[發明專利]電流梯形波變換器

有效

• 申請號: 201710298726.1
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107017778B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李斌
• 申請（專利權）人: 上海英聯電子系統有限公司;李斌;阮新波
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種功率變換器，所述變換器由輸入電壓源Vin、原邊主開關管Q1、Q2，輔助電壓源Vaux、主變壓器T1、諧振電感Lr或變壓器漏感、原邊半橋電容C1、C2，輸出整流管D1、D2，輸出電容Co及負載Ro構成；其中，原邊主開關管Q1、Q2串聯后構成一個開關橋臂，橋臂的上端與輸入電壓源Vin的正端相連，橋臂的下端與輸入電壓源Vin的負端相連；原邊半橋電容C1、C2串聯后上端與輸入電壓源Vin的正端相連，下端與輸入電壓源Vin的負端相連；輔助電壓源Vaux、主變壓器T1、諧振電感Lr或變壓器漏感相互串聯后一端與橋臂的中點相連，另一端與原邊半橋電容C1、C2串聯后中點相連；在輸入電壓源、原邊主開關管、主變壓器、諧振電感或變壓器漏感、原邊半橋電容、輸出整流管、輸出電容電壓共同作用下，通過控制輔助電壓源電壓、幅值、極性及時序，在電感或變壓器漏感的激磁、維持與去磁電壓，實現主電路回路電流梯形波；電路工作時具備以下特征：

a)變換器的每個工作周期由對稱的上、下半周期構成；

b)每半周期由兩個工作階段構成，第一個階段為功率傳遞階段，第二個階段為換流階段；

c)功率傳遞階段由三個工作階段構成，三個工作階段共同作用在主電路回路中產生梯形電流波：

i.激磁階段：輸入電壓源、輔助電壓源與變壓器反射電壓共同作用，在電路中諧振電感或變壓器漏感兩端產生激磁電壓，電流線性或非線性增加；激磁階段可由單一或多時序的組合構成；

ii.維持階段：輸入電壓源、輔助電壓源與變壓器反射電壓共同作用，在電路中諧振電感或變壓器漏感兩端產生零電壓，電流維持不變；

iii.去磁階段：輸入電壓源、輔助電壓源與變壓器反射電壓共同作用，在電路中諧振電感或變壓器漏感兩端產生去磁電壓，電流線性或非線性減小；去磁階段可由單一或多時序的組合構成；

d)換流階段利用原邊電感儲能對變換器原邊主開關管的寄生電容或并聯電容充放電，在主開關管電壓降低至零后開通該開關管，實現零電壓開通。

2.根據權利要求1所述的功率變換器，使用額外增加的輔助電感Laux，利用其所儲存能量，對主開關管寄生電容或并聯電容進行充、放電，實現主開關管的軟開關。

3.根據權利要求1所述的功率變換器，利用諧振電感Lr或變壓器漏感，或變壓器激磁電感中所儲存能量，對主開關管寄生電容或并聯電容進行充、放電，實現主開關管的軟開關。

4.根據權利要求1所述的功率變換器，其所包含的輔助電壓源為可控電壓源，其電壓幅值、極性及時序可控，可根據需要對三者其一或任意組合進行控制。

5.根據權利要求4所述的功率變換器，利用固定電壓源配合輔助開關來實現對其電壓幅值、極性及時序的控制，實現電流梯形波所需的輔助電壓源。

6.根據權利要求5所述的功率變換器，通過調節輔助開關的開通、關斷時序，實現電流梯形波所需的輔助電壓源。

7.根據權利要求5所述的功率變換器，利用諧振電感或變壓器漏感，變壓器激磁電感，或額外增加的輔助電感中所儲存能量，對輔助開關管寄生電容進行充放電，實現輔助開關管的軟開關。

8.根據權利要求4所述的功率變換器，利用電容配合輔助開關來實現對其電壓幅值、極性及時序的控制，實現電流梯形波所需的輔助電壓源。

9.根據權利要求8所述的功率變換器，輔助開關采用固定的開通、關斷時序，實現對其電壓幅值、極性及時序的控制，實現電流梯形波所需的輔助電壓源。

10.根據權利要求8所述的功率變換器，輔助開關采用可調整的開通、關斷時序，使電容電壓不變，實現對其電壓幅值、極性及時序的控制，實現電流梯形波所需的輔助電壓源。

11.根據權利要求8所述的功率變換器，利用諧振電感或變壓器漏感，變壓器激磁電感，或額外增加的輔助電感中所儲存能量，對輔助開關管寄生電容進行充放電，實現輔助開關管的軟開關。

12.根據權利要求1所述的功率變換器，利用諧振電感或變壓器漏感與變壓器激磁電感感值比例優化及相應控制方案，實現輸出電壓調整。