[發明專利]一種寬范圍軟開關直流變換電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201710691684.8
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107276418B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 李倫全;劉嘉鍵;燕沙;鄭車曉
• 申請（專利權）人: 深圳市保益新能電氣有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明提供一種寬范圍軟開關直流變換電路及其控制方法。所述電路包括第一及第二串聯諧振逆變電路、第一及第二高頻隔離變壓器、整流電路和控制器；所述第一及第二串聯諧振逆變電路的輸入端用于與直流源連接，所述第一及第二串聯諧振逆變電路的兩個輸出端分別與第一及第二高頻隔離變壓器的原邊的兩端連接，所述第一及第二高頻隔離變壓器的副邊串聯后與接入所述整流電路，所述控制器向所述第一及第二串聯諧振逆變電路輸入控制信號，所述整流電路的兩個輸出端用于與負載連接。所述方法使逆變電路工作于同相位模式或者錯相位模式。本發明不僅可以適應寬廣的輸入電壓范圍，還具有更寬的輸出電壓范圍。

技術領域

本發明涉及直流開關電源，特別涉及一種寬范圍軟開關直流變換電路及其控制方法。

背景技術

現有的備電應用場合，如UPS、車載電池等，需要將電池的儲能進行變換和釋放。由于寬范圍電壓變換的原因，傳統的變換電路大多以硬開關管方案為主，或者使用較高電壓等級的元器件以滿足寬范圍變換帶來的電壓應力，但其輸出電壓范圍仍舊較窄，限制了其適用范圍。

此外，還存在效率低下或者體積較大的問題，比如目前鐵路的3.5KVA、110V逆變器電源產品，主流的產品效率大多在85％，即便使用了移相橋軟開關等技術，效率也大多在88％，且體積較大。與相對較為成熟的逆變器技術相比，其關鍵問題就在DC/DC變換部分：沒能很好的解決電池寬范圍電壓條件下的效率及功率密度的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術輸出電壓范圍較窄的問題，提出一種寬范圍軟開關直流變換電路及其控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種寬范圍軟開關直流變換電路，包括第一及第二串聯諧振逆變電路、第一及第二高頻隔離變壓器、整流電路和控制器；所述第一及第二串聯諧振逆變電路的輸入端用于與直流源連接，所述第一及第二串聯諧振逆變電路的兩個輸出端分別與第一及第二高頻隔離變壓器的原邊的兩端連接，所述第一及第二高頻隔離變壓器的副邊串聯后與接入所述整流電路，所述控制器向所述第一及第二串聯諧振逆變電路輸入控制信號，所述整流電路的兩個輸出端用于與負載連接；所述控制器根據變換電路的預定電壓比例判斷輸入電壓乘以變壓器匝比后與實際輸出電壓的實際比例的高低，從而控制串聯諧振逆變電路的開通時序使第一串聯諧振逆變電路與第二串聯諧振逆變電路工作于錯相位模式或者同相位模式。

在一些優選的實施方式中，第一高頻隔離變壓器的原邊的線圈匝數與第二高頻隔離變壓器的原邊的線圈匝數相同，所述第一高頻隔離變壓器的副邊的線圈匝數與所述第二高頻隔離變壓器的副邊的線圈匝數的比值范圍為0.5至2。

在一些優選的實施方式中，第一串聯諧振逆變電路包括兩個高頻開關管(Q3A、Q4A)、第一驅動電路、第一濾波電容、第一諧振電容和第一諧振電感，所述高頻開關管(Q3A)的源極連接所述高頻開關管(Q4A)的漏極，所述第一諧振電容的一端與所述第一濾波電容的一端連接，所述高頻開關管(Q3A)的漏極與所述第一濾波電容的另一端連接，所述高頻開關管(Q4A)的源極與所述第一諧振電容的另一端連接，第一高頻隔離變壓器的一個輸出端通過所述第一諧振電感連接到所述高頻開關管(Q3A)與所述高頻開關管(Q4A)的中間點，所述第一高頻隔離變壓器的另一個輸出端與所述第一諧振電容與所述第一濾波電容的中間點連接，所述第一驅動電路與所述高頻開關管(Q3A)和所述高頻開關管(Q4A)連接；