一种软开关移相全桥变换器及其控制方法技术

本发明专利技术属于变换器技术领域，公开了一种软开关移相全桥变换器及其控制方法，包括谐振网络模块和移相全桥模块，谐振网络模块包括左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元；左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元一端分别与电源V1连接；电源V1还与移相全桥模块连接，移相全桥模块两侧分别与左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元连接，移相全桥模块包括功率管M1、功率管M2、功率管M3和功率管M4，左侧谐振网络模块包括箝位二极管D1、箝位二极管D2、分压电阻R1、分压电阻R2、电容C1和电感L1。右侧谐振网络模块包括箝位二极管D5、箝位二极管D6、分压电阻R3、分压电阻R4、电容C7和电感L3。本发明专利技术通过外置谐振网络，在不改变移相全桥控制的情况下，即可实现宽范围的软开关。即可实现宽范围的软开关。即可实现宽范围的软开关。

【技术实现步骤摘要】
一种软开关移相全桥变换器及其控制方法


[0001]本专利技术属于变换器
，尤其涉及一种软开关移相全桥变换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，因为移相全桥通过移相控制，使其拓扑中的串联的谐振电感，漏感和开关管的寄生电容谐振，可以实现软开关工作，效率高，输出电压范围宽，是中大功率电源的理想选择。但传统的移相全桥为了匹配功率管的死区时间通常是需要在开关管并联一个电容，但在移相角很小时，也就是在空载或者输出功率很低时，因其谐振电流小，无法把电容的能量抽完，无法实现zvs开通，处于硬开关状态，外加的电容越大，在空载和小负载时的功率管损耗就越大，所以外加电容的值难以取舍，电容太小，大功率时无法实现软开关，电容太大，小功率时无法实现软开关，严重制约了拓扑的适用性。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的移相全桥在移相角很小，空载或者输出功率很低时，无法把电容的能量抽完，无法实现zvs开通，处于硬开关状态，外加的电容越大，在空载和小负载时的功率管损耗就越大，电容太小，大功率时无法实现软开关，电容太大，小功率时无法实现软开关，严重制约了拓扑的适用性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种软开关移相全桥变换器及其控制方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种软开关移相全桥变换器设置有：
[0006]谐振网络模块，包括左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元，用于提供一个固定的激励电流用于实现功率管的软开关；
[0007]移相全桥模块，用于对输出电压进行调节；
[0008]所述左侧谐振网络单元、右侧谐振网络单元和移相全桥模块一端分别与电源V1连接；所述移相全桥模块两侧分别与左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元连接。
[0009]进一步，所述移相全桥模块包括功率管M1、功率管M2、功率管M3和功率管M4，功率管M1和功率管M4一端分别与电源V1连接，功率管M1和功率管M4另一端分别与功率管M3和功率管M2连接。
[0010]进一步，所述功率管M1两端之间连接有谐振电容C3，所述功率管M3两端之间连接有谐振电容C2，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M2两端之间连接有谐振电容C5。
[0011]进一步，所述功率管M1和功率管M3中间与电感L2一端连接，功率管M4和功率管M2中间与变压器T1一端连接，所述电感L2另一端与变压器T1另一端之间连接有隔直电容C4。
[0012]进一步，所述电感L2与隔直电容C4中间分别与箝位二极管D3、箝位二极管D4连接，所述箝位二极管D4另一端与电源V1连接。
[0013]进一步，所述左侧谐振网络模块包括箝位二极管D1、箝位二极管D2、分压电阻R1、分压电阻R2、电容C1和电感L1，箝位二极管D1与箝位二极管D2连接，分压电阻R1与分压电阻R2连接，电容C1与电感L1连接，箝位箝位二极管D1与箝位二极管D2中间、分压电阻R1与分压电阻R2中间以及电容C1与电感L1中间连接，所述箝位二极管D1、分压电阻R1另一端分别与电源V1连接。
[0014]进一步，所述电感L1另一端与功率管M1和功率管M3中间连接。
[0015]进一步，所述右侧谐振网络单元包括箝位二极管D5、箝位二极管D6、分压电阻R3、分压电阻R4、电容C7和电感L3，箝位二极管D5与箝位二极管D6连接，分压电阻R3与分压电阻R4连接，电容C7与电感L3连接，箝位二极管D5与箝位二极管D6中间、分压电阻R3与分压电阻R4中间以及电容C7与电感L3中间连接，所述箝位二极管D6、分压电阻R4另一端分别与电源V1连接。
[0016]进一步，所述电感L3另一端与功率管M2和功率管M4中间连接。
[0017]进一步，所述左侧谐振网络单元、右侧谐振网络单元和移相全桥模块均接地。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种软开关移相全桥变换器的控制方法，所述软开关移相全桥变换器的控制方法包括：因其移相全桥的一侧桥臂是对称的互补PWM开通，所以通过一侧桥臂外加一个LC谐振网络，就可以给功率管提供一个固定的激励电流，特别当主功率回路在移相角很小时，主功率回路不能提供足够的激励电流时，外加谐振网络提供的激励电流也足够让功率管实现软开关。
