[發(fā)明專利]一種井森電路變換器的準(zhǔn)軟開關(guān)方法與電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410696579.X
• 申請(qǐng)日: 2014-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN104393769A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王保均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/337
• 分類號(hào): H02M3/337
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自激推挽式變換器，特別涉及井森電路變換器的軟開關(guān)方法與電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的自激推挽式變換器，總的來說分為兩類：羅耶電路和井森電路。

羅耶電路來自1955年美國羅耶(G.H.Royer)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，通常簡(jiǎn)稱為Royer電路，這也是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開端；1957年美國查賽(Jen?Sen，大部分文獻(xiàn)譯作“井森”)發(fā)明了自激式推挽雙變壓器電路，后被稱為自振蕩Jensen電路、自激推挽式Jensen電路，大部分文獻(xiàn)稱作井森電路；這兩種電路，后人都稱為自激推挽式變換器。

自激推挽式變換器在電子工業(yè)出版社的《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》第67頁至70頁有描述，該書ISBN號(hào)為7-121-00211-6。電路的主要形式為上述的羅耶電路和井森電路。

羅耶電路的自振蕩和驅(qū)動(dòng)功能都由一只變壓器完成，井森電路改由磁飽和變壓器來實(shí)現(xiàn)，因此，井森電路的主功率變壓器工作在不飽和狀態(tài)。雖然井森電路的磁飽和變壓器出現(xiàn)磁飽和，因?yàn)槠潴w積小，磁飽和消耗的能量小，電路的總體變換效率比羅耶電路高。與相同條件下的羅耶電路比較，在工作電壓、負(fù)載、溫度發(fā)生變化時(shí)，井森電路的自振蕩頻率相對(duì)比較穩(wěn)定，以及效率高。

井森電路的磁飽和變壓器單獨(dú)完成自振蕩和驅(qū)動(dòng)功能，所以也叫驅(qū)動(dòng)變壓器，這樣它的變換效率可以做得比較好。但是，使用中國申請(qǐng)?zhí)?01110436359.X、201110436259.7這兩份文件公開的磁心，后被申請(qǐng)人、發(fā)明人定義為榮嶺磁心，用于羅耶電路中，羅耶電路的變換效率可以做得很高，這使得井森電路似乎失去了存在的空間。事實(shí)上，包括羅耶電路和井森電路的自激推挽式變換器，由于無法實(shí)現(xiàn)目前較為流行ZVS工作方式，工作頻率升起來后，開關(guān)損耗會(huì)更大，從而效率下降。ZVS(Zero?Voltage?Switch的縮寫)是零電壓開關(guān)。

榮嶺磁心的定義參見背景技術(shù)提及的中國申請(qǐng)?zhí)?01220206952、201220207489兩份文件中的背景技術(shù)中最后三段。

現(xiàn)有技術(shù)的井森電路變換器簡(jiǎn)介：

1、井森電路的電路形式大同小異，如《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》第69頁圖3-11，為了方便闡述，本文在不影響電路連接關(guān)系的前提下，并遵循原圖的風(fēng)格，引用作為本文附圖1，原圖的輸出整流部分有錯(cuò)，二極管D1和二極管D2所接的是一對(duì)同名端，實(shí)際上，這是一個(gè)公知的全波整流電路，二極管D1和二極管D2所接的應(yīng)是一對(duì)異名端，這在附圖1中，已經(jīng)更正，請(qǐng)留意。

2、在《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》第70頁，也給出電流驅(qū)動(dòng)型井森電路，參見原書圖3-12(a)和圖3-12(b)，其中，原書圖3-12(a)的電路只是說明原理的過渡電路圖，由于其存在問題，實(shí)際上不會(huì)被使用，參見原書第70頁第二行至第五行，摘錄如下：

在輕負(fù)載時(shí)，i_c小而I_m2卻變大，使i_b變小導(dǎo)致基極驅(qū)動(dòng)電流不足，開關(guān)管壓降大，不能維持變壓器T₂磁飽和，且在開關(guān)管上產(chǎn)生很大的能量消耗。要克服這一問題，需要補(bǔ)償I_m2，即在T₂上增加一個(gè)額外的繞組N_m，如圖3-12(b)所示。(摘錄結(jié)束)

即原書圖3-12(b)才是能實(shí)用化的電路，為了方便闡述，本文在不影響電路連接關(guān)系的前提下，引用原書的圖3-12(b)作為本文附圖2。

3、在早期的文獻(xiàn)中，井森電路的名稱叫雙變換器推挽逆變電路，在人民郵電出版社的《電源變換技術(shù)》第70頁至72頁有描述，該書ISBN號(hào)為7-115-04229-2/TN·353。在該書中使用的電路見該書的71頁圖2-40，為了方便闡述，本文在不影響電路連接關(guān)系的前提下，引用作為本文附圖3，負(fù)載R_L可以是全波、全橋整流電路，這樣圖3也是一個(gè)井森電路變換器，當(dāng)然，使用全波整流電路時(shí)，主功率變壓器B2的副邊繞組要設(shè)有中心抽頭。

4、在全球的工業(yè)領(lǐng)域中，廣泛用于微功率模塊DC/DC變換器中的井森電路變換器，還有一種典型的應(yīng)用方式，如附圖4所示，圖中沒有把副邊繞組輸出的全橋整流電路畫出來，和圖1的電路相比，增加了啟動(dòng)電路，圖1的電路在實(shí)際使用時(shí)，需要加入啟動(dòng)電路。圖2的電路在實(shí)際使用時(shí)，也要加入啟動(dòng)電路。如圖4中的電阻R1和電容C1，就是啟動(dòng)電路。