[發明專利]倍壓同步整流多諧振軟開關變換器

有效

• 申請號: 200910096450.4
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101488718A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 姜德來;吳新科;華桂潮
• 申請（專利權）人: 英飛特電子（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/538
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本發明涉及一種倍壓同步整流多諧振軟開關變換器電路。更確切地說，本發 明涉及的是一種五元件電流諧振型軟開關及適用于倍壓整流電路的電流控制同 步整流驅動電路變換器。

背景技術

傳統的PWM斬波變換器，其功率元件工作于硬開關模式下，開關損耗大， 效率低，難以通過高頻化實現功率密度的提升，同時EMI特性較差，需要增加 很多濾波抑制單元，既增加了成本，也降低了效率。

諧振變換器利用諧振電路為功率元件創造了軟開關條件，降低了開關損耗。 諧振變換器中以三元件LLC電流諧振變換器(見圖1)最為典型，應用最為普 遍。相比于其它軟開關變換器，LLC變換器可以在整個負載范圍內實現原邊 MOSFET的零電壓開通和副邊二極管的零電流關斷。這既降低了開關損耗，提 高了效率，便于高頻化，高功率密度化，同時也降低了元器件應力，減小了EMI。

LLC變換器的缺點：由于LLC只有在諧振頻率附件工作效率才最優，因此 往往將額定工作點設置在諧振效率點附近，當輸入電壓降低或輸出電壓增大時， 通過降低工作頻率來獲得較大的增益；當輸入電壓增大或輸出電壓降低時，通過 提高工作頻率來獲得較低的增益。但在諧振頻率之上，頻率對增益調節能力不夠， 調節范圍較窄。因此，LLC變換器不適合寬電壓范圍應用，包括寬輸入電壓范圍 和寬輸出電壓范圍。這在很大程度上限制了LLC軟開關變換器的應用。在許多 需要寬電壓范圍應用的場合，現有LLC變換器難以獲得較好地應用。

改進后的電路如中國專利申請2008100634285公開的“多諧振軟開關變換 器”，諧振電路中增加了輔助單元，在其諧振頻率附近，諧振單元阻抗快速變化， 直至無窮大，從而實現了增益調節，拓寬了電壓應用范圍。其結構如圖2-圖7 所示。但是這種結構的變壓器副邊電路采用二極管倍壓結構，因此導通損耗較大， 特別在一些中低壓直流變換的應用中，變換器的輸出電壓一般為達到48伏以上， 這種電壓等極采用半波整流或者中心抽頭整流結構，會導致整流器件的電壓應力 很高，無法采用低壓器件，降低導通損耗。當電壓高于60V輸出時，一般只能 采用二極管整流方式，因為200V以上電壓等極的MOSFET成本較高，導通電 阻較大，已經不適合在同步整流技術中應用。考慮到變壓器漏感與MOSFET漏 源之間的結電容會有振蕩，造成電壓尖峰，因此整流器件的電壓應力會超過理想 情況下的電壓。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中的不足，而提供一種能夠適 應寬電壓范圍應用的電流諧振型軟開關變換器，副邊采用倍壓整流降低器件電壓 應力，采用同步整流減少開關損耗。