[實用新型]一種磁通對消式高效率反激式DC-DC轉換器

有效

• 申請號: 201420124361.2
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN203747658U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 敬華兵;梁金成;彭力;楊秋良;周洪生;唐友軍;周朝陽;楊永龍;亢黎明;郭軍建
• 申請（專利權）人: 襄陽南車電氣系統技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 襄陽嘉琛知識產權事務所 42217
• 代理人: 樊靈芬

技術領域

本實用新型涉及一種DC-DC轉換器，具體的是涉及一種利用電感和電容等元件作為儲能元件完成電壓轉換功能的一種磁通對消式高效率反激式DC-DC轉換器。

背景技術

DC-DC轉換器最小系統由只有一個開關，一個變壓器，一個二極管和兩個電容（一個在輸入端口和第二個在輸出端口）組成。低輸出電壓的轉換器，整流二極管正向壓降的傳導損耗成為主導損失，這種損失在某些情況下可以達到50％的總功率損耗；現有的反激式DC-DC轉換器的技術是：用具有低的導通電阻的MOSFET代替同步整流二極管，并通過反相初級控制信號可以控制用作同步整流MOSFET反激式轉換器的正常操作；圖1是已知反激式DC-DC轉換器的基本原理圖，一個輸入電壓源提供有兩個串聯連接的初級繞組1的變壓器和一個主開關S1，主開關S1的控制信號Vc（S1）有一個可變占空比周期，以確保穩定的輸出電壓是恒定的頻率控制信號，對輸出電路來說，由主變壓器2次級繞組3提供一個極性交替電壓，在主開關S1的開關的關斷周期中，同步整流器S2耦合輸出電路包括一個負載R0和濾波電容器C0；同步整流器S2接收通過一個反相器4的控制信號Vc（S2）。其缺點是：?該反激式DC-DC轉換器工作在CCM、DCM或臨界導通模式下，都不可避免存在主開關S1和同步整流器S2交叉傳導過程中功率損耗或同步整流器S2中二極管反向恢復所導致的損耗。

?浙江大學申請的發明專利零電壓開關反激式直流-直流電源轉換裝置，包括一個反激電路，反激電路設有一個箝位電路，箝位電路包括一個輔助開關，一個電容以及一個輔助二?極管，輔助開關與輔助二極管并聯?輔助開關與電容串聯組成輔助支路，輔助支路并聯在反激電路的變壓器原邊繞組兩端或并聯在原邊開關兩端，原邊開關與輔助開關不是互補工作的，輔助開關僅在原邊開關導通前導通一段時間，在原邊開關導通時，原邊開關承受的電壓接近為零。該發明有一定局限性，主要是降低主開關的電源損耗，不能實現降低MOSFET二極管在閉合、斷開時的損耗，故其反激式DC-DC轉換器只有在空載或輕載的條件下，才能實現高效率的輸出。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述不足，而提出的一種可以消除由交叉傳導和反向恢復引起的損耗，提高DC-DC轉換器效率的高效率反激式DC-DC轉換器。

本實用新型的技術解決方案是：反激式DC-DC轉換器包括主變壓器，連接在主變壓器初級繞組回路中的串聯連接的主開關S1和輸入電壓源，連接在主變壓器次級繞組回路中的同步整流器S2和輸出負載R0以及為輸出電路濾波的電容C0，其特征是：在主變壓器的次級邊設有一個輔助次級繞組，在同步整流器S2的一個輸入端和輔助次級繞組的一個輸出端之間連接有一個驅動電路。

本實用新型的技術解決方案中所述的驅動電路包括一個控制變壓器，該控制變壓器的控制次級繞組通過一個圖騰柱結構電路與主變壓器輔助次級繞組的輸出端連接，控制次級繞組的另一端接同步整流器S2的輸入端，控制變壓器的控制初級繞組與一個RC微分電路串聯。

本實用新型的技術解決方案中所述的圖騰柱結構電路由兩個三極管串聯連接構成。

本實用新型的技術解決方案中所述的控制初級繞組和控制次級繞組分別纏繞在控制變壓器的E+I型磁芯組件的外磁通路徑上，控制變壓器的主繞組纏繞在控制變壓器中心腿上。

本實用新型采用一個控制變壓器從主變壓器分離出來，在控制變壓器上再接入控制初級繞組和控制次級繞組；通過這種方式，只要控制控制初級繞組和控制次級繞組，在驅動磁場不是太的強情況下，驅動磁場不會干擾主變壓器產生的主要磁場，結果是控制次級繞組的電流只和控制初級繞組的電流有關；本實用新型不僅能實現消除或基本消除交叉傳導引起的損耗，而且本實用新型驅動電路簡單，成本低。

附圖說明

圖1是已有技術?的電原理圖。

圖2是本實用新型的電原理圖。

具體實施方式