[發明專利]低EMI非對稱中心抽頭整流電路

有效

• 申請號: 201710422004.2
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107248815B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 吳新科;藍桂星;張思亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H02M3/335
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及直流/直流變換領域，旨在提供一種低EMI非對稱中心抽頭整流電路。其原邊為半橋LLC拓撲，后級為中心抽頭整流電路，功率變壓器原副邊繞組采用交錯繞的繞組結構，且定義變壓器繞組的同名端標識為正端另一為負端；第一整流二極管的陰極與第二副邊繞組的負端連接至輸出濾波電容的正端；第二整流二極管的陽極與第一副邊繞組的負端連接至輸出濾波電容的負端；且第一整流二極管的陽極與第一副邊繞組的正端相接，第二整流二極管的陰極與第二副邊繞組的正端相接。本發明減小了共模電流及其造成的干擾，消除或緩解了變壓器原副邊之間共模電流對勵磁電感電流的抽流效應，減小橋壁開關管的死區時間，提高變換器轉換效率。

技術領域

本發明屬于直流/直流變換領域，涉及一種能夠減小變換器共模電流的整流電路結構。更具體的說，本發明涉及一種針對有兩個副邊繞組的功率變壓器實現低共模干擾電流的非對稱結構中心抽頭整流電路。

背景技術

電磁干擾(Electromagnetic Interference簡稱EMI)，指電磁波與電子元件作用而產生的干擾現象，有傳導干擾和輻射干擾兩種。

電容性輸出中心抽頭整流電路(如圖1)因其結構簡單、無輸出電感，容易實現整流管的軟開關等眾多優勢，被廣泛地應用于DC-DC諧振變換器的整流結構中。但高頻功率變壓器漏感及引線電感等，與副邊整流管的寄生輸出結電容在換流時極易產生電壓寄生振蕩，增加整流管的電壓應力。因此，在實際應用中仍需采用輔助的電壓緩沖吸收電路或者選用相對耐壓高的輸出整流管。從而增加了輔助損耗或導通損耗，降低了變換器整體轉換效率。

在高頻DC-DC變換器中，變壓器原副邊繞組一般采用交錯繞的方法來減小渦流損耗。如圖2所示，將原邊繞組分為第一繞組P1和第二繞組P2，然后將副邊繞組置于原邊第一繞組和第二繞組之間。但也會因此帶來較大的原副邊寄生電容(如圖3)。開關管動作時產生的dv/dt，導致較大的共模電流通過寄生電容，和空氣與大地之間的寄生電容形成回路。帶來比較嚴重的電磁干擾問題，而且使原邊開關管ZVS的實現需要更長的時間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供了一種低EMI非對稱中心抽頭整流電路。該整流電路能夠減小變換器共模電流，實現整流管電壓箝位降低整流管電壓應力。

為實現發明目的，本發明的解決方案是：

提供一種低EMI非對稱中心抽頭整流電路，其原邊為半橋LLC拓撲，后級為中心抽頭整流電路，包括一組橋臂、諧振電感(Lr)、諧振電容(Cr)、兩個整流二極管(D1，D2)，以及一個功率變壓器(T₁)；功率變壓器(T₁)包括原邊繞組(P)、第一副邊繞組(Sa)和第二副邊繞組(Sb)，功率變壓器(T₁)原副邊繞組采用交錯繞的繞組結構，且定義變壓器繞組的同名端標識為正端另一為負端；

兩個整流二極管(D1，D2)中，第一整流二極管(D₁)的陰極與第二副邊繞組(Sb)的負端連接至輸出濾波電容(C₀)的正端；第二整流二極管(D₂)的陽極與第一副邊繞組(Sa)的負端連接至輸出濾波電容(C₀)的負端；且第一整流二極管(D₁)的陽極與第一副邊繞組(Sa)的正端相接，第二整流二極管(D₂)的陰極與第二副邊繞組(Sb)的正端相接。

本發明中，該電路還包括一個輔助箝位電容(Cs)，且第一整流二極管(D₁)的陽極與輔助箝位電容(Cs)的正端相連；第二整流二極管(D₂)的陰極與輔助箝位電容(Cs)的負端相連。

本發明中，第一整流二極管(D₁)和第二整流二極管(D₂)是普通二極管、快恢復二極管、肖特基二極管、N溝道的MOSFET同步整流管或P溝道的MOSFET同步整流管中的任意一種。