[0019]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0020]第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0021]本专利技术通过外置谐振网络，在不改变移相全桥控制的情况下，即可实现宽范围的软开关，特别是非常有效的减低了在移相角小或输出功率低时的功耗，提高了整个变换器的效率和可靠性。
[0022]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0023]因为在不改变控制逻辑的基础上就能实现宽范围软开关，极大的减低了研发难度和研发周期，当一些项目需要宽范围的输出电压，且对输出电压电流有一定的指标要求，一般选择性是正激类的拓扑，但一般正激的拓扑很难实现宽范围的软开关，而本专利技术能够很好的解决上述问题。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例提供的软开关移相全桥变换器及其控制方法的电路原理图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的传统移相全桥原理图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的基于本专利技术实现软开关时的仿真效果图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的基于传统移相全桥丢失软开关时的仿真效果图。
具体实施方式
[0028]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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本专利技术如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0030]如图1所示，本专利技术实施例提供的软开关移相全桥变换器及其控制方法包括谐振网络模块和移相全桥模块。
[0031]所述谐振网络模块包括左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元；
[0032]所述左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元一端分别与电源V1连接；
[0033]所述电源V1还与移相全桥模块连接，所述移相全桥模块两侧分别与左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元连接。
[0034]进一步，所述移相全桥模块包括功率管M1、功率管M2、功率管M3和功率管M4，功率管M1和功率管M4一端分别与电源V1连接，功率管M1和功率管M4另一端分别与功率管M3和功率管M2连接。
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述软开关移相全桥变换器包括：谐振网络模块，包括左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元，用于提供一个固定的激励电流用于实现功率管的软开关；移相全桥模块，用于对输出电压进行调节；所述左侧谐振网络单元、右侧谐振网络单元和移相全桥模块一端分别与电源V1连接；所述移相全桥模块两侧分别与左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元连接。2.如权利要求1所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述移相全桥模块包括功率管M1、功率管M2、功率管M3和功率管M4，功率管M1和功率管M4一端分别与电源V1连接，功率管M1和功率管M4另一端分别与功率管M3和功率管M2连接。3.如权利要求2所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述功率管M1两端之间连接有谐振电容C3，所述功率管M3两端之间连接有谐振电容C2，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M2两端之间连接有谐振电容C5。4.如权利要求2所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述功率管M1和功率管M3中间与电感L2一端连接，功率管M4和功率管M2中间与变压器T1一端连接，所述电感L2另一端与变压器T1另一端之间连接有隔直电容C4。5.如权利要求4所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述电感L2与隔直电容C4中间分别与箝位二极管D3、箝位二极管D4连接，所述箝位二极管D4另一端与电源V1连接。6.如权利要求3所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述左侧谐振网络模块包括箝位二极管D1、箝位二极管D2、分压电阻R1、分压电阻R2、电容C1和电感L1，箝位二极管D1与箝位二极管D2连接，分压电阻R1与分压电阻R2连接，电容C1与电感L1连接，箝位二极管D1与箝位二极管D2中间、分压电阻R1与分压电阻R2中间以及电容C1与电感L1中间连接，所述箝位二极管D1、分压电阻R1另一端分别与电源V1连接；所述电感L1另一端与功率管M1和功率管M3中间连接。7.如权利要求3所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述右侧谐振网络单元包括箝位二极管D5、箝位二极管D6、分压电阻R3、分压电阻R4、电容C7和电感L3，箝位二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝东，梁全芳，张成春，张孝杰，侯帅丞，胡波，李鼎，梁志远，龚祥，张志兴，
申请(专利权)人：东儿科技重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：