[發(fā)明專利]一種有源鉗位正激式開(kāi)關(guān)電源電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519770.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107196515A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王保均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州金升陽(yáng)科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及使用有源鉗位的單端正激開(kāi)關(guān)電源。

背景技術(shù)

目前，開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用很廣，業(yè)界又常稱為變換器，其中正激開(kāi)關(guān)電源中的基本正激變換器是Buck變換器的一個(gè)理想隔離版本，常見(jiàn)的拓?fù)溆袉味苏ぷ儞Q器、對(duì)稱驅(qū)動(dòng)半橋變換器、全橋變換器、推挽變換器、對(duì)稱推挽正激變換器等。需要一提的是對(duì)稱推挽正激變換器，如圖1-1所示,該圖引自張興柱博士所著的，書(shū)號(hào)為ISBN978-7-5083-9015-4的《開(kāi)關(guān)電源功率變換器拓?fù)渑c設(shè)計(jì)》第91頁(yè)圖5-14，該書(shū)在本文中簡(jiǎn)稱為：參考文獻(xiàn)1。

對(duì)稱推挽正激變換器在專利文獻(xiàn)中稱為直直變換器，較早見(jiàn)于1999年電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的論文集(0-7803-5160-6/99)中，第279頁(yè)《A Novel High-input-voltage,High Efficiency and Fast Transient Voltage Regulator Module》,作者為：Xunwei Zhou,Bo Yang,Luca Amoroso,Fred C.Lee and Pit-leong Wong；

以及2002年IEEE的論文集(0-7803-7404-5/02)中，第843頁(yè)《Single Magnetic Push-Pull Forward Converter Featuring Built-in Input Filter and Coupled-Inductor Current Doubler for 48V VRM》,作者為Peng Xu,Mao Ye(葉茂)和Fred C.Lee，該論文也提到了“PUSH-PULL FORWARD CONVERTER”；

以及2004年南京航空航天大學(xué)戴衛(wèi)力發(fā)表的碩士論文中《推挽正激及其軟開(kāi)關(guān)電路的研究與實(shí)現(xiàn)》的第6頁(yè)中，均稱為PPFC變換器(Push-Pull Forward Circuit),其輸出采用帶續(xù)流電感L的全波整流。

各種正激變換器因其電路拓?fù)洳煌加衅漭^佳的用途：

單端正激變換器：環(huán)路響應(yīng)好，適合用于對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載供電，如電機(jī)。日本的COSEL的工業(yè)電源，仍在采用PFC+三繞組去磁的單端正激變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是因?yàn)檫@個(gè)原因，但功率一般在150W左右；

半橋變換器：適合應(yīng)用于工作電壓較高的場(chǎng)合，如臺(tái)式電腦用電源；功率大；

全橋變換器：適合用于高壓大功率的場(chǎng)合，常見(jiàn)于1Kw以上的功率段；

推挽變換器：多用于低壓,功率小于300W的場(chǎng)合；

對(duì)稱推挽正激變換器：低壓大功率，但并沒(méi)有見(jiàn)到實(shí)用化的產(chǎn)品推出市場(chǎng)；

如上述，單端正激變換器由于環(huán)路響應(yīng)好，適合用于對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載供電，所以，該電路仍有大量的使用，特別是低電壓工作的情況下，其三繞組去磁的電路拓?fù)淙鐖D1-2中Nc所示，圖1-2來(lái)自參考文獻(xiàn)1的第33頁(yè)圖4-8(a)圖，其輸出采用常見(jiàn)的單端正激拓?fù)涞妮敵稣麟娐罚O管VD1為開(kāi)關(guān)管(或作功率管)V飽和導(dǎo)通時(shí)同步導(dǎo)通的整流管，二極管VD2為開(kāi)關(guān)管V截止時(shí)的續(xù)流管，電感L中的電流通過(guò)VD2繼續(xù)向輸出濾波電容C和負(fù)載R供能。第三繞組去磁正激變換器，又作“三繞組吸收正激變換器”。

在中國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?01710141802.8的名為《一種正激式開(kāi)關(guān)電源》中，示出了圖1-3技術(shù)方案，解決了圖1-2存在的一些問(wèn)題，第三繞組實(shí)現(xiàn)了激磁，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無(wú)損吸收，為了方便，發(fā)明人對(duì)該種正激式開(kāi)關(guān)電源所使用的拓?fù)溥M(jìn)行了定義，包括反激拓?fù)洌话ㄈゴ欧绞降幕就負(fù)涠级x為：LCL變換器，源于其兩個(gè)原邊激磁電感和一個(gè)與它們串聯(lián)的電容。如LCL正激變換器，也指LCL正激開(kāi)關(guān)電源。

圖1-3的技術(shù)方案也引來(lái)了一些新問(wèn)題，如占空比無(wú)法大于0.5，導(dǎo)致功率密度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)圖1-3中開(kāi)關(guān)管Q1的零電壓開(kāi)關(guān)(Zero Voltage Switch，縮寫(xiě)為ZVS)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決現(xiàn)有的LCL正激開(kāi)關(guān)電源存在的不足，提供一種使用有源鉗位的正激開(kāi)關(guān)電源電路，占空比可以大于0.5，功率密度較高，同時(shí)變換效率不降低，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān),進(jìn)一步提升變換效率。