[實用新型]一種低功耗無源的軟開關電路

有效

• 申請號: 201220277853.6
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN202663298U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 楊祎巍;吳朝暉;李斌;何文威
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及交流-直流/直流-直流轉換過程中的軟開關技術，具體涉及低功耗無源的軟開關電路。?

背景技術

所謂“軟開關”是與“硬開關”相對應的。硬開關是在控制電路的開通和關斷過程中，電壓和電流的變化劇烈，產生較大的開關損耗和噪聲，開關損耗隨著開關頻率的提高而增加，使電路效率下降；開關噪聲給電路帶來嚴重的電磁干擾,?影響周邊電子設備的工作。軟開關是在硬開關電路的基礎上，增加了電感、電容等諧振器件,?構成輔助換流網絡,?在開關過程前后引入諧振過程，開關在其兩端的電壓為零時導通；或使流過開關的電流為零時關斷,?使開關條件得以改善,?降低傳統硬開關的開關損耗和開關噪聲,?從而提高了電路的效率。這種開關方式為電源小型化、高效率創造了條件。

軟開關包括軟開通和軟關斷。理想的軟開通過程是：電壓先下降到零后,?電流再緩慢上升到通態值,?所以開通時不會產生損耗和噪聲，軟開通的開關稱之為零電壓開關。理想的軟關斷過程是：電流先下降到零后,電壓再緩慢上升到通態值，所以關斷時不會產生損耗和噪聲，軟關斷的開關稱之為零電流開關。

自上世紀70?年代以來，國內外電力電子和電源技術領域不斷研制開發高頻軟開關技術，到目前為止，已提出了多種不同的軟開關拓撲結構，實際應用也取得了一系列成功。其中，無源無損緩沖電路是實現軟開關的重要技術之一,在直流開關電源中也得到了廣泛的應用。本實用新型即為一種低功耗無源的零電流和零電壓軟開關電路。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種低功耗無源的軟開關電路，該電路位于輸入電路和輸出電路之間，用于提高電路的效率。

本實用新型的一種低功耗無源的軟開關電路，包括輸入電路、軟開關電路和輸出電路，所述軟開關電路級聯在輸入電路和輸出電路的橋臂之間。

優選的，所述輸入電路包括MOS管；所述軟開關電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、第二電容、第一電感和第二電感；所述輸出電路包括第五二極管、第三電感、第三電容和負載電阻。

優選的，所述MOS管的源極與第一二極管的陰極相連，第一二極管的陰極與第一電感的一端相連，第一二極管的陽極與第二二極管的陽極相連，第一二極管的陽極與第一電容的一端相連，第一二極管的陽極與第二電感的一端相連，第二二極管的陰極與第一電感的另一端相連，第二二極管的陰極與第二電容的一端相連，第三二極管的陰極與第二電感的另一端相連，第三二極管的陽極與第二電容的另一端相連，第三二極管的陽極與第四二極管的陰極相連，第四二極管的陽極與第一電容的另一端相連，MOS管的漏極與輸入端正極相連，輸入端負極與第四二極管的陽極相連。

優選的，所述輸出電路的第五二極管的陽極與第四二極管的陽極、第三電容的一端、負載電阻的一端均相連，第五二極管的陰極與第三電感的一端、第一電感的另一端均相連，第三電感的另一端與第三電容的另一端、負載電阻的另一端均相連。

優選的，所述第一電感L1的電感值為：

（1），

其中，t₁的取值為MOS管(T)開關周期T的2%-9%，V_s是MOS管(T)上的電壓均值，I_s,max是流過MOS管(T)的最大電流。

優選的，第一電感L1的取值，第一電容C1的電容值滿足：

（2），

其中，k是大于0且小于1的數，I_s是流過MOS管(T)電流的均值，I_s的最小值I_s,min小于I_s,max的5%，k滿足式（3）：

（3）。

優選的，第一電容C1和第二電容C2的電容值滿足：

（4），

第一電感L1的取值、第一電容C1的取值和第二電感L2的取值滿足：

（5），

其中，是MOS管(T)電流的紋波大小。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：本實用新型提出的一種低功耗無源的軟開關電路成本低、體積小、結構簡單、效率高、功耗低。該電路所包括的電容、電感和二極管都是比較容易獲得的，而且成本較低；元件數并不多，整個電路的體積小，結構簡單；該零電流和零電壓軟開關電路在任意一段時間，電流或者電壓為0，達到效率高和功耗低的作用。

附圖說明

圖1低功耗無源的軟開關電路原理圖。

具體實施方式