[實用新型]數字化高頻諧振軟開關變換器裝置

有效

• 申請號: 201520090090.8
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN204497992U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 雷善歷;廖志賢;黃國現;譚祖印;閉金杰;羅海麗
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型屬于開關電源技術領域，具體涉及一種數字化高頻諧振軟開關變換器裝置。

背景技術

隨著能源過度消耗以及環境污染等問題的日益突出，可再生能源(如太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等)因其清潔、無污染、可以再生和永續利用的特點，并符合可持續發展和保護環境的要求，可再生能源作為常規化石燃料的一種替代能源，越來越受到人們的高度重視。然而，這些可再生能源產生的電力是由自然環境與氣候變化的不規則變化引起的。例如，一個光伏發電系統是特別敏感的天氣條件和位置。一個風力發電系統容易被風的方向和速度的影響。基于這些原因，在使用可再生能源的系統時，一個額外的由DC-DC變換器和蓄電池組所組成的存儲系統來為電力工業和商業應用提供穩定的供電系統。然而，傳統的DC-DC變換器存在當大循環電流流過時，無論負載多大，傳導損耗都會顯著增加，使效率下降，特別是在輕負載的時候。

實用新型內容

本實用新型所要解決的是傳統的DC-DC變換器存在當大循環電流流過時效率下降的問題，而提供一種數字化高頻諧振軟開關變換器裝置。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

數字化高頻諧振軟開關變換器裝置，由采樣模塊、主電路模塊和主控模塊構成。

主電路模塊包括開關管K1-K4、輔助電感La、反向阻斷二極管D1-D2和續流二極管D3和D4；開關管K2的發射極、開關管K1的集電極和輔助電感La的一端相連，并形成主電路模塊的低壓端正極；輔助電感La的另一端連接反向阻斷二極管D1的陽極、反向阻斷二極管D2的陰極、續流二極管D3的陰極和續流二極管D4的陽極；反向阻斷二極管D1的陰極連接開關管K3的集電極，反向阻斷二極管D2的陽極連接開關管K4的發射極；續流二極管D3的陽極、開關管K1的發射極和開關管K3的發射極相連，并形成主電路模塊的低壓端負極和高壓端負極；續流二極管D4的陰極、開關管K2的集電極和開關管K4的集電極相連，并形成主電路模塊的高壓端正極；開關管K1-K4的基極形成主電路模塊的4個控制端。

主電路模塊的低壓端與蓄電池相連，主電路模塊的高壓端與直流主干電路相連；采樣模塊包括高壓采樣電路和低壓采樣電路；高壓采樣電路的輸入端連接主電路模塊的高壓端，高壓采樣電路的輸出端連接主控模塊的輸入端；低壓采樣電路的輸入端連接主電路模塊的低壓端，低壓采樣電路的輸出端連接主控模塊的輸入端；主控模塊的輸出端與主電路模塊的控制端相連。

作為改進，所述主電路模塊還包括一電感L，此時，該電感L的一端與開關管K2的發射極、開關管K1的集電極和輔助電感La的一端相連，該電感L的另一端形成主電路模塊的低壓端正極。

與現有技術相比，本實用新型提出的數字化高頻諧振軟開關變換器裝置，其主電路模塊具有低循環電流和ZVS(零電壓開關)特性的在全負載范圍內的高效的特點，在降壓模式時電流通過輔助開關管K3進入輔助電感，在升壓模式時電流通過輔助開關管K4進入輔助電感。根據負載的變化實時控制輔助開關管K3和K4的開關時間來控制輔助電感儲存的能量。在輕負載時，主開關電路不需要輔助電路就可以實現ZVS。本主電路模塊在輕負載時不需任何輔助電路，從而減少掉了輔助電路的傳導損耗，因而在全負載范圍內具有非常高的效率，且具有實現時間更快，維護安全，簡單，高效的特點。

附圖說明

圖1是一種數字化高頻軟開關變換裝置的示意圖。

具體實施方式

一種數字化高頻諧振軟開關變換器裝置，如圖1所示，主要由采樣模塊，主電路模塊和主控模塊組成。

主電路模塊分為主電路和輔助電路。主電路包括開關管K1-K4和電感L；二極管DK1和DK2分別為開關管K1和K2內部的二極管，電容器CK1和CK2分別為開關管K1和K2的寄生輸出電容。輔助電路包括輔助電感La、反向阻斷二極管D1-D2和續流二極管D3和D4。開關管K2的發射極、開關管K1的集電極和輔助電感La的一端相連，并經電感L后形成主電路模塊的低壓端正極。輔助電感La的另一端連接反向阻斷二極管D1的陽極、反向阻斷二極管D2的陰極、續流二極管D3的陰極和續流二極管D4的陽極。反向阻斷二極管D1的陰極連接開關管K3的集電極，反向阻斷二極管D2的陽極連接開關管K4的發射極。續流二極管D3的陽極、開關管K1的發射極和開關管K3的發射極相連，并形成主電路模塊的低壓端負極和高壓端負極。續流二極管D4的陰極、開關管K2的集電極和開關管K4的集電極相連，并形成主電路模塊的高壓端正極。開關管K1-K4的基極形成主電路模塊的4個控制端。