一种软开关Boost拓扑电路制造技术

本发明专利技术提供一种软开关Boost拓扑电路，包括Boost升压电路和谐振单元，所述Boost升压电路包括连接外部输入电压的输入单元、连接所述输入单元的升压单元、连接所述升压单元的开关单元、及将所述输入电压经所述软开关Boost拓扑电路处理后予以输出的输出单元，所述谐振单元连接于所述升压单元、开关单元及输出单元，用于实现所述开关单元的零电流开通和零电压关断；本发明专利技术提供的所述软开关Boost拓扑电路具有电路结构简单、变换效率高和电磁干扰小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种软开关Boost拓扑电路
本专利技术涉及DC/DC变换及功率因数校正领域，特别是涉及一种Boost电路。
技术介绍
Boost拓扑电路在DC/DC变换和功率因数校正(PFC)等领域有着广泛的应用，传统的硬开关Boost拓扑电路的开关损耗和输出二极管反向恢复电流在影响变换效率的同时将产生严重的电磁干扰(Electromagnetic Interference简称EMI)。因此，现有的技术中开始采用软开关的Boost拓扑电路，以改善电磁干扰。尽管现有的对于软开关Boost拓扑电路的实现方式有很多种类，但都或多或少的存在着一些问题。例如，有采用增加开关管与无源器件来实现Boost拓扑电路的软开关，其改善了电磁干扰，但是变换效率不高；或实现了传统Boost拓扑电路中的开关管的软开关，但是所增加的开关管工作在硬开关状态，引入了新的开关损耗；亦或实现了 Boost拓扑电路中的主开关管与辅助开关管的软开关，但增大了开关管的电压或电流应力；或者实现了 Boost拓扑电路中的主开关管与辅助开关管的软开关，但是辅助开关管需要隔离的驱动电路，增加了控制策略或电路结构的复杂性；另外，也有仅通过增加无源器件来实现Boost拓扑电路的软开关，但是都存在变换效率不高、电压电流应力较大或者电路结构复杂等问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种软开关Boost拓扑电路，用于解决现有技术中Boost拓扑电路中变换效率不高及产生严重的电磁干扰(HMI)的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种软开关Boost拓扑电路，包括Boost升压电路和谐振单元，所述Boost升压电路包括连接外部输入电压的输入单元、连接所述输入单元的升压单元、连接所述升压单元的开关单元、及将所述输入电压经所述软开关Boost拓扑电路处理后予以输出的输出单元；所述谐振单元连接于所述升压单元、开关单元及输出单元，用于实现所述开关单元的零电流开通和零电压关断。具体地,所述输入单元包括电容Cin,所述升压单元包括电感L1,所述开关单元包括MOS管Q1，所述输出单元包括二极管Dtl和电容Ctl,所述二极管Dtl阳极与所述谐振单元连接，所述二极管Dtl阴极连接所述电容Ctl的正极，所述电容Ctl的负极接地，所述电容Cin的两端连接输入电压的两端，同时所述电容Cin的正极连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接至所述MOS管Q1的漏极或所述谐振单元。进一步地，所述谐振单元包括耦合电感L2与L3、电容C1、电容C2、二极管D1和二极管D2，所述耦合电感L2异名端与所述电感L1的所述另一端、所述电容C2的正极和所述MOS管的漏极连接，所述耦合电感L2同名端与所述二极管D1阴极、所述电容C1的正极及所述二极管Dtl阳极相连，所述电容C2的负极连接所述二极管D1阳极及所述耦合电感L3的异名端，所述耦合电感L3的同名端连接至所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极与所述电容C1负极接地。进一步地，所述谐振单元还可以是包括耦合电感L2与L3、电容Cp电容C2、二极管D1和二极管D2，所述耦合电感L2异名端与所述电容C2的正极、所述MOS管的漏极连接，所述耦合电感L2同名端与所述电感L1的另一端、所述二极管D1阴极、所述电容C1的正极及所述输出单元中二极管Dtl的阳极相连，所述电容C2的负极连接所述二极管D1阳极及所述耦合电感L3的异名端，所述耦合电感L3的同名端连接至所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极与所述电容C1负极接地。另外，以上所述技术方案中的所述MOS管的栅极连接至外部PWM控制电路。