[發明專利]一種軟開關隔離型升壓直流變換器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310244328.3
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103296896A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 吳紅飛;陸楊軍;胡海兵;邢巖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種隔離型軟開關直流升壓變換器及其控制方法，屬于電力電子變換器技術領域。?

背景技術

隔離型直流升壓變換器適用于要求輸入輸出電氣隔離且輸出電壓高于輸入電壓的場合，這類變換器在新能源發電、工業、民用、航空航天等各個領域具有廣泛的應用。?

傳統的隔離型直流變換器，例如正激變換器、反激變換器、推挽變換器、半橋變換器、全橋變換器等，通過調整變壓器的變比，都能夠實現預期的升壓要求。然而，單純依靠調整變壓器的變比來實現升壓存在以下問題：開關器件的電壓應力高，特別是變換器副邊整流二極管的電壓應力遠高于輸出電壓；變壓器漏感增加，引起開關器件的電壓尖峰和震蕩，進一步加劇了開關器件的應力、降低了可靠性和效率。此外，傳統的直流變換器通常不能實現開關管的軟開關，限制了變換器的效率。雖然全橋變換器通過采用移相控制可以在特定負載和輸入輸出電壓條件下實現軟開關，但是其代價是增加了變換器的導通損耗，特別是漏感引起的環流損耗，當輸入電壓降低時，環流損耗將急劇增加，此外，移相全橋變換器在輕載時也無法實現軟開關。?

升壓型全橋隔離直流變換器(也稱電流源型全橋隔離直流變換器)無需增加變壓器變比就可以實現較高的隔離升壓能力，然而當開關換向時，由于變壓器漏感限制了變壓器中電流的上升率，輸入端的濾波電感將引起嚴重的電壓尖峰。為了改善該問題，需要引入各種各樣的電壓鉗位或吸收電路，文獻“Anmad?Mousavi，Pritam?Das，Gerry?Moschopoulos.A?comparativestudy?of?a?new?ZCS?DC-DC?full-bridge?boost?converter?with?a?ZVS?active-clamp?converter，IEEETransactions?on?power?electronics，vol.27，no.3，March2012，pp.1347-1358.”詳細分析了升壓型全橋隔離直流變換器所存在的電壓尖峰問題，并對比分析了各種電壓鉗位方案，雖然其進一步提出了改進的吸收電路方案，但這些方案都在不同程度上增加了電路的復雜程度，增加了變換器的成本，增加了控制的難度，降低了變換器效率并降低了可靠性。?

發明內容

發明目的：?

本發明針對現有技術的不足，提供一種隔離型軟開關直流升壓變換器及其控制方法。?

技術方案：?

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：?

所述隔離型軟開關直流升壓變換器由輸入源(U_in)、原邊開關電路(10)、副邊開關電路(20)、電感(L_f)、變壓器(T)、第一輸出濾波電容(C_o1)、第二輸出濾波電容(C_o2)和負載(R_o)構成，原邊開關電路(10)由第一開關管(S₁)、第二開關管(S₂)、第三開關管(S₃)和第四開關管(S₄)構成，副邊開關電路(20)由第一二極管(D₁)、第二二極管(D₂)、第五開關管(S₅)和第六開關管(S₆)構成，變壓器(T)包括原邊繞組(N_P)和副邊繞組(N_S)；?

所述輸入源(U_in)的正極分別與第一開關管(S₁)的漏極和第三開關管(S₃)的漏極相連，第一開關管(S₁)的源極分別連于第二開關管(S₂)的漏極和電感(L_f)的一端，電感(L_f)的另一端連于變壓器(T)原邊繞組(N_P)的同名端，變壓器(T)原邊繞組(N_P)的非同名端連于第三開關管(S₃)的源極和第四開關管(S₄)的漏極，第四開關管(S₄)的源極連于第二開關管(S₂)的源極和輸入源(U_in)的負極；?