[實用新型]一種有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720106953.1
• 申請日: 2007-03-05
• 公開（公告）號: CN201018410Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何湘寧;李武華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/155;H02M3/156
• 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

本實用新型涉及一種直流-直流變換器。具體說是有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器。

背景技術(shù)

常規(guī)的升壓型(Boost)交錯并聯(lián)直流-直流變換器，包括兩個電感，兩個續(xù)流二極管，兩個功率開關(guān)管，第一功率開關(guān)管的漏極與第一二極管的陽極及第一電感的一端相連，第二功率開關(guān)管的漏極與第二二極管的陽極及第二電感的一端相連，第一電感的另一端與第二電感的另一端相連。這種升壓型交錯并聯(lián)直流一直流變換器輸出電壓增益較小，功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力較大，功率開關(guān)管為硬開關(guān)工作，開關(guān)損耗較大，續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流較大，反向恢復(fù)損耗較大。近年來，相繼研究了一些軟開關(guān)電路，主要有兩種：一種是通過附加有源功率開關(guān)和無源電感、電容等器件實現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)；另一種是通過附加二極管和無源電感、電容等器件實現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)。這兩種方法雖然可以實現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(guān)，但是外加電路復(fù)雜，而且不能降低功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力，也不能實現(xiàn)變換器的高增益功能。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供輸出電壓增益高，輸入電流紋波小，輸出電流紋波小，結(jié)構(gòu)簡單，且無能量損耗的有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器包括兩個功率開關(guān)管，兩個續(xù)流二極管、兩個耦合電感和兩個箝位開關(guān)管及兩個箝位電容，兩個耦合電感分別有三個繞組，第一耦合電感的第一繞組的一端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一功率開關(guān)管的漏極、第一耦合電感的第二繞組的一端及第一箝位開關(guān)管的源極相連，第一箝位開關(guān)管的漏極與第一箝位電容的一端相連，第一耦合電感的第二繞組的另一端與第二耦合電感的第三繞組的一端相連，第二耦合電感的第三繞組的另一端與第一續(xù)流二極管陽極相連，第二耦合電感的第一繞組的另一端與第二功率開關(guān)管的漏極、第二耦合電感的第二繞組的一端及第二箝位開關(guān)管的源極相連，第二箝位開關(guān)管的漏極與第二箝位電容的一端相連，第二耦合電感的第二繞組的另一端與第一耦合電感的第三繞組的一端相連，第一耦合電感的第三繞組的另一端與第二續(xù)流二極管陽極相連，第一續(xù)流二極管的陰極與第二續(xù)流二極管的陰極相連，第一箝位電容和第二箝位電容的另一端共同與第一功率開關(guān)管及第二功率開關(guān)管的源極相連，或者共同與第一耦合電感的第一繞組及第二耦合電感的第一繞組的接點相連，或者共同與第一續(xù)流二極管及第二續(xù)流二極管的陰極共接。

工作時，利用兩個耦合電感的第二、第三繞組實現(xiàn)了電路的高增益，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、第二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)移到輸出端，實現(xiàn)了箝位電路的無損吸收。在整個開關(guān)周期中，通過控制第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第一箝位開關(guān)管、第二箝位開關(guān)管的門極脈沖，可使第一、第二功率開關(guān)管、第一、第二箝位開關(guān)管實現(xiàn)零電壓開通和零電壓關(guān)斷。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型的有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器，利用第一、第二耦合電感的第二、第三繞組實現(xiàn)了變換器的高增益輸出，利用第一、第二箝位開關(guān)管與第一、第二箝位電容組成的串聯(lián)電路分別無損的吸收和轉(zhuǎn)移了第一、第二耦合電感的漏感能量，并實現(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、第二箝位開關(guān)管的門極安排，實現(xiàn)了第一、第二箝位開關(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)簡單，成本低，無需額外的檢測電路，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)斷時無電壓過沖，續(xù)流二極管關(guān)斷時無電流過沖。

附圖說明

圖1是一種有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器的電路圖；

圖2是第二種有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器的電路圖；

圖3是第三種有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器的電路圖；

圖4是有源箝位零電壓軟開關(guān)高增益升壓型交錯并聯(lián)變換器的靜態(tài)工作波形圖。

具體實施方式