一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路，涉及电力电子领域中的直流电源变换技术。该拓扑电路包括由两桥臂组成的桥式电路、变压器和整流滤波电路，所述变压器的副边与所述整流滤波电路连接；所述桥式电路的一桥臂包括开关管ＭＲ１、开关管ＭＲ２、电感ＬＢ、二极管ＤＲ１、二极管ＤＲ２、电容ＣＲ１和电容ＣＲ２，所述桥式电路的另一桥臂包括开关管ＭＬ１和开关管ＭＬ２，所述桥式电路的另一桥臂还包括电感ＬＡ、二极管ＤＬ１、二极管ＤＬ２、电容ＣＬ１和电容ＣＬ２。本实用新型专利技术能够提供足够的能量完成变换器的桥式移相软开关过程。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路本技术涉及电力电子领域中的直流电源变换技术，特别涉及一种桥式移 相软开关变换器的拓扑电路。在现有技术中所采用的桥式移相软开关变换的直流电源中，经常使用附图说明图1所示的变换器拓扑结构和经改进的图2所示的变换器拓扑结构，这种变换器包括 桥式电路、变压器TR、谐振电感LF和整流滤波电路，其中，图l是最基本的桥 式移相软开关拓扑结构，这两种拓扑结构在实际使用中存在如下问题1、 变换器输出30%~40%负载后方能完全满足软开关的条件。2、 为了能使变换器在轻载时可靠工作，串联在主电路的谐振电感LF不能太 小，因为谐振电感LF太小就不能提供足够大的能量，以完成移相过程。3、 由于谐振电感LF的接入，使得占空比损失太大，致使重载时输出电压跌 落，多数情况下占空比达不到80%,对于高压大功率的应用很难满足要求。4、 变换器的死负载太大(即变换器自身负载太大)， 一般要占总输出的3% 5%，影响整机效率。5、 受输出滤波电感器LZ的影响。 本技术要解决的技术问题是提供一种桥式移相软开关变换器的拓扑电 路，能够提供足够的能量完成变换器的移相过程。本技术的技术方案是一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路，包括由两桥臂组成的桥式电路、变 压器和整流滤波电路，所述变压器的副边与所述整流滤波电路电连接；所述桥式 电路的一桥臂包括开关管MR1、开关管MR2、电感LB、 二极管DR1、 二极管DR2、 电容CR1和电容CR2,所述开关管MR1与开关管MR2串联连接，该串联支路的中 点作为该桥臂中点，与所述变压器原边的一端电连接，该串联支路的两端作为该 桥臂的两输入端，所述二极管DR1和二极管DR2同向串联，该串联支路两端分别 连接该桥臂的两输入端，所述电容CR1和电容CR2分别并联于二极管DR1和二极 管DR2两端，所述电感LB连接在该桥臂中点和所述二极管DR1与二极管DR2的 连接点之间；所述桥式电路的另一桥臂包括开关管ML1和开关管ML2，所述开关 管ML1与开关管ML2串联连接，该串联支路的中点作为该桥臂中点,与所述变压 器原边的另一端电连接，该串联支路的两端作为该桥臂的两输入端；所述桥式电路的另一桥臂还包括电感LA、 二极管DL1、 二极管DL2、电容CL1 和电容CL2，所述二极管DL1和二极管DL2同向串联，该串联支路两端分别连接 该桥臂的两输入端，所述电容CL1和电容CL2分别并联于二极管DL1和二极管 DL2两端，所述电感LA连接在该桥臂中点和所述二极管DL1与二极管DL2的连 接点之间。所述的一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路，还包括谐振电感LF,所述 任一桥臂中点通过该谐振电感LF与所述变压器原边相连接。所述的一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路，还包括钳位二极管DF1和钳 位二极管DF2，所述钳位二极管DF1和钳位二极管DF2同向串联连接，该串联支 路的两端分别连接所述任一桥臂的两输入端，所述谐振电感LF与所述变压器原 边的连接点与所述钳位二极管DF1和钳位二极管DF2的连接点连接。本技术的有益效果是-本技术在其中一桥臂上增加了由电感LA、 二极管DL1、 二极管DL2、电 容CL1和电容CL2组成的辅助网络，使得0 100%负载范围内均可满足桥式移相 软开关变换器的工作条件；由于所增加的辅助网络和谐振电感LF分担了变换器 完成移相过程所需的能量，因此本技术中的谐振电感LF大大减小，对占空 比基本没有影响，变换器的占空比可达到90%左右；本技术中的左右桥臂均可在全程负载范围内实现软开关变换，不受输出滤波电感器的影响，同时，死负载降为总输出负载的0.2% 0.5%，整机损耗大大降低；另外，本技术中的 变压器也不需要特别设计、辅助电感LA或LB、谐振电感LF使用普通的铁氧体 材料，体积大大减小，散热器比目前桥式移相软开关变换器中的散热器小，所以 降低了整机的成本；本技术相比现有基本移相电路空载时产生的干扰，空载 电磁干扰小。图1是现有技术中基本桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图。