[實(shí)用新型]一種高增益隔離式有源箝位升壓型變換器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620140967.0
• 申請(qǐng)日: 2006-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN200983554Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何湘寧;李武華;吳建德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及直流—直流變換器，具體說是高增益隔離式有源箝位升壓型變換器。

背景技術(shù)

常規(guī)的反激型(Flyback)交錯(cuò)并聯(lián)直流—直流變換器，包括兩個(gè)耦合電感，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)功率開關(guān)管，一個(gè)輸出電容，第一功率開關(guān)管的漏極與第一耦合電感的第一繞組的一端相連，第二功率開關(guān)管的漏極與第二耦合電感的第一繞組的一端相連，第一耦合電感的第一繞組的另一端與第二耦合電感的第一繞組的另一端相連，第一耦合電感的第二繞組的一端與第一二極管的陽(yáng)極相連，第二耦合電感的第二繞組的一端與第二二極管的陽(yáng)極相連，第一二極管的陰極與第二二極管的陰極及第一輸出電容的一端相連，第一耦合電感的第二繞組的另一端與第二耦合電感的第二繞組的另一端及第一輸入電容的另一端相連。這種反激型交錯(cuò)并聯(lián)直流—直流變換器為硬開關(guān)工作，開關(guān)損耗大，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓的寬范圍調(diào)節(jié)，但是輸出電壓增益不夠大，漏感能量導(dǎo)致第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管的電壓尖峰，效率較低。近年來，相繼研究了一些隔離型高增益升壓型拓?fù)洌渲幸环N拓?fù)湓陔娏餍蜆蚴诫娐返幕A(chǔ)上，增加由輔助功率開關(guān)管和電容組成的串聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)，但是該拓?fù)湫枰墓β书_關(guān)管數(shù)量多，功率開關(guān)管的電流應(yīng)力較大，另一種是諧振式變換拓?fù)洌撏負(fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)，但是流過諧振電容的電流很大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供功率開關(guān)管數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且無能量損耗的高增益隔離式有源箝位升壓型變換器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，高增益隔離式有源箝位升壓型變換器包括兩個(gè)功率開關(guān)管，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)輸出電容和兩個(gè)耦合電感，第一耦合電感和第二耦合電感分別有三個(gè)繞組，第一功率開關(guān)管的漏極與第一耦合電感的第一繞組的一端相連，第一功率開關(guān)管的源極與第二耦合電感的第一繞組的一端相連，第二功率開關(guān)管的源極與第二耦合電感的第一繞組的另一端相連，第二功率開關(guān)管的漏極與第一耦合電感的第一繞組的另一端相連，第一耦合電感的第二繞組的一端與第二耦合電感的第三繞組的一端相連，第一耦合電感的第二繞組的另一端與第二續(xù)流二極管的陰極及第一輸出電容的負(fù)端和第二輸出電容的正端相連，第二耦合電感的第二繞組的一端與第一耦合電感的第三繞組的一端相連，第二耦合電感的第二繞組的另一端與第二輸出電容的負(fù)端相連，第一耦合電感的第三繞組的另一端與第二續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連，第二耦合電感的第三繞組的另一端與第一續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連，第一續(xù)流二極管的陰極與第一輸出電容的正端相連，在第二功率開關(guān)管的源極與第一功率開關(guān)管的漏極之間串入由第一輔助功率開關(guān)管與第一箝位電容組成的串聯(lián)電路，且第一輔助開關(guān)管的漏極與第二功率開關(guān)管的源極相連，第一輔助開關(guān)管的源極與第一箝位電容的一端相連，第一箝位電容的另一端與第一功率開關(guān)管的漏極相連。

工作時(shí)，利用兩個(gè)耦合電感的第三繞組實(shí)現(xiàn)了電路的高增益，第一輸出電容與第二輸出電容的串聯(lián)進(jìn)一步拓展了電路的輸出電壓增益；由于第一功率開關(guān)管漏、源極間的并聯(lián)電容、第二功率開關(guān)管漏、源極間的并聯(lián)電容的存在，實(shí)現(xiàn)了第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管的零電壓關(guān)斷；第一箝位電容收集第一耦合電感、第二耦合電感的漏感能量，并最終轉(zhuǎn)移到輸入端，實(shí)現(xiàn)了箝位電路的無損吸收。在整個(gè)開關(guān)周期中，通過控制第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第一輔助開關(guān)管的門極脈沖，可使第一、第二功率開關(guān)管、第一輔助開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開通和零電壓關(guān)斷。

本實(shí)用新型的高增益隔離式有源箝位升壓型變換器，利用兩個(gè)耦合電感的第三繞組及輸出電容的串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了變換器的高增益輸出，利用第一輔助開關(guān)管與第一箝位電容組成的串聯(lián)電路無損的吸收和轉(zhuǎn)移了兩個(gè)耦合電感的漏感能量，并實(shí)現(xiàn)了第一、第二功率開關(guān)管的零電壓開通，利用第一、第二功率開關(guān)管的并聯(lián)電容實(shí)現(xiàn)了第一、第二功率開關(guān)管的零電壓關(guān)斷，利用第一、第二功率開關(guān)管和第一輔助開關(guān)管的門極安排，實(shí)現(xiàn)了第一輔助開關(guān)管的零電壓開通和零電壓關(guān)斷，無需額外的電感元件，從而附加元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無需額外的檢測(cè)電路，電路中無能量損耗元件，可提高變換器的輸出增益與電路效率，且換流過程中，功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)無電壓過沖，續(xù)流二極管關(guān)斷時(shí)無電流過沖。

附圖說明

圖1是高增益隔離式有源箝位升壓型變換器的電路圖。

具體實(shí)施方式