[實用新型]軟開關BUCK變換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820079350.1
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN201181902Y
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 張衛(wèi)平;張東彥;趙徐森;劉元超;張曉強
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/155;H05B41/28;H05B41/288
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種DC/DC變換器，尤其涉及一種軟開關BUCK(降壓)變換器。

背景技術(shù)

現(xiàn)代影視照明需要人造光源模擬自然光源。金屬鹵化物燈(Metal?halide，簡稱MH燈)是一種新型高效率的高壓氣體放電燈。MH燈光的頻譜十分接近太陽光的頻譜，是一種替代自然光的新型電光源。為影視制作、現(xiàn)場直播提供了方便。與其它類型的高壓氣體放電燈一樣，MH燈具有負增量阻抗的電氣特性，在電網(wǎng)與燈之間，需要插入一個鎮(zhèn)流器限制電流才能使其穩(wěn)定工作。

目前使用的鎮(zhèn)流器有電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器兩種。其中，電子鎮(zhèn)流器是以PWM(Pulse?Width?Modulation，脈寬調(diào)制)型開關變換器為基礎，輸出電壓和電流為低頻(小于300Hz)方波。其主要優(yōu)點是，無聲共振現(xiàn)象，最大輸出功率等級為18kW，無頻閃。因此，受到廣泛的應用。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中MH燈用電子鎮(zhèn)流器的方框圖，包括DC/DC變換器和DC/AC逆變器。DC/DC變換器的主要功能是使其輸出電壓和電流的特性與燈的電氣特性相匹配，保證燈的平穩(wěn)起動和恒功率穩(wěn)態(tài)工作。DC/AC逆變器輸出低頻方波電壓和電流來驅(qū)動MH燈。高壓觸發(fā)器提供高頻的觸發(fā)脈沖使燈內(nèi)的氣體開始放電，形成等離子體。

現(xiàn)有技術(shù)中的DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括開關T、二極管D、電感L。

上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點：

開關T采用的是硬開關，所以其開關損耗大，二極管D有很大的反向恢復電流，損耗大、可靠性低、效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種損耗低、可靠性高、效率高的軟開關BUCK變換器。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本實用新型的軟開關BUCK變換器，包括直流輸入端、直流輸出端，所述直流輸入端與直流輸出端之間設有正極線路和負極線路，所述負極線路上串聯(lián)有主開關管和濾波電感，所述主開關管與濾波電感的連接點與所述正極線路之間連接有續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管的陰極與所述正極線路相連，所述主開關管并聯(lián)有輔助支路，所述輔助支路串聯(lián)有輔助開關管、第四二極管、諧振電感，所述第四二極管的陰極與所述輔助開關管相連，所述主開關管和輔助開關管分別為軟開關。

由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型所述的軟開關BUCK變換器，由于負極線路上串聯(lián)有主開關管和濾波電感，主開關管與濾波電感的連接點與正極線路之間連接有續(xù)流二極管，主開關管還并聯(lián)有輔助支路，輔助支路串聯(lián)有輔助開關管、第四二極管、諧振電感，主開關管和輔助開關管分別為軟開關。損耗低、可靠性高、效率高。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中MH燈用電子鎮(zhèn)流器的方塊圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)；

圖3為本實用新型軟開關BUCK變換器的拓撲結(jié)構(gòu)；

圖4為本實用新型中主開關管Z1及輔助開關管Z2的驅(qū)動信號波形圖；

圖5a為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段1的等效電路圖；

圖5b為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段2的等效電路圖；

圖5c為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段3的等效電路圖；

圖5d為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段4的等效電路圖；

圖5e為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段5的等效電路圖；

圖5f為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段6的等效電路圖；

圖5g為本實用新型軟開關BUCK變換器的工作階段7的等效電路圖；

圖6為本實用新型軟開關BUCK變換器的各個工作階段的主要波形圖；

圖7為本實用新型中Δt₂(＝t₂-t₁)與Lr的關系圖；

圖8為本實用新型中ΔI_Lr與L_r的關系圖。

具體實施方式