非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备制造技术

本实用新型专利技术公开了非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备。本实用新型专利技术通过设置第一二极管和寄生电容，能够实现非同步整流，从而降低成本；辅助支路由第三电容、第三三极管、副边线圈以及可控的第二开关管形成，能够对辅助电路进行控制，实现可控，且使得第三二极管的应力小，占空比增大该应力会减小，因此在大占空比范围内使得第二开关管能实现软开关，损耗小且降低了成本，本实用新型专利技术作为非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备，可广泛应用于电力变换技术领域。

【技术实现步骤摘要】
非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备
本技术涉及电力变换
，尤其是非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备。
技术介绍
在BUCK变换器中，应用零电压软开关技术可以有效地减小开关损耗以及提高变换器效率。现有的BUCK变换器的辅助电路不可控，当需要对电流进行整流以适应某些应用场合时，必须设置两个主开关管作为同步整流管于主电路中；另一方面，现有的BUCK变换器如基于准谐振零电压软开关技术的变换器，其在大占空比条件下开关管、二极管的电压应力高，最终造成的损耗大，BUCK变换器的效率低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于：提供一种非同步的适用大占空比的BUCK变换器和设备。本技术所采取的技术方案是：非同步的适用大占空比的BUCK变换器，包括：耦合电感元件、第一电容、第一单元、第二单元、第一二极管、寄生电容和电源；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，所述原边线圈一端连接所述第一电容一端以及所述励磁电感一端，所述原边线圈另一端连接所述漏感一端以及所述励磁电感另一端，所述漏感另一端连接所述第一二极管的负极、所述第二单元的第一端以及所述第一单元的第二端，所述第一电容另一端连接所述第一二极管的正极以及所述电源的负极，所述第一电容用于与负载并联；所述第一二极管与所述寄生电容并联；所述副边线圈一端连接所述电源的正极，所述副边线圈另一端连接所述第二单元的第二端，所述原边线圈连接所述漏感的一端、所述副边线圈连接所述第二单元的一端为同名端；所述第一单元包括第一开关管、第二二极管和第二电容，所述第二电容一端连接所述第二二极管的负极和所述第一开关管的集电极，所述第二电容另一端连接所述第二二极管的正极以及所述第一开关管的发射极，所述第一开关管的集电极作为所述第一单元的第一端，所述第一开关管的发射极作为所述第一单元的第二端；所述第二单元包括第二开关管、第三二极管和第三电容，所述第三电容一端连接所述第三二极管的负极和所述第二开关管的集电极，所述第三电容另一端连接所述第三二极管的正极以及所述第二开关管的发射极，所述第二开关管的集电极作为所述第二单元的第一端，所述第二开关管的发射极作为所述第二单元的第二端。本技术还提供一种设备，包括所述非同步的适用大占空比的BUCK变换器以及所述负载。本技术的有益效果是：通过设置第一二极管和寄生电容，能够实现非同步整流，从而降低成本；辅助支路由第三电容、第三三极管、副边线圈以及可控的第二开关管形成，能够对辅助电路进行控制，实现可控，且使得第三二极管的应力小，占空比增大该应力会减小，因此在大占空比范围内使得第二开关管能实现软开关，损耗小且降低了成本。附图说明图1为本技术非同步的适用大占空比的BUCK变换器的示意图；图2为本技术非同步的适用大占空比的BUCK变换器工作过程的参数变化图。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所述附图中的术语“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非同步的适用大占空比的BUCK变换器，包括：耦合电感元件、第一电容C1、第一单元A、第二单元B、第一二极管D1、寄生电容CD1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，原边线圈N1一端连接第一电容C1一端以及励磁电感Lm一端，原边线圈N1另一端连接漏感Lr一端以及励磁电感Lm另一端，漏感Lr另一端连接第一二极管D1的负极、第二单元B的第一端以及第一单元A的第二端，第一电容C1另一端连接第一二极管D1的正极以及电源Vin的负极，第一电容C1用于与负载R并联；第一二极管D1与寄生电容CD1并联；副