本发明专利技术涉及一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，包括输入电源、开关管电路、钳位电容C1和C2、变压器T1和T2、二极管电路以及输出电路，所述的输入电源和开关管电路输入端之间连接有输入电容Ci1、Ci2，Ci1、Ci2串联后连接在输入电源两端，所述的开关管电路包括依次串联的开关管S1、S2、S3和S4，S1连接输入电源的正极，S4连接输入电源的负极，所述的S2和S3间的连接点分别连接Ci1、Ci2、C1、C2，所述的S1和S2间的连接点与T1的一次侧连接，S3和S4间的连接点与T2的一次侧连接。与现有技术相比，本发明专利技术具有开关管承受最大电压较小、输出电流均流、高效等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流变换电路，尤其是涉及一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器。
技术介绍
现在，开关电源都朝着高转换效率、高输入电压、低输出电压、大输出电流和低输出电流纹波的方向在发展。为了满足以上目标，通常采用的方法是在传统型直流-直流降压转换器中使用较小的占空比，但是由于驱动电路的限制，在高开关频率条件下难以实现这一目标。为了解决这个矛盾，通常用到带有变压器的正激或反激拓扑结构。这种拓扑既可以实现输入端与输出端的隔离，还可以通过调节变压器初级和次级的匝数比获得高转换t匕，可是变压器的漏电感极易引起开关电压尖峰和EMI等，这些问题对电源本身及周围设备都带来许多隐患。另外，在较大输出电流场合时，为了得到较小的纹波，通常采用交错并联输出来实现。许多学者也多上述问题进行了研究，如文献“An improved interleavedforward converter，，(Power Electronics Specialists Conference,2006. PESC; 06. 37thIEEE Page(s) :1_5)，该文献提出的并联交错变换器如图1所示，虽然达成了以上目标，但是开关两端所承受的反向电压还是等于输入电压且输出电流仅实现了 1/2均流。综上所述，现有技术主要存在以下缺点1.传统型降压直流转换器为了实现高转换比、主开关通常采用较小的占空比。这样由于硬件的原因限制了开关频率的提高，阻碍了小型化；2.文献中的并联交错式开关电源为了实现较低的输出电压，必须增加变压器匝数t匕，易造成变压器体积增大和铁芯设计难度增加；3.高匝数比变压器的漏电感和寄生电容极易导致高频振荡发生，产生开关电压尖峰和EMI ；4.为了抑制各种寄生参数产生的尖峰信号和EM1、必须额外设计缓冲电路，造成器件数量增加和转换效率降低，并使设计流程复杂化；5.文献中的并联交错式开关电源开关管两端电压等于输入电压，需要选择耐压值较高的器件增加了成本；6.文献中的并联交错式开关电源输出侧仅实现了 1/2均流，难以满足更大的输出电流。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电路简单、开关管承受最大电压较小、输出电流纹波小、高效的串联输入并联输出的软开关交错直流变换器。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，包括输入电源、开关管电路、钳位电容CdP C2、变压器1\和T2、二极管电路以及输出电路，所述的开关管电路的输入端与输入电源连接，输出端分别连接钳位电容和变压器的一次侧，所述的变压器的二次侧依次连接二极管电路和输出电路，所述的输入电源和开关管电路输入端之间连接有输入电容Cn、Ci2，所述的Cn、Ci2串联后连接在输入电源两端，所述的开关管电路包括依次串联的开关管S1^ S2, S3和S4，S1连接输入电源的正极，S4连接输入电源的负极，所述的S2和S3间的连接点分别连接CilXi2XpC2，所述的S1和S2间的连接点与T1的一次侧连接，S3和S4间的连接点与T2的一次侧连接。所述的开关管上并联有寄生电容。所述的开关管为MOSFET或IGBT。所述的二极管电路包括续流二极管Dp D2, D3、D4，所述的Dp D2反向串联后连接在T1的二次侧，D3、D4反向串联后连接在T2的二次侧。所述的输出电路包括输出电感U、L2、L3、L4和输出电容C。，所述的D1的阴极依次连接LpL2，所述的L2与D2的阴极连接，所述的D3的阴极依次连接L3、L4，所述的L4与D4的阴极连接，所述的C。一端分别连接Dp D2、D3和D4,另一端分别连接Lp L2、L3和L4。所述的输出电容C。两端连接有负载。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:I)通过两个输入电容的分压，开关管所承受的最大电压仅为输入电压的一半，主开关占空比适中，简化硬件电路的设计；2)由于输出电压减小；相同输出电压下变压器变比较低，减小了变压器的体积，简化了变压器铁芯的设计难度；3)所有开关管实现软开关，大大降低了开关损耗，可以使电路工作在较大的频率下，减小了变压器的体积，进而减小了直流变换器整体的体积；4)实现了输出电流1/4均流，减小了输出电流纹波；5)钳位电容C1和C2可以吸收变压器漏感中残存的能量，有效防止变压器磁饱和，抑制了各种寄生参数产生的尖峰信号和EMI (电磁干扰)；6)本专利技术提出的串联输入并联输出的软开关直流变换器可实现高效、小型、低噪音、低成本的目标。