软开关，实现零电压开通，能应用于宽占空比的场合，可广泛应用于电力变换技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于宽占空比的BUCK变换器、电路和设备
本技术涉及电力变换
，尤其是一种适用于宽占空比的BUCK变换器、电路和设备。
技术介绍
现今为了降低开关器件的损耗，通过会利用到如零电压转移软开关和电感电流反向零电压软开关技术等技术。例如利用零电压转移软开关技术的同步整流BUCK转换器，需要原有主电路的电感基础上另外添加一个用于谐振的电感，使得需要磁芯增加，结构复杂且提高了成本，而利用电感电流反向零电压软开关技术的同步整流BUCK转换器，其主电路的电感电流的纹波大，使得磁芯容易出现饱和而损坏开关器件，存在不足。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于：提供一种适用于宽占空比的BUCK变换器、电路和设备。本技术所采取的技术方案是：一种适用于宽占空比的BUCK变换器，包括：第一单元、第二单元、第三单元、耦合电感元件、第一电容和电源；所述耦合电感元件包括励磁电感、漏感、原边线圈和副边线圈，所述励磁电感与所述原边线圈并联，所述漏感一端连接所述第二单元的第二端和所述第三单元的第一端，所述漏感另一端连接所述励磁电感一端，所述励磁电感另一端连接所述副边线圈一端以及所述第一电容一端，所述第一电容另一端连接所述第一单元的第一端、所述第三单元的第二端和所述电源的负极，所述第一电容用于与负载并联连接，所述副边线圈另一端连接所述第一单元的第二端，其中所述原边线圈与所述漏感连接的一端、所述副边线圈与所述第一单元连接的一端为同名端；所述第二单元的第一端连接所述电源的正极，所述第二单元包括第一开关管、第一二极管和第二电容，所述第二电容与所述第一二极管并联，所述第一二极管的正极连接所述第一开关管的发射极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的集电极，所述第一开关管的集电极作为所述第二单元的第一端，所述第一开关管的发射极作为所述第二单元的第二端；所述第一单元包括第二开关管、第二二极管和第三电容，所述第三电容与所述第二二极管并联，所述第二二极管的正极连接所述第二开关管的发射极，所述第二二极管的负极连接所述第二开关管的集电极，所述第二开关管的集电极作为所述第一单元的第一端，所述第二开关管的发射极作为所述第一单元的第二端；所述第三单元包括第三开关管、第三二极管和第四电容，所述第四电容与所述第三二极管并联，所述第三二极管的正极连接所述第三开关管的发射极，所述第三二极管的负极连接所述第三开关管的集电极，所述第三开关管的集电极作为所述第三单元的第一端，所述第三开关管的发射极作为所述第三单元的第二端。进一步，所述电源为直流电源。本技术还提供一种电路，包括所述适用于宽占空比的BUCK变换器以及所述负载。本技术还提供一种设备，包括所述电路。本技术的有益效果是：通过引入耦合电感元件取代现有BUCK变换器中的电感，不需要增加磁芯即可实现软开关技术，简化结构、降低成本；而包含励磁电感和漏感，能够降低磁的损耗，避免磁芯出现饱和；同时，通过耦合电感元件中的副边线圈和第二开关管形成的辅助支路，使得第一开关管、第二二极管的电压应力小，因此在宽占空比范围内第一开关管和第二开关管均能实现软开关，实现零电压开通，能应用于宽占空比的场合。附图说明图1为本技术一种适用于宽占空比的BUCK变换器的结构示意图；图2为本技术一种适用于宽占空比的BUCK变换器工作过程中的参数示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。下面结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步解释和说明。参照图1，本技术实施例提供了一种适用于宽占空比的BUCK变换器，包括第一单元A、第二单元B、第三单元C、耦合电感元件、第一电容C1和电源Vin；耦合电感元件包括励磁电感Lm、漏感Lr、原边线圈N1和副边线圈N2，励磁电感Lm与原边线圈N1并联，漏感Lr一端连接第二单元B的第二端和第三单元C的第一端，漏感Lr另一端连接励磁电感Lm一端，励磁电感Lm另一端连接副边线圈N2一端以及第一电容C1一端，第一电容C1另一端连接第一单元A的第一端、第三单元C的第二端和电源Vin的负极，第一电容C1用于与负载R并联连接，副边线圈N2另一端连接第一单元A的第二端，其中原边线圈N1与漏感Lr连接的一端、副边线圈N2与第一单元A连接的一端为同名端，N1:N2＝1:N；第二单元B的第一端连接电源Vin的正极，第二单元B包括第一开关管S1、第一二极管D1和第二电容C2，第二电容C2与第一二极管D1并联，第一二极管D1的正极连接第一开关管S1的发射极，第一二极管D