[發明專利]一種隔離型軟開關降壓直流變換器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310637118.0
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103595257A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 吳紅飛;牟恬恬;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降壓直流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

隔離型直流降壓變換器適用于要求輸入輸出電氣隔離且輸出電壓低于輸入電壓的場合，這類變換器在通信電源、服務器電源、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、推挽變換器、半橋變換器、全橋變換器等，都屬于降壓型直流變換器。在輸出電壓遠低于輸入電壓的應用場合，半橋變換器的應用最為廣泛。然而，以半橋變換器為代表的傳統隔離型降壓直流變換器存在以下問題：變換器副邊整流二極管的電壓應力高；變壓器漏感大且漏感能量得不到有效利用，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提高。近年來，LLC諧振變換器以其出色的軟開關、低電壓應力等優勢獲得了廣泛關注和應用，然而，LLC諧振變換器需要采用變頻控制，變換器設計、實現和控制都較傳統變換器復雜的多。

正是上述因素促使電力電子技術領域研發人員不斷研究和提出新型高性能、高可靠性、易于控制和實現的直流變換器解決方案。

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降壓直流變換器及其控制方法。

技術方案：

本發明采用以下技術方案：

所述隔離型軟開關降壓直流變換器由輸入源(U_in)、第一輸入濾波電容(C_in1)、第二輸入濾波電容(C_in2)、第一開關管(S₁)、第二開關管(S₂)、第三開關管(S₃)、第四開關管(S₄)、電感(L_f)、變壓器(T)、第一二極管(D₁)第二二極管(D₂)、輸出濾波電容(C_o)和負載(R_o)構成，其中變壓器(T)由原邊繞組(N_P)、第一副邊繞組(N_S1)和第二副邊繞組(N_S2)構成；

所述輸入源(U_in)的正極分別連接第一輸入濾波電容(C_in1)的一端和第一開關管(S₁)的漏極，輸入源(U_in)的負極分別連接第二輸入濾波電容(C_in2)的一端和第二開關管(S₂)的源極，第一開關管(S₁)的源極分別連接第二開關管(S₂)的漏極、第三開關管(S₃)的漏極和濾波電感(L_f)的一端，濾波電感(L_f)的另一端與變壓器(T)原邊繞組(N_P)的同名端相連，變壓器(T)原邊繞組(N_P)的非同名端分別連接第四開關管(S₄)的漏極、第一輸入濾波電容(C_in1)的另一端和第二輸入濾波電容(C_in2)的另一端，第三開關管(S₃)的源極與第四開關管(S₄)的源極相連；

所述變壓器(T)第一副邊繞組(N_S1)的同名端與第一二極管(D₁)的陽極相連，變壓器(T)第一副邊繞組(N_S1)的非同名端分別與變壓器(T)第二副邊繞組(N_S2)的同名端、輸出濾波電容(C_o)的一端和負載(R_o)的一端相連，變壓器(T)第二副邊繞組(N_S2)的非同名端與第二二極管(D₂)的陽極相連，第二二極管(D₂)的陰極分別與第一二極管(D₁)的陰極、輸出濾波電容(C_o)的另一端和負載(R_o)的另一端相連。

本發明隔離型軟開關降壓直流變換器中所述電感(L_f)可以由變壓器(T)的漏感代替。