附图说明图1为现有技术中的一种直流变换器的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术开关管的软开关仿真示意图；图4为本专利技术与现有技术开关管耐压关系对比示意图；图5为本专利技术输入电压400V时输出电压与占空比的关系不意图；图6为本专利技术输出电压5V时占空比与输入电压的关系不意图；图7为本专利技术输出电流均流关系不意图；图8为本专利技术工作时的示意图；图9为本专利技术八个工 作阶段内关键参数的波形示意图；图10为本专利技术的第一种变形结构示意图11为本专利技术的第二种变形结构示意图；图12为本专利技术的第三种变形结构示意图；图13为第一种变形结构与现有技术开关管耐压关系对比示意图；图14为第一种变形结构的输出电流均流关系示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图2所示，一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，包括输入电源、开关管电路、钳位电容C1和C2、变压器T1和T2、二极管电路以及输出电路，所述的开关管电路的输入端与输入电源连接，输出端分别连接钳位电容和变压器的一次侧，所述的变压器的二次侧依次连接二极管电路和输出电路，所述的输入电源和开关管电路输入端之间连接有输入电容Cn、Ci2，所述的Cn、Ci2串联后连接在输入电源两端，所述的开关管电路包括依次串联的开关管SpS2、S3和S4A1连接输入电源的正极，S4连接输入电源的负极，所述的S2和S3间的连接点分别连接CpCyCiPCi2，所述的S1和S2间的连接点与T1的一次侧连接，S3、S4间的连接点与T2的一次侧连接。输入电源的输入电压为V”所述的开关管上并联有寄生电容Cn、Ci2、Ci3、Ci4,开关管为MOSFET或IGBT。所述的二极管电路包括续流二极管Dp D2, D3、D4，所述的Dp D2反向串联后连接在T1的二次侧，D3、D4反 向串联后连接在T2的二次侧。所述的输出电路包括输出电感U、L2,L3、L4和输出电容C。，所述的D1的阴极依次连接U、L2，所述的L2与D2的阴极连接，所述的D3的阴极依次连接L3、L4，所述的L4与D4的阴极连接，所述的C。一端分别连接DpD2、D3和D4,另一端分别连接U、L2、L3和L4。所述的输出电容C。两端连接有负载，负载两端电压为输出电压V。。上述串联输入并联输出的软开关交错直流变换器各开关管的最大承受电压；Vds=/2，Vds为各开关管的漏级-源级电压；输出电压K = K，其中，d为开关管的占 IN空比，N为变压器变比。图3为开关管两端电压和触发信号之间的关系，从仿真中可以看到，开关管S1和S本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，包括输入电源、开关管电路、钳位电容C1和C2、变压器T1和T2、二极管电路以及输出电路，所述的开关管电路的输入端与输入电源连接，输出端分别连接钳位电容和变压器的一次侧，所述的变压器的二次侧依次连接二极管电路和输出电路，其特征在于，所述的输入电源和开关管电路输入端之间连接有输入电容Ci1、Ci2，所述的Ci1、Ci2串联后连接在输入电源两端，所述的开关管电路包括依次串联的开关管S1、S2、S3和S4，S1连接输入电源的正极，S4连接输入电源的负极，所述的S2和S3间的连接点分别连接Ci1、Ci2、C1、C2，所述的S1和S2间的连接点与T1的一次侧连接，S3和S4间的连接点与T2的一次侧连接。
【技术特征摘要】
1.一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，包括输入电源、开关管电路、钳位电容C1和C2、变压器T1和T2、二极管电路以及输出电路，所述的开关管电路的输入端与输入电源连接，输出端分别连接钳位电容和变压器的一次侧，所述的变压器的二次侧依次连接二极管电路和输出电路，其特征在于，所述的输入电源和开关管电路输入端之间连接有输入电容Cn、Ci2，所述的Cn、Ci2串联后连接在输入电源两端，所述的开关管电路包括依次串联的开关管31、32、&和S4，S1连接输入电源的正极，S4连接输入电源的负极，所述的S2和S3间的连接点分别连接CilAmCp C2，所述的S1和S2间的连接点与T1的一次侧连接，S3和S4间的连接点与T2的一次侧连接。2.根据权利要求1所述的一种串联输入并联输出的软开关交错直流变换器，其特征在于，所述的开关管上并联有寄生电容。3.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晋斌，刘海先，屈克庆，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：
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