用于电力转换器的箝位电路制造技术

一种电力转换器包括被构造来接收电力来源的输入端口、被构造来提供输出电力的输出端口，和耦合到所述输入端口的桥式电路。所述桥式电路包括和第二开关串联耦合的第一开关，以及和第四开关串联耦合的第三开关。第一箝位整流器和第二箝位整流器串联耦合，且所述第一和第二箝位整流器和所述第一和第二开关并联耦合。第一箝位电容器耦合在所述第一和第二箝位整流器之间，其中所述第一箝位电容器可操作以减小所述第一和第二箝位整流器中的电力损耗。第一共振电感器耦合在所述第一和第二开关之间。所述电力转换器还包括可操作地耦合到所述桥式电路的变压器，其中所述变压器包括初级绕组和至少一个次级绕组。电流整流电路可操作地耦合到所述变压器的次级绕组和所述输出端口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电カ转换器的箝位电路附图简述应理解图示仅仅描绘示例性实施方案且并不因此被视为在范围上有所限制，将通过使用附图以额外的特定性和细节描述所述示例性实施方案，其中:附图说明图1是根据一个实施方案的示例性全桥DC输出转换器的示意图；图2是在图1的转换器的仿真期间探测的电流的曲线图；图3是根据另ー实施方案的示例性全桥DC输出转换器的示意图；图4是图3的转换器的仿真期间探测的电流的曲线图；图5是以根据示例性实施方案的全桥DC输出转换器实施的电子系统的方框图。具体实施例方式在以下详细描述中，參考形成本专利技术的部分的附图，且在其中所述參考是举例由特定说明性实施方案予以展示。应当理解可以利用其它实施方案，且可作出逻辑、机械和电气变化。因此，不应以限制意义看待以下详细描述。提供箝位电路用于诸如零电压开关(ZVS)全桥式DC/DC转换器的电カ转换器。在一种做法中，在转换器中的箝位整流器和变压器之间耦合箝位电容器以减小所述箝位整流器中的电カ损耗。在另ー做法中，将共振电感器分成两个电感器半部，其中共振电感器的第二半部和箝位电路放置在一起以使电力电路和峰值电流波形对称。这消除了变压器饱和的风险并且减小了可能耦合到电カ转换器的输入电磁干扰(EMI)滤波器的大小。在下文所述的示意图中，彼此交叉的导线不会彼此电气接触，除非在其交叉处展示有小点。图1是根据一个实施方案的不例性ZVS非对称全桥式DC输出转换器100的不意图。转换器100包括接收要转换的电力(在连接到接地的电压Vin下)的来源的输入端ロ102，和以电压Vout提供直流(DC)输出电カ的输出端ロ 104。桥式电路110将输入电カ施加到耦合到整流电路130的变压器120。在变压器120和输出端ロ 104之间耦合有输出电感器140，且输出电容器144和输出端ロ 104并联耦合。第一电阻器150也和输出端ロ 104并联耦合以表示负载。变压器120具有初级绕组122、顶部次级绕组124，和底部次级绕组126。桥式电路110包括和输入端ロ 102并联稱合的输入电容器111。第一开关112 (Ql)和第二开关113(Q3)在第一节点NI串联耦合，且第三开关114(Q2)和第四开关115(Q4)在第二节点102串联耦合。每个开关112-115包括半导体开关装置(例如，场效应晶体管(FET))，其具有和开关传导端子并联布置的寄生电容，并且具有类似般布置的寄生传导ニ极管。每个半导体装置还具有调制端子(栅极、基极等等)，对所述调制端子施加控制信号以控制所述装置的传导端子之间的电流流动。在替代实施方案中，由于BJT和IGBT不具有寄生传导ニ极管，故而和ー个或多个外部ニ极管并联的双极接面型晶体管(BJT)或隔离栅极双极晶体管(IGBT)可用作半导体开关装置。开关112和113的串联组合是和输入端ロ 102并联耦合的，且开关114和115的串联组合也是和输入端ロ 102并联耦合的。每个节点NI和N2电耦合到变压器120的初级绕组122的端子。节点NI通过共振电感器127耦合到初级绕组122。电感器128表示变压器泄漏电感。第一箝位整流器116和第二箝位整流器117在第三节点N3串联耦合。所述箝位整流器可为箝位ニ极管或者同步整流器。