如上所述，本专利技术的一种软开关Boost拓扑电路，具有以下有益效果:本专利技术在不增加开关管的前提下，仅增加一对耦合电感、两个谐振电容和两个二极管，实现了所述开关管Q1的零电流开通和零电压关断，提高了 Boost拓扑电路的能量转换效率；同时，也实现了输出二极管Dtl的零电流关断，减小了 Boost拓扑电路的EMI ;另外，所述软开关Boost拓扑电路仅需一路PWM控制信号，控制方式简单。【附图说明】图1显示为本专利技术一种软开关Boost拓扑电路的原理示意图。图2显示为本专利技术一种软开关Boost拓扑电路在一具体实施例中的结构图。图3A至图G显示为图2中所述一种软开关Boost拓扑电路在一个开关周期内的7种工作模式示意图。图4示为本专利技术一种软开关Boost拓扑电路在另一具体实施例中的结构图。图5A至图5G显示为图4中所述一种软开关Boost拓扑电路在一个开关周期内的7种工作模式示意图。图6A和图6B显示为本专利技术提供的所述软开关Boost拓扑电路中所述二极管Dtl的电压电流实验波形图。图7显示为本专利技术提供的所述软开关Boost拓扑电路与传统硬开关Boost拓扑电路能量转换效率对比图。附图标号说明1输入电压2输入单元3升压甲-元4开关羊.元5i皆振单元6输出学.兀7负载【具体实施方式】以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1所示，示出了本专利技术一种软开关Boost拓扑电路的原理示意图，所述软开关Boost拓扑电路包括一 Boost升压电路，该Boost升压电路包括输入单兀2、升压单兀3、开关单元4、谐振单元5及输出单元6，所述谐振单元5连接于所述升压单元3、开关单元4及输出单元6，所述升压单元3连接所述输入单元2，所述输入单元2连接输入电压1，所述输入电压I经所述软开关Boost拓扑电路处理后由所述输出单元6输出。进一步地，所述输入单元2包括电容Cin，所述升压单元3包括电感L1，所述开关单元4包括MOS管Q1，所述输出单元6包括二极管Dtl和电容Ctl,所述二极管Dtl阳极与所述谐振单元5连接，所述二极管Dtl阴极连接所述电容Ctl的正极，所述电容Ctl的负极接地，所述电容Cin的两端连接输入电压I的两端，同时所述电容Cin的正极连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接至所述MOS管Q1的漏极或所述谐振单元5。应当理解，所述软开关Boost拓扑电路中如果删除所述谐振单元5，那么剩下的电路组合其实就是一个标准boost变换器电路，因此如果其他类似的boost变换器电路与所述谐振单元5组合而成的所述软开关Boost拓扑电路也应该在本专利技术的权利范围之内。下面针对所述谐振单元5作进一步地阐述，以上本领域内的技术人员可以更容易理解或实施本专利技术。实施例一请参考图2，示出了本专利技术一种软开关Boost拓扑电路在一具体实施例中的结构图，该电路包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软开关Boost拓扑电路，其特征在于，包括：Boost升压电路，包括连接外部输入电压的输入单元、连接所述输入单元的升压单元、连接所述升压单元的开关单元、及将所述输入电压经所述软开关Boost拓扑电路处理后予以输出的输出单元；谐振单元，所述谐振单元连接于所述升压单元、开关单元及输出单元，用于实现所述开关单元的零电流开通和零电压关断。

【技术特征摘要】
1.一种软开关Boost拓扑电路，其特征在于，包括: Boost升压电路，包括连接外部输入电压的输入单元、连接所述输入单元的升压单元、连接所述升压单元的开关单元、及将所述输入电压经所述软开关Boost拓扑电路处理后予以输出的输出单兀； 谐振单元，所述谐振单元连接于所述升压单元、开关单元及输出单元，用于实现所述开关单元的零电流开通和零电压关断。2.根据权利要求1所述的软开关Boost拓扑电路，其特征在于:所述输入单元包括电容Cin,所述升压单元包括电感L1,所述开关单元包括MOS管Q1,所述输出单元包括二极管Dci和电容Ctl，所述二极管Dtl阳极与所述谐振单元连接，所述二极管Dtl阴极连接所述电容Ctl的正极，所述电容Ctl的负极接地，所述电容Cin的两端连接输入电压的两端，同时所述电容Cin的正极连接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接至所述MOS管Q1的漏极或所述谐振单元。3.根据权利要求2所述的软开关Boost拓扑电路，其特征在于:所述谐振单元包括耦合电感L2与L3、电容C1、电容C2、二极管D1和二极管D2,所述耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹天文，张颖超，聂金铜，钱希森，金丽萍，
申请(专利权)人：中国人民解放军重庆通信学院，
类型：发明
国别省市：