1的负极连接第一开关管S1的集电极，第一开关管S1的集电极作为第二单元B的第一端，第一开关管S1的发射极作为第二单元B的第二端；第一单元A包括第二开关管S11、第二二极管D2和第三电容C3，第三电容C3与第二二极管D2并联，第二二极管D2的正极连接第二开关管S11的发射极，第二二极管D2的负极连接第二开关管S11的集电极，第二开关管S11的集电极作为第一单元A的第一端，第二开关管S11的发射极作为第一单元A的第二端；第三单元C包括第三开关管S2、第三二极管D3和第四电容C4，第四电容C4与第三二极管D3并联，第三二极管D3的正极连接第三开关管S2的发射极，第三二极管D3的负极连接第三开关管S2的集电极，第三开关管S2的集电极作为第三单元C的第一端，第三开关管S2的发射极作为第三单元C的第二端。本实施例中，图2对开关管的控制信号S1、S11、S2可根据需要进行调整。如图2所示，下面详细描述本技术的具体工作过程：(1)(t1～t2)，在t1时刻之前，辅助电路中串联的可控开关管(第二开关管S11)导通，第一开关管S1导通，漏感电流iLr增大，辅助电路中的电流iD减小，在t1时刻，辅助电路中的电流iD和漏感电压VL减小为零，辅助电路中串联的可控开关管(第二开关管S11)也随之零电流软开关关断。本阶段中，漏感Lr和励磁电感Lm被Vin-Vout充电，由于等效的励磁电感Lm很大，此阶段中励磁电流iLm保持不变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于宽占空比的BUCK变换器，其特征在于，包括：第一单元、第二单元、第三单元、耦合电感元件、第一电容和电源；/n所述耦合电感元件包括励磁电感、漏感、原边线圈和副边线圈，所述励磁电感与所述原边线圈并联，所述漏感一端连接所述第二单元的第二端和所述第三单元的第一端，所述漏感另一端连接所述励磁电感一端，所述励磁电感另一端连接所述副边线圈一端以及所述第一电容一端，所述第一电容另一端连接所述第一单元的第一端、所述第三单元的第二端和所述电源的负极，所述第一电容用于与负载并联连接，所述副边线圈另一端连接所述第一单元的第二端，其中所述原边线圈与所述漏感连接的一端、所述副边线圈与所述第一单元连接的一端为同名端；/n所述第二单元的第一端连接所述电源的正极，所述第二单元包括第一开关管、第一二极管和第二电容，所述第二电容与所述第一二极管并联，所述第一二极管的正极连接所述第一开关管的发射极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的集电极，所述第一开关管的集电极作为所述第二单元的第一端，所述第一开关管的发射极作为所述第二单元的第二端；/n所述第一单元包括第二开关管、第二二极管和第三电容，所述第三电容与所述第二二极管并联，所述第二二极管的正极连接所述第二开关管的发射极，所述第二二极管的负极连接所述第二开关管的集电极，所述第二开关管的集电极作为所述第一单元的第一端，所述第二开关管的发射极作为所述第一单元的第二端；/n所述第三单元包括第三开关管、第三二极管和第四电容，所述第四电容与所述第三二极管并联，所述第三二极管的正极连接所述第三开关管的发射极，所述第三二极管的负极连接所述第三开关管的集电极，所述第三开关管的集电极作为所述第三单元的第一端，所述第三开关管的发射极作为所述第三单元的第二端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于宽占空比的BUCK变换器，其特征在于，包括：第一单元、第二单元、第三单元、耦合电感元件、第一电容和电源；
所述耦合电感元件包括励磁电感、漏感、原边线圈和副边线圈，所述励磁电感与所述原边线圈并联，所述漏感一端连接所述第二单元的第二端和所述第三单元的第一端，所述漏感另一端连接所述励磁电感一端，所述励磁电感另一端连接所述副边线圈一端以及所述第一电容一端，所述第一电容另一端连接所述第一单元的第一端、所述第三单元的第二端和所述电源的负极，所述第一电容用于与负载并联连接，所述副边线圈另一端连接所述第一单元的第二端，其中所述原边线圈与所述漏感连接的一端、所述副边线圈与所述第一单元连接的一端为同名端；
所述第二单元的第一端连接所述电源的正极，所述第二单元包括第一开关管、第一二极管和第二电容，所述第二电容与所述第一二极管并联，所述第一二极管的正极连接所述第一开关管的发射极，所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的集电极，所述第一开关管的集电极作为所述第二单元的第一端，所述第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂存兵，骆雪汇，罗隆，朱洪雷，傅鹤川，
申请(专利权)人：广州工程技术职业学院，
类型：新型
国别省市：广东;44