箝位ニ极管116和117和输入端ロ 102以及开关112和113并联耦合。箝位电容器118在节点N3和第四节点N4处耦合在箝位整流器116和117之间。节点N4位于电感器127和128之间，所述电感器耦合到变压器120的初级绕组122。箝位电容器118减小了箝位整流器116和117中的电カ损耗。整流电路130具有耦合在顶部次级绕组124和输出端ロ 104之间的第一ニ极管132，以及耦合在底部次级绕组126和输出端ロ 104之间的第二ニ极管134。第五开关135 (Q5)耦合在顶部次级绕组124和输出端ロ 104之间，且第六开关136 (Q6)耦合在底部次级绕组126和输出端ロ 104之间。整流电路130还包括耦合在ニ极管132和输出端ロ 104之间的第一电容器137，以及耦合在ニ极管134和输出端ロ 104之间的第二电容器138。第ニ电阻器152耦合在ニ极管132、134和输出端ロ 104之间。开关112和113(Q1、Q3)之间的支脚以及开关114和115 (Q2、Q4)之间的支脚由于使用ー个共振电感器127和一组箝位整流器116、117而为非対称的。另外，箝位整流器116中的电流(I116)和箝位整流器117中的电流(I117)是不同的。在操作期间，开关113和114可同时闭合(放置成传导状态)以造成对变压器120的初级绕组122施加电カ和正电压，并且造成电流流入初级绕组122中。这会造成电流通过电感器140而流出顶部次级绕组124。电流被送到输出电容器144和输出端ロ 104处的负载，并且通过开关135 (FET Q5)返回到顶部次级绕组124。另ー方面，开关112和115可闭合以对初级绕组122施加负电压且造成电流流出初级绕组122。这会造成电流流出底部次级绕组126且通过电感器140。电流被送到输出电容器144和输出端ロ 104处的负载，并且通过开关136(FET Q6)返回到底部次级绕组126。因此，对初级绕组122施加正电压或负电压提供电カ给输出端ロ 104。ニ极管132、电容器137和电阻器152形成RCD缓冲电路以消除开关135上的电压尖峰。ニ极管134、电容器138和电阻器152形成另ー RCD缓冲电路以消除开关136上的电压尖峰。输出端ロ 104处的电压可以通过控制由输出电感器140提供的电量来调节，其继而可通过控制正在传导的开关对的时间长度来控制。当未将电カ提供给电感器140吋，开关112和114两者被放置成传导状态以跨越变压器绕组提供接近零伏特的电压，使得电感器140可具有通过开关135和136 (FET Q5和Q6)之一或两者的续流电流路径。这种接近零伏特条件还可以通过将开关113和115两者放置成传导状态来提供。电感器140的续流电流被反射回初级绕组122，并且保持电流流动和存储在变压器泄漏电感器128中以及还存储在共振电感器127中的能量。当开关135、136(Q5、Q6)的换流结束时，Q5或Q6的体ニ极管中的反向恢复电流将由共振电感器127和泄漏电感128(由电感器128表示)限制。在反向恢复时间期间，变压器绕组124、126和122全部被短路。通过开关112和115，或者开关114和113将Vin施加到共振电感器127和泄漏电感128。接着在共振电感器127和泄漏电感128中积聚高于负载的电流。在完成Q5或Q6的体ニ极管中的反向恢复之后，接着使负载电流从Q5或Q6的体ニ极管完全换流到Q6或Q5的体ニ极管。变压器绕组122中的电流是唯一的负载电流(电感器140中的电流除以变压器圈数比)。接着通过电容器118在整流器116或117中续流共振电感器127中的电流的较高部分。由于DC电流将被电容器118封阻，故而得以平衡整流器116和117中的平均电流。电容器118还允许电流的部分流到各自开关114或115而非整流器116或117中。这将明显降低初级箝位电路的电カ消散且因此使得更容易处理热消散。