一种高压直流电流整流模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压直流电流整流模块，包括有母线输入电容、斩波管、超前管、滞后管、谐振电感、隔直电容、功率变压器、钳位二极管、续流二极管、飞跨电容；本实用新型专利技术在移相全桥ZVS变换器的基础上增添辅助谐振网络,使其能顺利实现全桥变换器滞后臂的零电压开关，原边增加钳位二极管，减小副边二极管反向恢复的电压尖峰，减少RC吸收引起的功率损耗；且使用带钳位二极管全桥PWM三电平ZVS软开关准谐振技术，控制简单，可根据输出电压的大小自动切换两电平和三电平模式下工作，有很宽的输出电压可调范围，用最接近输出电压的电平来拟合逼近，减少输出纹波；本实用新型专利技术为10kw的整流模块，30%以上负载效率都为91%以上，最高效率为94%，调压范围为100～400VDC。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流电流整流领域，特别是涉及一种带钳位二极管全桥PWM三电平ZVS软开关准谐振的高压直流电流整流模块。
技术介绍
目前，高压直流电流的整流是采用移相全桥技术，如中国专利ZL201220096735.5，在2012年11月7日申请公开了一种移相全桥开关电源的直流变换电路，其正是采用移相全桥的控制方式，移相全桥控制方式是谐振变换技术，其基本工作原理为:每个桥臂的两个开关管180度互补导通，每个桥臂的导通之间相差一个相位，即所谓的移相角。移相控制的全桥PwM变换器存在一个主要缺点是:滞后臂开关管在轻载下很难实现零电压开关，使它不适合负载范围变化大的场合。电路若不能实现零电压开关时，将产生以下几个后果；首先，由于开关损耗的存在，需要增加散热器的体积；其次，开关开通时存在较大的di/dt落，将会造成大的电磁干扰(EMI);再者，由于副边二极管的反向恢复，高频变压器副边漏感上的电流瞬交作用，在二极管上产生电压过冲和振荡，所以在实际使用中需在副边二极管上加入RC吸收。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种闻压直流电流整流|旲块，其能有效解决现有之闻压直流整流模块很难实现零电压开关的问题。为达此目的，本技术采用以下技术方案:一种高压直流电流整流模块，所述整流模块至少包括有母线输入电容、斩波管、超前管、滞后管，其中，母线输入电容包括第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)，第一电容(Cl)与第二电容(C2)串联后接入正负母线的第一端和第二端，第三电容(C3)与第四电容(C4)串联后接入正负母线的第一端和第二端，形成并联；所述斩波管、超前管和滞后管均包括MOS管；所述斩波管的第一端和所述超前管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述斩波管与所述超前管在A点形成串联；所述滞后管中的各MOS管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述滞后管的中部设置有B点；并且，所述整流模块至少还设置有谐振电感(LR)、隔直电容(CR)、功率变压器(TR)、钳位二极管(D3、D4)，所述功率变压器(TR)同名端连接A点，异名端接隔直电容(CR)的第一端；所述隔直电容(CR)的第二端接谐振电感(LR)的第一端和钳位电感(LR2)的第一端，所述谐振电感(LR)的第二端连接B点，构成主功率回路；所述钳位电感(LR2)的第二端接钳位二极管(D3、D4)的中点构成钳位电路。作为进一步的优选方案，所述钳位电路钳位副边VDC电压，所述副边为全桥整流电路。作为进一步的优选方案，所述副边的全桥整流电路的输出加有输出电感，给全桥斩波管实现零电压开关(ZVS)提供能量。作为进一步的优选方案，钳位二极管包括同向连接的第三二极管D3和第四二极管D4，并且所述钳位二极管的第一端接入正负母线的第一端，所述钳位二极管的第二端接入正负母线的第二端。作为进一步的优选方案，还包括续流二极管(Dl、D2、D9、D10)、飞跨电容(CF1、CF2)。作为进一步的优选方案，所述续流二极管包括第一二极管D1、第二二极管D2、第九二极管D9和第十二极管D10，其中第九二极管D9的第一端、第十二极管DlO的第二端连接母线第一电容Cl、第二电容C2之间，第十二极管DlO的第二端连接所述斩波管的中部，第九二极管D9的第一端连接所述超前管的中部；第一二极管Dl的第一端、第二二极管D2的第二端连接母线第三电容C3、第四电容C4之间，第一二极管Dl的第二端、第二二极管D2的第一端分别连接所述滞后管。作为进一步的优选方案，第一飞跨电容CFl的两端分别连接第一二极管Dl的第二端、第二二极管D2的第一端；第二飞跨电容CF2的两端分别连接第十二极管DlO的第二端、第九二极管D9的第一端。作为进一步的优选方案，所述斩波管包括第一 MOS管(Q1)、第二 MOS管(Q2)，且第一 MOS管(Ql)并联第一伴随MOS管(QS1)、第一伴随电容(CB1)，第二 MOS管(Q2)并联第二伴随MOS管(QS2)、第二伴随电容(CB2)。作为进一步的优选方案，所述超前管包括第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4)，且第三MOS管(Q3 )并联第三伴随MOS管(QS3 )、第三伴随电容(CB3 )，第四MOS管(Q4 )并联第四伴随MOS管(QS4 )、第四伴随电容(CB4 )。作为进一步的优选方案，所述滞后管包括第五MOS管(Q5)、第六MOS管(Q6)、第七MOS管(Q7 )、第八MOS管(Q8 )，且第五MOS管(Q5 )并联第五伴随MOS管(QS5 )、第五伴随电容(CB5 )，第六MOS管(Q6 )并联第六伴随MOS管(QS6 )、第六伴随电容(CB6 )，第七MOS管(Q7)并联第七伴随MOS管(QS7)、第七伴随电容(CB7)，第八MOS管(Q8)并联第八伴随MOS管(QS8)、第八伴随电容(CB8)。