[發(fā)明專利]功率變換器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210194297.0
• 申請(qǐng)日: 2012-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN102723869A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付電波;郭新;方宏苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/24
• 分類號(hào): H02M3/24
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體涉及一種功率變換器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓變換器均是采用耦合電感或者變壓器，借助于硬開關(guān)的控制來提高CCM（電流導(dǎo)通）下的有效電感量。主要有兩相交錯(cuò)并聯(lián)耦合電感升壓變換器和兩相交錯(cuò)并聯(lián)三態(tài)開關(guān)升壓變換器兩種形式。

兩相交錯(cuò)并聯(lián)耦合電感升壓變換器和兩相交錯(cuò)并聯(lián)三態(tài)開關(guān)升壓變換器都是使用PWM（脈寬調(diào)制）控制，主功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，主電感儲(chǔ)能，負(fù)載能量由輸出濾波電容提供；主功率開關(guān)管斷開時(shí)，主電感向輸出濾波電容及負(fù)載提供能量；電路通過安排合適的耦合相位，以此提高CCM下的有效電感量，但是由于所有功率開關(guān)管都工作于硬開關(guān)控制下，開關(guān)損耗較大，同時(shí)還存在功率二極管的反向恢復(fù)問題。

近年來，也出現(xiàn)了交錯(cuò)并聯(lián)軟開關(guān)橋式功率變換器。這種變換器使用三個(gè)主電感，在兩相交錯(cuò)并聯(lián)換相時(shí)，通過電感來實(shí)現(xiàn)電流的換相，從而可以實(shí)現(xiàn)主功率開關(guān)管的零電流開關(guān)(ZCS)，但不能實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)，開關(guān)損耗仍然較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種功率變換器，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過在兩相交錯(cuò)并聯(lián)耦合電感升壓變換器的基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)主電感，并且耦合電感反向耦合，實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的零電流開關(guān)，以及零電壓開關(guān)，降低了功率管的開關(guān)損耗。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種功率變換器，用于將電源的電功率提供給負(fù)載，包括：電感電路，連接電源，用于對(duì)所述電源的輸入電流進(jìn)行換流；

兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路，與所述電感電路串聯(lián)，用于將所述電感電路的輸出電壓升壓后提供給所述負(fù)載；

所述電感電路包括主電感和反向耦合電感，所述反向耦合電感包括正向電感和反向電感，所述正向電感和所述反向電感為兩個(gè)相位相反的電感；

所述主電感，一端連接所述電源，另一端連接所述正向電感和所述反向電感的輸入端；

所述正向電感和所述反向電感的另一端分別連接所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路的兩個(gè)二極管的陽極。

進(jìn)一步，所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一二極管、第二二極管，所述第一開關(guān)管的輸入端與所述反相耦合電感的正向電感的輸出端連接，所述第二開關(guān)管的輸入端與所述反相耦合電感的反向電感的輸出端連接，所述電源與所述第一開關(guān)管、第二開關(guān)管的輸出端連接；所述負(fù)載的一端連接所述第一二極管、第二二極管的陰極，另一端連接所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的輸出端。

進(jìn)一步，所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路還包括濾波電容，所述濾波電容與所述負(fù)載并聯(lián)；所述濾波電容的輸出端接地。

進(jìn)一步，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管采用變頻控制模式。

進(jìn)一步，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管為場(chǎng)效應(yīng)管或雙極性絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種控制所述功率變換器的方法，其特征在于，在所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路的第一開關(guān)管電流為負(fù)時(shí)，開通所述第一開關(guān)管，在所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路的第二開關(guān)管電流為負(fù)時(shí)，開通所述第二開關(guān)管，以使所述第一開關(guān)管或第二開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通。

進(jìn)一步，通過所述兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路的所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管的導(dǎo)通控制使得所述主電感的占空比為10%。

本發(fā)明實(shí)施例采用變頻控制，在功率管開通前流過負(fù)電流，因此同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)，明顯降低了功率管的開關(guān)損耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電路圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的主要波形示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖1所示是本發(fā)明實(shí)施例功率變換器的電路圖，用于將電源V1的電功率提供給負(fù)載R1，包括：電感電路，連接電源V1，用于對(duì)電源V1的輸入電流進(jìn)行換流；兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路，與電感電路串聯(lián)，用于將電感電路的輸出電壓升壓后提供給負(fù)載R1。

電感電路包括主電感L1和反向耦合電感TX1，反向耦合電感TX1為兩個(gè)相位相反的電感P1和P2。主電感L1一端連接電源V1，另一端連接P1、P2的輸入端，P1、P2的輸出端分別連接兩相交錯(cuò)并聯(lián)升壓電路的兩個(gè)二極管D1、D2的陽極。