[發(fā)明專利]不對(duì)稱半橋反激電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611117023.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106655792B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭凌霄;宋建峰;馮剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/338
• 分類號(hào): H02M3/338
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種不對(duì)稱半橋反激電路，包含兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的諧振回路。在主開關(guān)管導(dǎo)通，鉗位開關(guān)管截止時(shí)，所有諧振回路中的電感，電容串聯(lián)，一起發(fā)生諧振，為激磁電感儲(chǔ)能，同時(shí)為鉗位開關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS提供條件；當(dāng)主開關(guān)管截止，鉗位開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，各諧振回路獨(dú)立諧振，為副邊釋放能量，同時(shí)為主開關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS提供條件。在寬范圍、高輸入電壓的開關(guān)電源應(yīng)用中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有軟開關(guān)功能，提升了產(chǎn)品的效率；且原邊開關(guān)管在截止時(shí)電壓應(yīng)力低，不需要選擇特殊的高耐壓開關(guān)管，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)變換器領(lǐng)域，特別涉及不對(duì)稱半橋反激開關(guān)變換器。

背景技術(shù)

電力電子的領(lǐng)域飛速發(fā)展，使得高頻開關(guān)電源的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的工業(yè)和民用開關(guān)電源的輸入端經(jīng)常需要從電網(wǎng)取電，經(jīng)過電源內(nèi)部的整流濾波電路后，變成較高的直流電，再輸入到功率轉(zhuǎn)換電路，變成低壓直流電，為負(fù)載提供電能。為了適應(yīng)不同國家的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，一般兩相交流輸入的開關(guān)電源，其輸入電壓范圍為85VAC～264VAC，整流濾波后的直流電壓約為120VDC～373VDC。用于這種場(chǎng)合的開關(guān)電源，根據(jù)功率的不同，供其選擇的電路拓?fù)漭^多，如具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點(diǎn)的反激、正激電路；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但具有軟開關(guān)功能的LLC、不對(duì)稱半橋、移相全橋電路等等。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、光伏等行業(yè)對(duì)超高超寬輸入電壓范圍的開關(guān)電源的需求越來越多，且要求越來越嚴(yán)苛。電動(dòng)汽車行業(yè)的充電樁使用的電源要求輸入電壓范圍為200VDC～800VDC，有的要求達(dá)到1000VDC上限；風(fēng)力發(fā)電及光伏行業(yè)的光伏匯流箱、逆變器等使用的電源產(chǎn)品要求輸入電壓范圍達(dá)150VDC～1500VDC。如此寬范圍、高輸入電壓的應(yīng)用提高了開關(guān)電源的設(shè)計(jì)難度，包括開關(guān)管電壓應(yīng)力處理；輸入電壓升高導(dǎo)致開關(guān)管的開通和關(guān)斷損耗增大，引起的熱處理；變壓器工藝設(shè)計(jì)等等。

目前行業(yè)寬范圍、高輸入電壓的開關(guān)電源采用普通反激或正激電路實(shí)現(xiàn)，其實(shí)際應(yīng)用電路是把變壓器原邊功率繞組分成兩個(gè)或兩個(gè)以上，分別接開關(guān)管，然后再串聯(lián)起來達(dá)到耐高壓的目的(電路如圖1和圖2所示，該方案為現(xiàn)有公知技術(shù)，此處不再詳細(xì)介紹)。但是這兩種拓?fù)涫怯查_關(guān)，而且不能回收漏感能量，因此限制了小功率產(chǎn)品的效率和體積。并且，其難以應(yīng)用于中大功率的寬范圍、高輸入電壓的開關(guān)電源中。因?yàn)橛陕└兴鸬碾妷杭夥鍛?yīng)力和高的輸入電壓導(dǎo)致開關(guān)管承受很高的電壓應(yīng)力；加之是硬開關(guān)，開關(guān)損耗很大，管子發(fā)熱嚴(yán)重，所以必須選擇更高耐壓、更大體積的開關(guān)管，成本升急劇增加。而高耐壓的開關(guān)管導(dǎo)通阻抗和結(jié)電容都比較大，進(jìn)一步惡化了產(chǎn)品的效率。特別是近年來業(yè)內(nèi)對(duì)更大功率高輸入電壓開關(guān)電源的需求逐漸增多，上述電路拓?fù)湓谠搼?yīng)用場(chǎng)合表現(xiàn)出來的缺點(diǎn)尤為明顯。電源效率低導(dǎo)致的溫升高和體積大和使用高耐壓開關(guān)管導(dǎo)致的成本高的問題，嚴(yán)重制約了高壓電源的發(fā)展。

電力電子行業(yè)對(duì)高功率密度、高可靠性和小體積的開關(guān)電源的需求，衍生了軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展。軟開關(guān)技術(shù)目前仍是電力電子領(lǐng)域研究的技術(shù)熱點(diǎn)之一。它是利用電感、電容諧振的原理，使開關(guān)電源的開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開通或零電流關(guān)斷，從而減小開關(guān)管的開關(guān)損耗，顯著的提升了產(chǎn)品的效率。但諸如LLC和不對(duì)稱半橋等具有軟開關(guān)功能的電路，由于其占空比要求小于0.5，并且開關(guān)管的應(yīng)力等于輸入電壓，所以較難應(yīng)用在寬范圍、高輸入電壓的開關(guān)電源上，一般在前級(jí)接有一級(jí)預(yù)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。而常規(guī)的不對(duì)稱半橋反激電路雖然占空比可大于0.5，但其開關(guān)管的應(yīng)力等于輸入電壓，故也不適用于高輸入電壓的場(chǎng)合。以上為公知技術(shù)，這里不再詳細(xì)介紹。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明為解決上述的問題，提供一種不對(duì)稱半橋反激電路，應(yīng)用于寬范圍、高輸入電壓的開關(guān)電源中，其具有軟開關(guān)功能，提升了產(chǎn)品的效率；且原邊開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)電壓應(yīng)力低，不需要選擇特殊的高耐壓開關(guān)管，降低成本。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種不對(duì)稱半橋反激電路，包括輸入正端、輸入負(fù)端、變壓器、與變壓器的原邊繞組連接的原邊電路和與變壓器的副邊繞組連接的副邊電路，原邊電路包括第一電容和第二電容，第一電容的一端與輸入正端連接，第一電容的另一端與第二電容的一端連接，第二電容的另一端與輸入負(fù)端連接；