[發明專利]超大功率ZVS+ZCS綜合軟開關DC/DC變換器

在審

• 申請號: 201710435216.4
• 申請日: 2017-06-10
• 公開（公告）號: CN106992688A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張炳耀
• 申請（專利權）人: 張炳耀
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/34;H01F29/00;H01F27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超大功率ZVS+ZCS綜合軟開關DC/DC變換器，是在ZVS電壓過零開通移相全橋電路中，使第一臂中兩串聯受控開關管（Q₁ Q₃）和第二臂中兩串聯受控開關管（Q₂ Q₄）并聯接向直流電源輸入端，每個受控開關管，包括一個受控開關，一個反向跨接在開關兩端的二極管和一個體內電容，其特征是在兩臂受控開關管的中結點之間串接一個受負載電流控制的可控飽和電感（L_k），一個高導磁材料環形變壓器（T₁）；在橋式整流電路（D₅ D₆ D₇ D₈）與輸出濾波電感（L_f）之間接入一個ZCS電流過零關斷緩沖電路（C_S1 C_S2 R₁ R₂ D₉ D₁₀ D₁₁）。

2.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于可控飽和電感（L_k）用高導磁材料做磁芯，受輸出負載電流控制分為第一飽和電感（L_k1）和第二飽和電感（L_k2），二者之和構成一完整的可控飽和電感（L_k= L_k1 + L_k2）。

3.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于可控飽和電感（L_k）用兩對尺寸相同，開有氣隙，具有飽和特性的高磁導率磁芯，分別在各自的線圈骨架上，繞上工作線圈（W_O1=W_O2）和控制線圈（W_C1=W_C2），工作線圈首、尾—尾、首，反向串接，流過工作電流（I₁），控制線圈首、尾—首、尾正向串接，流過負載電流（I_O）或者反之，讓工作線圈首、尾—首、尾正向串接,流過原邊電流（I₁），控制線圈首、尾—尾、首反向串接，流過負載電流（I_O），控制線圈與工作線圈按一定安匝比W_C1I_O/W_O1I₁= W_C2I_O/W_O2I₁≥1.5設置。

4.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于主變壓器（T₁）選用高導磁環形磁芯，副邊繞組置于靠近磁芯的內層，使副邊線圈漏感（L_σ2）最小。

5.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于ZCS電流過零關斷緩沖電路的二只緩沖電容（C_S1 =C_S2），二只緩沖電容中間串聯接入一只二極管（D₉），跨接整流橋電路（D₅ D₆ D₇ D₈）的輸出端，第二個二極管（D₁₀）的正極接整流橋輸出端“-”，負極接第一電容（C_S1）與二極管（D₉）的結點，第三個二極管（D₁₁）的負極接整流橋輸出端“+”，正極接第二電容（C_S2）與二極管（D₉）的結點，再用第一電阻（R₁）與二極管（D₁₀）并聯，第二電阻（R₂）與二極管（D₁₁）并聯。

6.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于ZCS電流過零關斷緩沖電路中的二只緩沖電容C_S1 =C_S2 > n² * C_pi（n = N₁/N₂, i=1,3, C_pi: 變壓器原邊第一臂上的兩個受控開關的體電容和外并換向諧振電容之和）。

7.如權利要求1所述的綜合軟開關DC/DC變換器，其特征在于第二臂受控開關管（Q₂ Q₄）不再外并換向諧振電容，第二臂的兩開關管的觸發脈沖A，B的死區時間（Δt_AB）近于零。