[實(shí)用新型]一種耦合電感加開關(guān)電容實(shí)現(xiàn)無(wú)源箝位升壓型交錯(cuò)并聯(lián)變換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920116099.6
• 申請(qǐng)日: 2009-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN201383753Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 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): H02M3/135
• 分類號(hào): H02M3/135;H02M1/14
• 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)用新型涉及一種直流-直流變換器。具體說(shuō)是耦合電感加開關(guān)電容實(shí)現(xiàn)無(wú)源箝位升壓型交錯(cuò)并聯(lián)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)功率開關(guān)管，第一功率開關(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(lái)，相繼研究了一些軟開關(guān)電路，主要有兩種：一種是通過(guò)附加有源功率開關(guān)和無(wú)源電感、電容等器件實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的軟開關(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)功率開關(guān)管的軟開關(guān)。這兩種方法的雖然可以實(shí)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(shí)現(xiàn)變換器的高增益功能。為了提高變換器的電壓增益，一種方式是采用串聯(lián)開關(guān)電容單元方式，該方法需要串聯(lián)多個(gè)開關(guān)電容單元才能實(shí)現(xiàn)高增益變換，電路較復(fù)雜；另一種方式是采用三繞組耦合電感方式，該方式下的輸出二極管電壓應(yīng)力較高，影響了變換器的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)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，功率開關(guān)管數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無(wú)能量損耗的耦合電感加開關(guān)電容實(shí)現(xiàn)無(wú)源箝位升壓型交錯(cuò)并聯(lián)變換器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：耦合電感加開關(guān)電容實(shí)現(xiàn)無(wú)源箝位升壓型交錯(cuò)并聯(lián)變換器，包括兩個(gè)功率開關(guān)管，兩個(gè)箝位二極管，兩個(gè)箝位電容，兩個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)開關(guān)電容，兩個(gè)輸出二極管，一個(gè)輸出電容和兩個(gè)耦合電感，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及電源的正端相連，第一耦合電感的第一繞組的另一端與第一功率開關(guān)管的源極及第一箝位二極管的陽(yáng)極和第一開關(guān)電容的一端相連，第一箝位二極管的陰極與第一箝位電容的一端及第一續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連，第一開關(guān)電容的另一端與第一耦合電感的第二繞組的一端相連，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)流二極管的陰極及第一輸出二極管的陽(yáng)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)管的源極及第二箝位二極管的陽(yáng)極和第二開關(guān)電容的一端相連，第二箝位二極管的陰極與第二箝位電容的一端及第二續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連，第二開關(guān)電容的另一端與第二耦合電感的第二繞組的一端相連，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)流二極管的陰極及第二輸出二極管的陽(yáng)極相連，第一輸出二極管的陰極與第二輸出二極管的陰極及第一輸出電容的一端相連，第一功率開關(guān)管的漏極和第二功率開關(guān)管的漏極與電源的負(fù)端及第一輸出電容的另一端相連，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)管和第二功率開關(guān)管的漏極相連，或者第一箝位電容和第二箝位電容的另一端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(diǎn)相連，或者第一箝位電容和第二箝位電容的另一端共同與第一續(xù)流二極管及第二續(xù)流二極管的陰極共接。上述第一耦合電感的第一繞組與電源正端的連接端和第一耦合電感的第二繞組與第一開關(guān)電容的連接端以及第一耦合電感的第三繞組與第二輸出二極管陽(yáng)極的連接端為第一耦合電感的同名端；第二耦合電感的第一繞組與電源正端的連接端和第二耦合電感的第二繞組與第二開關(guān)電容的連接端以及第二耦合電感的第三繞組與第一輸出二極管陽(yáng)極的連接端為第一耦合電感的同名端。

工作時(shí)，利用兩個(gè)耦合電感的漏感實(shí)現(xiàn)第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管的零電流開通以及第一、第二兩個(gè)續(xù)流二極管的軟關(guān)斷；第一功率開關(guān)管和第二功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，由于第一箝位二極管、第一箝位電容和第二箝位二極管、第二箝位電容的存在，實(shí)現(xiàn)了第一功率開關(guān)管和第二功率開關(guān)管的軟箝位關(guān)斷。利用第一耦合電感的第二、第三繞和第二耦合電感的第二、第三繞組實(shí)現(xiàn)變換器的高增益輸出，利用第一開關(guān)電容、第二開關(guān)電容進(jìn)一步提高變換器的電壓增益和降低功率器件的電壓應(yīng)力，同時(shí)，每個(gè)開關(guān)周期第一箝位電容、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)移到負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了無(wú)源箝位電路的無(wú)損運(yùn)行。