图2是现有技术中另一种桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图。图3是本技术的桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图(一)。图4是本技术的桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图(二)。图5是本技术的桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图(三)。图6是图3所示电路的起始状态示意图。图7是图3所示电路处于右桥臂谐振过渡周期的示意图。图8是图3所示电路处于钳位续流周期的示意图。图9是图3所示电路处于左桥臂谐振过渡周期的示意图。图IO是图3所示电路处于功率传输周期的示意图。图11是本技术的变换器效率曲线图。以下结合附图和实施例对本技术进行进一步阐述-桥式移相软开关变换器的工作条件是1、储在谐振电感LF中的能量必须大于在最大过渡时间内一侧桥臂的开关管 输出电容与变压器分布电容充、放电所需的总能量。2、移相过程必须在过渡时间内完成。根据上述条件，本技术提出利用外加附加网络和谐振电感共同提供能量 来满足上述条件的思想，达到最佳桥式移相软开关变换，并克服目前采用的拓扑 结构的缺陷；变换器的成本没有增加；轻载效率大大提高。图3是本技术的桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图(一)，本实用 新型的变换器拓扑电路包括由两桥臂(左、右桥臂)组成的桥式电路、变压器 和整流滤波电路(整流电路可以是全波整流，也可以是全桥整流等)，所述变压器 的副边与所述整流滤波电路电连接；所述桥式电路的一桥臂包括开关管MR1、开 关管MR2、电感LB、 二极管DR1、 二极管DR2、电容CR1和电容CR2，所述开关 管MR1与开关管MR2串联连接，该串联支路的中点作为该桥臂中点，与所述变压 器原边的一端电连接，该串联支路的两端作为该桥臂的两输入端，所述二极管 DR1和二极管DR2同向串联，该串联支路两端分别连接该桥臂的两输入端，所述 电容CR1和电容CR2分别并联于二极管DR1和二极管DR2两端，所述电感LB连 接在该桥臂中点和所述二极管DR1与二极管DR2的连接点之间；所述桥式电路的 另一桥臂包括开关管ML1和开关管ML2，所述开关管ML1与开关管ML2串联连接， 该串联支路的中点作为该桥臂中点，与所述变压器原边的另一端电连接，该串联 支路的两端作为该桥臂的两输入端；所述桥式电路的另一桥臂还包括电感LA、 二极管DL1、 二极管DL2、电容CL1和电容CL2,所述二极管DL1和二极管DL2 同向串联，该串联支路两端分别连接该桥臂的两输入端，所述电容CL1和电容 CL2分别并联于二极管DL1和二极管DL2两端，所述电感LA连接在该桥臂中点 和所述二极管DL1与二极管DL2的连接点之间。需要说明的是，该拓扑电路还包括谐振电感LF，所述任一桥臂中点通过该 谐振电感LF与所述变压器原边相连接，即谐振电感LF可以串接在左桥臂与变压 器原边之间，也可以串接在右桥臂与变压器原边之间。图4是本技术的桥式移相软开关变换器拓扑电路结构图(二)，相对于 图3来说，图4中的结构图增加了钳位二极管DF1和钳位二极管DF2，所述钳位 二极管DF1和钳位二极管DF2同向串联连接，该串联支路的两端分别连接所述桥 臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥式移相软开关变换器的拓扑电路，包括由两桥臂组成的桥式电路、变压器和整流滤波电路，所述变压器的副边与所述整流滤波电路电连接；所述桥式电路的一桥臂包括开关管ＭＲ１、开关管ＭＲ２、电感ＬＢ、二极管ＤＲ１、二极管ＤＲ２、电容ＣＲ１和电容ＣＲ２，所述开关管ＭＲ１与开关管ＭＲ２串联连接，该串联支路的中点作为该桥臂中点，与所述变压器原边的一端电连接，该串联支路的两端作为该桥臂的两输入端，所述二极管ＤＲ１和二极管ＤＲ２同向串联，该串联支路两端分别连接该桥臂的两输入端，所述电容ＣＲ１和电容ＣＲ２分别并联于二极管ＤＲ１和二极管ＤＲ２两端，所述电感ＬＢ连接在该桥臂中点和所述二极管ＤＲ１与二极管ＤＲ２的连接点之间；所述桥式电路的另一桥臂包括开关管ＭＬ１和开关管ＭＬ２，所述开关管ＭＬ１与开关管ＭＬ２串联连接，该串联支路的中点作为该桥臂中点，与所述变压器原边的另一端电连接，该串联支路的两端作为该桥臂的两输入端；其特征在于：所述桥式电路的另一桥臂还包括电感ＬＡ、二极管ＤＬ１、二极管ＤＬ２、电容ＣＬ１和电容ＣＬ２，所述二极管ＤＬ１和二极管ＤＬ２同向串联，该串联支路两端分别连接该桥臂的两输入端，所述电容ＣＬ１和电容ＣＬ２分别并联于二极管ＤＬ１和二极管ＤＬ２两端，所述电感ＬＡ连接在该桥臂中点和所述二极管ＤＬ１与二极管ＤＬ２的连接点之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨枫，
申请(专利权)人：杨枫，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]