[發明專利]一種復合式正激直流變換器

無效

• 申請號: 200910184781.3
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101635510A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 吳紅飛;邢巖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術領域

本發明涉及一種直流變換器，尤其涉及一種復合式正激直流變換器，屬于直流變換器領域。

背景技術

開關電源以其效率高、體積小、重量輕等顯著優點而被廣泛應用于工業生產、交通運輸、新能源發電等國民生產領域。隨著應用范圍的不斷拓寬和應用設備的增加，對電源系統的穩定性提出了更高的要求。

雙管正激變換器由于原邊開關管電壓應力低、具有內在抗橋臂直通能力、可靠性高而在工業領域獲得了廣泛的應用。通過對雙管正激變換器進行并聯、串聯組合，使雙管正激變換器在中、大功率變換領域獲得了更廣泛的應用，但雙管正激變換器的開關管最大占空比只能為0.5。

為了提高開關電源的變換效率，需要采用軟開關技術，從而降低開關損耗提高變換效率。近年來，圍繞開關變換器的軟開關技術，國內外學者作了大量的研究，提出了各種軟開關電路，減小了開關損耗。

中國專利CN1545200A提出了一種雙路雙管正激變換器拓撲，該拓撲由輸入并聯雙管正激變換器推導得到，保留了雙管正激變換器高可靠性的優點，但該變換器僅適用于用作直流變壓器，即只能在開環下工作，實現直流電能的隔離和變換，而無法實現輸出電壓的閉環調節，在輸入電壓發生變化時無法保證輸出電壓的穩定。中國專利CN1725617A提出了一種零電壓開關復合式交錯并聯雙管正激三電平直流變換器，該變換器能夠實現部分開關管的零電壓開通且具有開關管電壓應力低等優點，但該變換器使用的開關管數量多，結構復雜，在實際應用中較少采用。

發明內容

本發明針對背景技術中現有直流變換器存在的缺陷而提出一種可靠性高、變換效率高的復合式正激直流變換器。

本發明的復合式正激直流變換器，其結構包括：原邊電路、第一高頻變壓器、第二高頻變壓器和副邊電路，其中：原邊電路包括直流電源、第一分壓電容、第二分壓電容、第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第一磁復位二極管、第二磁復位二極管和第三磁復位二極管，直流電源的正極分別連接第一分壓電容的一端、第一磁復位二極管的陰極和第三功率開關管的漏極，直流電源的負極分別連接第二分壓電容的一端、第二磁復位二極管的陽極和第四功率開關管的源極，第一分壓電容的另一端分別連接第二分壓電容的另一端、第一功率開關管的源極和第二功率開關管的漏極；第一高頻變壓器包括第一原邊繞組和第一副邊繞組，第二高頻變壓器包括第二原邊繞組和第二副邊繞組，第一原邊繞組的同名端分別連接第三功率開關管的源極和第三磁復位二極管的陰極，第一原邊繞組的非同名端分別連接第一功率開關管的漏極和第一磁復位二極管的陽極，第二原邊繞組的同名端分別連接第二功率開關管的源極和第二磁復位二極管的陰極，第二原邊繞組的非同名端分別連接第四功率開關管的漏極和第三磁復位二極管的陽極；副邊電路包括第一整流二極管、第二整流二極管、續流二極管、濾波電感、濾波電容和負載，第一整流二極管的陽極連接第一副邊繞組的同名端，第一整流二極管的陰極分別連接第二整流二極管的陰極、續流二極管的陰極和濾波電感的一端，第二整流二極管的陽極連接第二副邊繞組的同名端，第二副邊繞組的非同名端分別連接第一副邊繞組的非同名端、續流二極管的陽極、濾波電容的一端和負載的一端，濾波電容的另一端分別連接濾波電感的另一端和負載的另一端。

所述第一分壓電容與第二分壓電容相等；所述第一原邊繞組的匝數與第二原邊繞組的匝數相等，第一副邊繞組的匝數與第二副邊繞組的匝數相等。

本發明具有如下有益效果：

1、保留了雙管正激變換器原邊開關管電壓應力低、不存在橋臂直通、可靠性高等優點，其中功率開關管S₁、S₂及磁復位二極管D₁、D₂的電壓應力僅為輸入電壓的一半；

2、實現了功率開關管S₃、S₄的零電壓開通，有利于提高變換效率；

3、副邊交錯并聯輸出結構提高了等效占空比和等效開關頻率，有利于減小輸出濾波器的大小和體積，提高了變換器的動態響應速度；

4、開關管的最大占空比為0.66。

附圖說明

圖1是本發明復合式正激直流變換器電路原理圖。