[實(shí)用新型]一種有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720186116.4
• 申請(qǐng)日: 2007-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201146468Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何湘寧;李武華
• 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(shuō)是有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器。

背景技術(shù)

常規(guī)的升壓型(Boost)交錯(cuò)并聯(lián)直流-直流變換器，包括兩個(gè)電感，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極與第一二極管的陽(yáng)極及第一電感的一端相連，第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極與第二二極管的陽(yáng)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(cuò)并聯(lián)直流-直流變換器輸出電壓增益較小，功率開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力較大，功率開(kāi)關(guān)管為硬開(kāi)關(guān)工作，開(kāi)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(lái)，相繼研究了一些軟開(kāi)關(guān)電路，主要有兩種：一種是通過(guò)附加有源功率開(kāi)關(guān)和無(wú)源電感、電容等器件實(shí)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)；另一種是通過(guò)附加二極管和無(wú)源電感、電容等器件實(shí)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)。這兩種方法的雖然可以實(shí)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)，但是外加電路復(fù)雜，而且不能降低功率開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力，也不能實(shí)現(xiàn)變換器的高增益功能。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供功率開(kāi)關(guān)管數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且無(wú)能量損耗的具有最少箝位開(kāi)關(guān)管的有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器包括：兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)耦合電感，一個(gè)輔助功率開(kāi)關(guān)管，一個(gè)箝位電容和一個(gè)輸出電容，第一耦合電感有三個(gè)繞組，第二耦合電感有三個(gè)繞組，第一功率開(kāi)關(guān)管的源極接地，第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極與第一耦合電感的第一繞組的一端相連，第一耦合電感的第一繞組的另一端與第一耦合電感的第二繞組的一端及直流電源的正極相連，第二功率開(kāi)關(guān)管的源極與第二耦合電感的第一繞組的一端相連，第二耦合電感的第一繞組的另一端接地，第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極與第二耦合電感的第二繞組的一端及直流電源的正極相連，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)流二極管的陽(yáng)極相連，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)流二極管的陽(yáng)極相連，在第二功率開(kāi)關(guān)管的源極與第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極之間接入由輔助功率開(kāi)關(guān)管與箝位電容組成的串聯(lián)電路，且輔助開(kāi)關(guān)管的漏極與第二功率開(kāi)關(guān)管的源極相連，第一續(xù)流二極管的陰極與第二續(xù)流二極管的陰極及輸出電容的正端相連，輸出電容的負(fù)端與地相連。

工作時(shí)，利用兩個(gè)耦合電感的第三繞組實(shí)現(xiàn)了電路的高增益輸出；由于第一功率開(kāi)關(guān)管漏、源極間的并聯(lián)電容、第二功率開(kāi)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(kāi)關(guān)管、第二功率開(kāi)關(guān)管的零電壓關(guān)斷；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(wú)損吸收。在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，通過(guò)控制第一功率開(kāi)關(guān)管、第二功率開(kāi)關(guān)管、輔助開(kāi)關(guān)管的門(mén)極脈沖，可使第一、第二功率開(kāi)關(guān)管、輔助開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通和零電壓關(guān)斷。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型的有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器具有最少箝位開(kāi)關(guān)管，利用兩個(gè)耦合電感的第三繞組實(shí)現(xiàn)了變換器的高增益輸出，利用輔助開(kāi)關(guān)管與箝位電容組成的串聯(lián)電路無(wú)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(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，利用第一、第二功率開(kāi)關(guān)管的并聯(lián)電容實(shí)現(xiàn)了第一、第二功率開(kāi)關(guān)管的零電壓關(guān)斷，利用第一、第二功率開(kāi)關(guān)管和輔助開(kāi)關(guān)管的門(mén)極安排，實(shí)現(xiàn)了輔助開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通和零電壓關(guān)斷，無(wú)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(wú)需額外的檢測(cè)電路，電路中無(wú)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(guò)程中，功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)無(wú)電壓過(guò)沖，續(xù)流二極管關(guān)斷時(shí)無(wú)電流過(guò)沖。

附圖說(shuō)明

圖1是有源箝位交錯(cuò)并聯(lián)升壓型變換器的電路圖。

具體實(shí)施方式