本技术的有益效果为:本技术在移相全桥ZVS变换器的基础上增添辅助谐振网络，使其能顺利实现全桥变换器滞后臂的零电压开关，原边增加钳位二极管，减小副边二极管反向恢复的电压尖峰，减少RC吸收引起的功率损耗；且使用带钳位二极管全桥P丽三电平ZVS软开关准谐振技术，控制简单，可根据输出电压的大小自动切换两电平和三电平模式下工作，有很宽的输出电压可调范围，用最接近输出电压的电平来拟合逼近，减少输出纹波；同时，本技术控制芯片选用DSP，实现算法控制、稳压、稳流、均流、电压调节、通信、过压保护、短路保护、过载保护、电量显示、软开关效果；本技术为IOkw的整流模块，30%以上负载效率都为91%以上，最高效率为94%，调压范围为100 400VDC。附图说明图1是本技术的主电路原理图；图2是本技术的时序图和变压器原副边电压波形；图3a和图3b是本技术之状态1、2的等效电路图；图4a和图4b是本技术之状态3、4的等效电路图；图5a和图5b是本技术之状态5、6的等效电路图；图6a和图6b是本技术之状态7、8的等效电路图；图7是本技术之状态9的等效电路图；图8是本技术之状态10的等效电路图。具体实施方式以下结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。请参阅图1和图2所示，其显示了本技术的主要电路结构，包括有母线输入电容Cl、C2、C3、C4，还包括斩波管、超前管、滞后管、谐振电感Lr、隔直电容Cr、功率变压器Tr、钳位二极管D3、D4、续流二极管(01、02、09、010、飞跨电容0 1、0卩2。该斩波管、超前管和滞后管均由MOS管组成,该斩波管和超前管的DS极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的电容两端并具有A点，该滞后管中的各MOS管DS极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的电容两端并具有B点。该功率变压器Tr同名端接A点，异名端接隔直电容Cr，隔直电容Cr另外一端接谐振电感Lr和钳位电感Lr2，该谐振电感Lr另外一端接B点，构成主功率回路，钳位电感Lr2接钳位二极管D3、D4中点构成钳位电路，钳位副边VDC电压，副边为全桥整流电路，输出加有输出电感，给全桥斩波管实现ZVS提供能量。在本实施例中，该斩波管有2个MOS管组成,分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流电流整流模块，其特征在于：所述整流模块至少包括有母线输入电容、斩波管、超前管、滞后管，其中，母线输入电容包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4），第一电容（C1）与第二电容（C2）串联后接入正负母线的第一端和第二端，第三电容（C3）与第四电容（C4）串联后接入正负母线的第一端和第二端，形成并联；所述斩波管、超前管和滞后管均包括MOS管；所述斩波管的第一端和所述超前管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述斩波管与所述超前管在A点形成串联；所述滞后管中的各MOS管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述滞后管的中部设置有B点；并且，所述整流模块至少还设置有谐振电感（LR）、隔直电容（CR）、功率变压器（TR）、钳位二极管(D3、D4)，所述功率变压器（TR）同名端连接A点，异名端接隔直电容（CR）的第一端；所述隔直电容（CR）的第二端接谐振电感（LR）的第一端和钳位电感（LR2）的第一端，所述谐振电感（LR）的第二端连接B点，构成主功率回路；所述钳位电感（LR2）的第二端接钳位二极管（D3、D4）的中点构成钳位电路。...

【技术特征摘要】
1.一种高压直流电流整流模块，其特征在于:所述整流模块至少包括有母线输入电容、斩波管、超前管、滞后管， 其中，母线输入电容包括第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)，第一电容(Cl)与第二电容(C2)串联后接入正负母线的第一端和第二端，第三电容(C3)与第四电容(C4)串联后接入正负母线的第一端和第二端，形成并联； 所述斩波管、超前管和滞后管均包括MOS管； 所述斩波管的第一端和所述超前管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述斩波管与所述超前管在A点形成串联； 所述滞后管中的各MOS管的漏极、源极正向依次串联后的正负极并联在正负母线的第一端和第二端，并且所述滞后管的中部设置有B点； 并且，所述整流模块至少还设置有谐振电感(LR)、隔直电容(CR)、功率变压器(TR)、钳位二极管(D3、D4)， 所述功率变压器(TR)同名端连接A点，异名端接隔直电容(CR)的第一端； 所述隔直电容(CR)的第二端接谐振电感(LR)的第一端和钳位电感(LR2)的第一端，所述谐振电感(LR)的第二端连接B点，构成主功率回路； 所述钳位电感(LR2)的第二端接钳位二极管(D3、D4)的中点构成钳位电路。2.根据权利要求1所述的高压直流电流整流模块，其特征在于，所述钳位电路钳位副边VDC电压，所述副边为全桥整流电路。3.根据权利要求2所述的高压直流电流整流模块，其特征在于，所述副边的全桥整流电路的输出加有输出电感，给全桥斩波管实现零电压开关(ZVS)提供能量。4.根据权利要求1所述的高压直流电流整流模块，其特征在于，钳位二极管包括同向连接的第三二极管D3和第四二极管D4，并且所述钳位二极管的第一端接入正负母线的第一端，所述钳位二极管的第二端接入正负母线的第二端。5.根据权利要求1所述的高压直流电流整流模块，其特征在于，还包括续流二极管(D1、D2、D9、D10)、飞跨电容(CF1、CF2)。6.根据权利要求5所述的高压直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠仁，马玉山，王一博，
申请(专利权)人：广东志成冠军集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：