[發(fā)明專利]n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010238562.1
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN101895197A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪槱生
• 申請（專利權(quán)）人: 汪槱生
• 主分類號: H02M3/24
• 分類號: H02M3/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無源均壓軟開關(guān)電路，尤其是n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路

背景技術(shù)

n管高頻電力電子器件串聯(lián)時需要一種能使各管動態(tài)均壓的電路。在高頻率高電壓時不論是單管運(yùn)行或多管串聯(lián)運(yùn)行都需要一種能減少動態(tài)開關(guān)損耗的軟開關(guān)電路。現(xiàn)有的多管高頻電子器件串聯(lián)電路或者是有源的，或者是采用耗能的辦法來達(dá)到的。個別采用無源的電路需要利用負(fù)載上的壓降來達(dá)到均壓，它受負(fù)載影響?yīng)毩⑿圆粔颍也荒芙M成軟開關(guān)作用。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路。

本發(fā)明的n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路，包括串聯(lián)連接的n個高頻電力電子開關(guān)，n≥1、直流電源Ud、負(fù)載R和電感L，在負(fù)載R兩端反并聯(lián)二極管D，在直流電源Ud兩端并聯(lián)電容C，在每個高頻電力電子開關(guān)的兩端并聯(lián)由電容C1與二極管D1構(gòu)成的串聯(lián)電路，其中并聯(lián)在第n個高頻電力電子開關(guān)的串聯(lián)電路的二極管D1的兩端并聯(lián)由電容C2與變壓器T的原邊線圈T1串聯(lián)組成的能量反饋電路，在其余相鄰的串聯(lián)電路的電容C1和二極管D1的接點(diǎn)之間分別接入二極管D4，其中二極管D4的陽極與下一級二極管D1的陽極相連，二極管D4的陰極與上一級二極管D1的陽極相連，變壓器T的副邊線圈T2的一端與隔直電容C3的一端相連，隔直電容C3的另一端與二極管D2的陰極及二極管D3的陽極相連，二極管D2的陽極與直流電源Ud負(fù)極相連，二極管D3的陰極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端接直流電源Ud正極，變壓器T的副邊線圈T2的另一端與二極管D3和電感L1的接點(diǎn)相連。

當(dāng)n個串聯(lián)的高頻高壓電力電子開關(guān)輸出端有較大電感時，為了保證n個串聯(lián)的高頻高壓電力電子開關(guān)的電壓不超過鉗位電壓。可以在串聯(lián)連接的n個高頻電力電子開關(guān)的首尾兩端并聯(lián)由電容C1’和二極管D1’串聯(lián)組成的鉗位電路，在二極管D1’兩端并聯(lián)由電容C2’和變壓器T’的原邊線圈T1’串聯(lián)組成的另一條能量反饋電路，變壓器T’的副邊線圈T2’的一端與隔直電容C3’的一端相連，隔直電容C3’的另一端與二極管D2’的陰極及二極管D3’的陽極相連，二極管D2’的陽極與直流電源Ud負(fù)極相連，二極管D3’的陰極與直流電源Ud正極相連，變壓器T’的副邊線圈T2’的另一端與二極管D3’的陰極相連，在串聯(lián)連接的負(fù)載R和電感L的兩端反并聯(lián)二極管D’。

上述的n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路，除了體積較大的變壓器外，可以將n個高頻電力電子開關(guān)的芯片和部分元件(例如并聯(lián)在各高頻電力電子開關(guān)兩端的電容C1與二極管D1以及二極管D4)封裝在一起。

上述的n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路中，在n個高頻電力電子開關(guān)關(guān)斷時，電容C1上的電壓＝Ud/n，變壓器T的匝比應(yīng)滿足在n個高頻電力電子開關(guān)導(dǎo)通時，能使電容C1上的電壓從Ud/n開始下降，電容C1兩端電壓值為：0≤電容C1兩端電壓≤Ud/n，當(dāng)降到Ud/n時為無源均壓硬開關(guān)電路。改變變壓器T的匝比使電容C1上的電壓從Ud/n降到電壓最小值UC1min，不同的匝比將有不同的UC1min值，UC1min值可在0～Ud/n之間改變，UC1min＝Ud/n時代表硬開關(guān)限壓鉗位無源均壓運(yùn)行；UC1min＝0時代表完全軟開關(guān)狀態(tài)運(yùn)行。

同理，變壓器T’的匝比應(yīng)滿足在n個高頻電力電子開關(guān)導(dǎo)通時，能使電容C1’上的電壓從Ud開始下降，電容C1’兩端電壓值為：0≤電容C1’兩端電壓≤Ud，當(dāng)降到Ud時為無源均壓硬開關(guān)電路。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)n個高頻電力電子開關(guān)的軟開通和軟關(guān)斷，降低開關(guān)過程中的損耗，并且能實(shí)現(xiàn)n個高頻電力電子開關(guān)的無源均壓，封裝成模塊后可大大減小體積。

附圖說明

圖1為一種n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路原理圖；

圖2為第二種n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路原理圖；

圖3為n管串聯(lián)高頻電力電子器件的無源均壓軟開關(guān)電路波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述：