[實用新型]基于Boost的零電壓轉換電路

有效

• 申請號: 201520179543.4
• 申請日: 2015-03-23
• 公開（公告）號: CN204707032U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王懷寶
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種零電壓轉換電路，尤其是一種基于Boost的零電壓轉換電路。

背景技術

高頻軟開關技術是電力電子學的一個重要的研究方向，它使功率變換器具有高效率、高功率密度、高可靠性和小的電磁干擾，是實現開關電源裝置小型化、輕重量、低成本的途徑。在傳統的零電壓轉換PWM變換器中，輔助電路在很寬的輸入電壓和負載變化的范圍內以最小的電壓和電流應力為主開關管提供零電壓開關，而且輔助電路與主功率電路相并聯，大大減小了輔助電路的損耗。

但是輔助開關管是在硬開關下關斷。功率開關器件在開通和關斷時存在電壓和電流的交疊區，分別對應產生開通損耗和關斷損耗，開通損耗與關斷損耗總和稱為開關損耗。在一定條件下，變換器的功率開關器件在每個開關周期中的開關損耗是恒定的，因此變換器的開關頻率越高，功率開關器件的開關損耗就越大，變換器的效率也就越低。其關斷損耗較大；使得變換器的效率降低。

因此，如何利用軟開關技術改進輔助開關管的關斷，提高變換器的效率，是本領域技術人員關注的研究方向。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種減小輔助開關管的關斷損耗，進行改進的零電壓轉換PWM變換器電路。具體方案為：

基于Boost的零電壓轉換電路，包括直流電源、控制芯片、主功率開關、升壓二極管、升壓電感和濾波電容構成的基本Boost變換器；以及輔助開關，諧振電感、輔助二極管、諧振電容構成ZVT-PWM變換器輔助諧振電路；還包括吸收電容和吸收二極管；所述吸收電容高壓端連接所述升壓二極管的正極，低壓端連接所述輔助二極管正極；所述吸收二極管正極與所述輔助開關輸出端連接，所述吸收二極管正極與所述輔助二極管正極連接，實現輔助開關零電壓開關。

進一步，所述控制芯片為UC3855。

進一步，所述直流電源為電池或者交流電源經整理濾波獲得。

進一步，所述控制芯片通過電流互感器電路獲得的電流反饋。

進一步，所述轉換電路的開關頻率為200kHz至400kHz。

本實用新型零電壓轉換PWM變換器電路通過增加采用諧振元件構成的吸收電路實現了主、輔助開關管的零電壓開關，降低功率開關器件的開關損耗，提高了變換器的效率，有利于實現變換器高頻化。

附圖說明

圖1本實用新型PWM變換器電路結構示意圖；

圖中：Ca、吸收電容；Cf、輸出濾波電容；Cr、諧振電容；D1、升壓二極管；Da、輔助二極管；Db、吸收二極管；DQ1、反并聯二極管；La、諧振電感；Lf、升壓電感；Q1、主功率開關；Qa、輔助開關；R1、負載；Vin、直流電源。?

具體實施方式

下面，參考附圖，對本發明進行更全面的說明，附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。然而，本發明可以體現為多種不同形式，并不應理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使實用新型全面和完整，并將本實用新型的范圍完全地傳達給本領域的普通技術人員。

如圖1所示，實施例中Boost?ZVT-PWM變換器包括：基本Boost變換器、輔助諧振電路、無損吸收電路。該轉換電路的開關頻率為200kHz至400kHz。

直流電源Vin、控制芯片(圖中未示出)、主功率開關Q1、升壓二極管D1、升壓電感Lf和濾波電容Cf,構成基本Boost變換器。直流電源Vin兩極之間串聯連接有升壓電感Lf和主功率開關Q1；主功率開關Q1的輸出端通過升壓二極管D1連接至濾波電容Cf高壓端。反并聯二極管DQ1是反接在主功率開關Q1的兩端。本實施例中直流電源Vin是通過交流電源經整理濾波獲得，具體實施時也可以采用電池組提供，或者通過變壓器升壓、降壓后經整理濾波獲得。

輔助開關Qa，諧振電感La、輔助二極管Da、諧振電容Cr構成ZVT-PWM變換器輔助諧振電路。輔助開關Qa和諧振電感La串聯后與主功率開關Q1并聯；新增加的的吸收電容Ca和吸收二極管Db、構成輔助開關Qa的無損吸收電路。輔助開關Qa、諧振電容Cr、諧振電感La、吸收電容Ca、輔助二極管Da和吸收二極管Db構成新的輔助諧振電路與主功率開關并聯，構成帶吸收電容的ZVT-PWM開關單元。

本實施例中控制芯片采用UC3855，該控制芯片的使用方法屬于公知常識，?在這里就不再贅述。具體實施時，可以采用其他控制芯片輸出PWM控制信號，如SG3525，UC3875等芯片，控制主功率開關Q1和輔助開關Qa，實現Boost?ZVT-PWM變換器的功能。