边线圈N2一端连接电源Vin的正极，副边线圈N2另一端连接第二单元B的第二端，原边线圈N1连接漏感Lr的一端、副边线圈N2连接第二单元B的一端为同名端；第一单元A包括第一开关管S1、第二二极管D2和第二电容C3，第二电容C3一端连接第二二极管D2的负极和第一开关管S1的集电极，第二电容C3另一端连接第二二极管D2的正极以及第一开关管S1的发射极，第一开关管S1的集电极作为第一单元A的第一端，第一开关管S1的发射极作为第一单元A的第二端；第二单元B包括第二开关管S11、第三二极管D3和第三电容C3，第三电容C3一端连接第三二极管D3的负极和第二开关管S11的集电极，第三电容C3另一端连接第三二极管D3的正极以及第二开关管S11的发射极，第二开关管S11的集电极作为第二单元B的第一端，第二开关管S11的发射极作为第二单元B的第二端。如图2，下面详细描述本技术的具体工作过程：阶段Ⅰ：t1～t2，t1前，第一开关管S1导通，第二开关管S11导通，副边线圈与第二单元所在的辅助电路导通，(辅助电路)电流iD减小，漏感电流iLr增大，t1时(辅助电路)电流iD以及漏感电压VLr减小为零，第一二极管两端电压VD1为0，第一开关管S11可事先零电流软开关的关断。漏感Lr、励磁电感Lm充电，励磁电感电压近似为Vin-Vout。阶段Ⅱ：t2～t3，t2时，第一开关管S1关断，连接第一开关管S1的第二电容C2经由电流(第一单元所在支路的电流)充电，第一开关管S1的发射极与集电极之间的电压从零开始线性增大，第一二极管D1的寄生电容CD1经由流过第一二极管D1所在支路的电流iD1放电。阶段Ⅲ：t3～t4，t3时，第一开关管S1的发射极与集电极之间的电压线性增大到电源电压vin，第一二极管D1导通，励磁电感Lm和漏感Lr放电(在大小为-vout的作用之下)。阶段Ⅳ：t4～t5，t4时，第二开关管S11开启，励磁电感电压被钳位在-vin/N(N为副边线圈与原边线圈之比)，辅助电路的电流iD增大，非同步整流二极管D1所在支路电流iD1减小，(励磁电感电流iLm)在本阶段减小以便于开关管S1的零电压软开关开通本阶段要求阶段Ⅴ：t5～t6，t5时，第一二极管D1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非同步的适用大占空比的BUCK变换器，其特征在于，包括：耦合电感元件、第一电容、第一单元、第二单元、第一二极管、寄生电容和电源；/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，所述原边线圈一端连接所述第一电容一端以及所述励磁电感一端，所述原边线圈另一端连接所述漏感一端以及所述励磁电感另一端，所述漏感另一端连接所述第一二极管的负极、所述第二单元的第一端以及所述第一单元的第二端，所述第一电容另一端连接所述第一二极管的正极以及所述电源的负极，/n所述第一电容用于与负载并联；/n所述第一二极管与所述寄生电容并联；/n所述副边线圈一端连接所述电源的正极，所述副边线圈另一端连接所述第二单元的第二端，所述原边线圈连接所述漏感的一端、所述副边线圈连接所述第二单元的一端为同名端；/n所述第一单元包括第一开关管、第二二极管和第二电容，所述第二电容一端连接所述第二二极管的负极和所述第一开关管的集电极，所述第二电容另一端连接所述第二二极管的正极以及所述第一开关管的发射极，所述第一开关管的集电极作为所述第一单元的第一端，所述第一开关管的发射极作为所述第一单元的第二端；/n所述第二单元包括第二开关管、第三二极管和第三电容，所述第三电容一端连接所述第三二极管的负极和所述第二开关管的集电极，所述第三电容另一端连接所述第三二极管的正极以及所述第二开关管的发射极，所述第二开关管的集电极作为所述第二单元的第一端，所述第二开关管的发射极作为所述第二单元的第二端。/n...

【技术特征摘要】
1.非同步的适用大占空比的BUCK变换器，其特征在于，包括：耦合电感元件、第一电容、第一单元、第二单元、第一二极管、寄生电容和电源；
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，所述原边线圈一端连接所述第一电容一端以及所述励磁电感一端，所述原边线圈另一端连接所述漏感一端以及所述励磁电感另一端，所述漏感另一端连接所述第一二极管的负极、所述第二单元的第一端以及所述第一单元的第二端，所述第一电容另一端连接所述第一二极管的正极以及所述电源的负极，
所述第一电容用于与负载并联；
所述第一二极管与所述寄生电容并联；
所述副边线圈一端连接所述电源的正极，所述副边线圈另一端连接所述第二单元的第二端，所述原边线圈连接所述漏感的一端、所述副边线圈连接所述第二单元的一端为同名端...

【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