[發明專利]一種隔離型CUK軟開關變換器

有效

• 申請號: 201610334188.2
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105790576B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 呂國柱;潘三博;李研達;黃志鵬;陳睿梓;馬咪
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/44
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 菅秀君

1.一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：該軟開關變換器包括輸入電感(L1)、第一開關管(Q1)、第一并聯二極管(DQ1)、第一并聯電容(CQ1)、第二開關管(Q2)、第二并聯二極管(DQ2)、第三開關管(Q3)、第三并聯二極管(DQ3)、第三并聯電容(CQ3)、諧振電感(Lr)、續流二極管(Da)、串聯電容(Cs)、高頻變壓器(T)、第一輸出二極管(D1)、第二輸出二極管(D2)、第一至第三輸出電容(C1-C3)；輸入直流電源Vin正極接所述輸入電感(L1)一端，所述輸入電感(L1)的另一端連接所述第一開關管(Q1)的漏極、所述第一并聯二極管(DQ1)的陰極、所述第一并聯電容(CQ1)的一端以及所述第三開關管(Q3)源極、所述第三并聯二極管(DQ3)的陽極、所述第三并聯電容(CQ3)的一端、所述諧振電感(Lr)的一端，所述諧振電感(Lr)的另一端連接所述續流二極管(Da)的陽極、所述第二開關管(Q2)的漏極、所述第二并聯二極管(DQ2)陰極，輸入直流電源Vin負極連接所述第一開關管(Q1)的源極、所述第一并聯二極管(DQ1)的陽極、所述第一并聯電容(CQ1)的另一端、所述第二開關管(Q2)的源極、所述第二并聯二極管(DQ2)陽極以及所述高頻變壓器(T)初級側的異名端，所述第三開關管(Q3)漏極、所述第三并聯二極管(DQ3)的陰極、所述第三并聯電容(CQ3)的另一端、所述續流二極管(Da)的陰極連接所述串聯電容(Cs)的一端，所述串聯電容(Cs)的另一端連接所述高頻變壓器(T)初級側的同名端，所述第一至第三開關管(Q1-Q3)的源極和各自的襯底相連，所述第一至三開關管(Q1-Q3)的柵極分別接驅動電路的輸出；所述高頻變壓器(T)次級側同名端連接所述第一輸出二極管(D1)陽極和第二輸出二極管(D2)陰極，所述高頻變壓器(T)次級側異名端連接所述第一、第二輸出電容(C1-C2)的公共端，所述第一輸出二極管(D1)陰極連接所述第一輸出電容(C1)的另一端和所述第三輸出電容(C3)的一端形成輸出電壓Vo的正端，所述第二輸出二極管(D2)陽極連接所述第二輸出電容(C2)的另一端和所述第三輸出電容(C3)的另一端形成輸出電壓Vo的負端。

2.如權利要求1所述的一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：所述軟開關變換器在一個周期內具有8個工作模式。

3.如權利要求2所述的一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：t0～t1時刻為模式1，t0時刻前，第一至第三開關管(Q1-Q3)都處于關斷狀態，輸入電源Vin經過所述輸入電感(L1)、所述第三并聯二極管(DQ3)、所述串聯電容(Cs)、高頻變壓器(T)的一次側繞組形成回路，所述串聯電容(Cs)充電；t0時刻，第二開關管(Q2)開通，所述諧振電感(Lr)和第二開關管(Q2)上的電流由0逐漸增大，第二開關管(Q2)實現零電流開通，所述諧振電感(Lr)和所述第一并聯電容(CQ1)發生并聯諧振，所述第一并聯電容(CQ1)兩端電壓逐漸減小，所述諧振電感(Lr)上電流逐漸上升。

4.如權利要求3所述的一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：t1～t2時刻為模式2，于t1時刻，所述第一并聯電容(CQ1)兩端電壓減小至0，所述第一開關管(Q1)的所述第一并聯二極管(DQ1)導通。

5.如權利要求4所述的一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：t2～t3時刻為模式3，所述第一開關管(Q1)被鉗位到0之后，t2時刻，所述第三開關管(Q3)導通，流經第三并聯二極管(DQ3)的電流切換至所述第三開關管(Q3)，值越來越小，減小至0之后反向逐漸增大，于此同時，所述高頻變壓器(T)的二次側回路出現變化，所述第一輸出二極管(D1)截止，所述第二輸出二極管(D2)導通，所述第三開關管(Q3)為零電壓開通。

6.如權利要求5所述的一種隔離型CUK軟開關變換器，其特征在于：t3～t4時刻為模式4，所述第一開關管(Q1)被鉗位到0V，t3時刻，所述第一開關管(Q1)導通，所述第一開關管(Q1)實現零電壓導通。