[發明專利]一種零電壓開關反激變換器及其控制方法

有效

• 申請號: 201410617738.2
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104362856A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 陳武;吳小剛;劉斌;吳鴻亮
• 申請（專利權）人: 無錫中匯汽車電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 林弘毅;聶漢欽

1.一種零電壓開關反激變換器，其特征在于：所述變換器連接直流輸入電源(V_in)和負載(R_L)，包括開關管(Q)、保護二極管(D₁)、諧振單元、整流二極管(D₂)、隔離變壓器(T)以及濾波電容(C_o)；所述諧振單元由諧振電容(C_r)和隔離變壓器(T)的激磁電感(L_r)組成，諧振電容(C_r)并聯在隔離變壓器(T)的原邊，諧振單元與開關管(Q)串聯，保護二極管(D₁)反相并聯在開關管(Q)的集電極和發射極之間；所述直流輸入電源(V_in)一端接在諧振單元一側，另一端接在開關管(Q)一側；所述隔離變壓器(T)的副邊接整流二極管(D₂)和濾波電容(C_o)，構成一個回路。

2.一種權利要求1所述零電壓開關反激變換器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)開關管(Q)開通，諧振電容(C_r)兩端電壓v_Cr＝V_in，此時隔離變壓器(T)副邊的整流二極管(D₂)承受反壓，能量不會傳到副邊，輸入電壓(V_in)加在激磁電感(L_r)兩端，向激磁電感(L_r)儲能，i_Lr從0線性增加，負載電流由濾波電容(C_o)提供；

2)開關管(Q)關斷，此后激磁電感(L_r)與諧振電容(C_r)發生并聯諧振，即諧振電容(C_r)向激磁電感(L_r)放電，v_Cr從V_in開始下降，i_Lr諧振增加，當v_Cr下降為零時，i_Lr諧振增加到其最大值；此后激磁電感(L_r)對諧振電容(C_r)反向充電，v_Cr從零負向增加，i_Lr開始諧振下降；整個模態持續到v_Cr＝-V_o/n，且整個模態中負載電流依然由濾波電容(C_o)提供；能量在激磁電感(L_r)與諧振電容(C_r)之間進行傳遞，但激磁電感(L_r)與諧振電容(C_r)上的總能量是不變的；

3)當v_Cr＝-V_o/n，隔離變壓器(T)副邊的整流二極管(D₂)導通，隔離變壓器(T)副邊電流流過整流二極管(D₂)給濾波電容(C_o)充電，并提供負載電流，在此過程中v_Cr保持不變，i_Lr線性下降，直到i_Lr＝0，此開關模態結束；

4)當i_Lr下降到零，整流二極管(D₂)自然關斷，此后激磁電感(L_r)與諧振電容(C_r)發生并聯諧振，即諧振電容(C_r)向激磁電感(L_r)放電，v_Cr從-V_o/n開始正向上升，i_Lr從零開始負向諧振增加；當諧振電容(C_r)電壓諧振到0，i_Lr達到反向最大值，此后激磁電感(L_r)向諧振電容(C_r)放電，i_Lr和v_Cr都正向上升；直到v_Cr＝V_in此開關模態結束；在這段時間內，激磁電感(L_r)和諧振電容(C_r)上的總能量保持不變；

5)當v_Cr＝V_in，i_Lr＝-I₂，此后隔離變壓器(T)原邊的保護二極管(D₁)自然導通，i_Lr流過保護二極管(D₁)將能量回饋給輸入端，在整個過程中激磁電感(L_r)和諧振電容(C_r)上的電壓始終等于輸入電壓，i_Lr正向線性增加，直到i_Lr增加到0此工作模態結束。