图2是在转换器100的仿真期间探测到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电カ转换器，其包括: 输入端ロ，其被构造来接收电カ来源； 输出端ロ，其被构造来提供输出电力； 可操作地耦合到所述输入端ロ的桥式电路，所述桥式电路包括: 第一开关，其和第二开关串联耦合； 第三开关，其和第四开关串联耦合； 第一钳位整流器，其和第二钳位整流器串联耦合，其中所述第一和第二钳位整流器和所述第一和第二开关并联耦合； 第一钳位电容器，其耦合在所述第一和第二钳位整流器之间，所述第一钳位电容器可操作以减小所述第一和第二钳位整流器中的电カ损耗；和 第一共振电感器，其耦合在所述第一和第二开关之间； 可操作地耦合到所述桥式电路的变压器，所述变压器包括初级绕组和至少ー个次级绕组；和 电流整流电路， 其可操作地耦合到所述变压器的所述次级绕组和所述输出端ロ。2.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述第一和第二开关和所述输入端ロ并联耦合，且所述第三和第四开关和所述输入端ロ并联耦合。3.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述开关每个包括半导体开关装置。4.根据权利要求3所述的电カ转换器，其中所述半导体开关装置包括晶体管。5.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述第一和第二钳位整流器和所述输入端ロ并联耦合。6.根据权利要求1所述的电カ转换器，其还包括输出电感器，所述输出电感器耦合在所述变压器的所述次级绕组和所述输出端ロ之间。7.根据权利要求1所述的电カ转换器，其还包括和所述输出端ロ并联耦合的输出电容器，以及和所述输出端ロ并联耦合的第一电阻器。8.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述整流电路包括耦合在所述次级绕组和所述输出端ロ之间的第一ニ极管，以及耦合在所述次级绕组和所述输出端ロ之间的第二ニ极管。9.根据权利要求8所述的电カ转换器，其中所述整流电路还包括耦合在所述次级绕组和所述输出端ロ之间的第五开关，以及耦合在所述次级绕组和所述输出端ロ之间的第六开关。10.根据权利要求9所述的电カ转换器，其中所述整流电路还包括耦合在所述第一二极管和所述输出端ロ之间的第一电容器，以及耦合在所述第ニニ极管和所述输出端ロ之间的第二电容器。11.根据权利要求8所述的电カ转换器，其还包括耦合在所述第一二极管和所述输出端ロ之间的第二电阻器。12.根据权利要求1所述的电カ转换器，其还包括变压器泄漏电感器，所述泄漏电感器耦合在所述第一共振电感器和所述变压器的所述初级绕组之间。13.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述变压器包括耦合到所述电流整流电路的顶部次级绕组，和耦合到所述电流整流电路的底部次级绕组。14.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述电カ转换器为零电压开关式非対称全桥DC输出转换器。15.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述桥式电路还包括: 第三钳位整流器，其和第四钳位整流器串联耦合，其中所述第三和第四钳位整流器和所述第三和第四开关并联耦合； 第二钳位电容器，其耦合在所述第三和第四钳位整流器之间，所述第二钳位电容器可操作以减小所述第三和第四钳位整流器中的电カ损耗；和第ニ共振电感器，其耦合在所述第三和第四开关之间。16.根据权利要求1所述的电カ转换器，其中所述第一和第二钳位整流器包括钳位ニ极管或同步整流器。17.根据权利要求15所述的电カ转换器，其中所述第一和第二共振电感器被构造来产生相同电感值。18.根据权利要求15所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·詹，L·余，S·杨，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：
国别省市：