[實用新型]一種全橋諧振變換器

有效

• 申請號: 201720186231.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206602458U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 王躍斌;崔榮明;宋棟梁
• 申請（專利權）人: 深圳市皓文電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 劉顯揚

技術領域

本實用新型涉及電源領域，更具體地說，涉及一種全橋諧振變換器。

背景技術

隨著電力電子技術的高速發展，功率變換器的高功率密度和小型化就越受到重視，而變換器開關頻率的提高對實現高功率密度和小型化有著非常重要的作用。然而隨著開關頻率的提高，器件的開關損耗極大的降低了變換器效率，也限制了變換器的高功率密度和小型化。為了提高變換器的轉換效率，通常采用在變換器上增加諧振網絡的辦法，使得變換器成為諧振變換器。一般來講，諧振變換器有自然的軟開關特性，因此被廣泛應用。在采用變頻控制的諧振變換器中，由于開關頻率的變化使得控制方法設計復雜，磁性元件較難設計；而恒頻移相控制由于控制方式和參數設計簡單便成了業界的首選。然而恒頻移相控制的問題就是不能夠在寬輸入電壓范圍和寬負載變化范圍內實現開關管的軟開關，影響變換器效率的提升，還會帶來嚴重的EMI干擾。因此，在現有技術中，諧振變換器通常存在設計方法復雜、磁性元件較難設計、不能再較大范圍內實現軟開關的缺陷。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述設計方法復雜、磁性元件較難設計、不能再較大范圍內實現軟開關的缺陷，提供一種設計方法簡單、磁性元件設計較為容易、能在較大范圍內實現開關管的軟開關的一種全橋諧振變換器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種全橋諧振變換器，包括全橋逆變單元，所述全橋逆變單元將輸入直流電壓轉換為方波，所述方波依次經過諧振網絡、高頻變壓器和整流濾波單元而得到輸出直流電壓，還包括設置在所述全橋逆變單元內的、用于使所述全橋逆變單元的開關管過零切換的無源輔助網絡。

更進一步地，所述全橋逆變單元包括并接在兩個直流電壓輸入端上的第一半橋和第二半橋，所述第一半橋和第二半橋分別包括兩個通過其開關端依次串接在所述直流輸入電壓端上的開關管；所述輔助網絡包括兩個端點，所述端點分別與所述第一半橋和第二半橋的兩個開關管的連接點連接。

更進一步地，所述輔助網絡包括輔助電感和隔直電容；所述輔助電感的一端和所述隔直電容的一端相連，所述輔助電感的另一端與所述第一半橋的兩個開關管的連接點相連，所述隔直電容的另一端與所述第二半橋的兩個開關管的連接點相連。

更進一步地，所述諧振網絡包括諧振電感、第一諧振電容和第二諧振電容；所述諧振電感和所述第一諧振電容串接后再串接在所述全橋逆變單元與所述高頻變壓器繞組連接的信號回路上，所述第二諧振電容并接在所述高頻變壓器的原邊或副邊繞組上。

更進一步地，所述第一諧振電容一端與所述第一半橋的兩個開關管的連接點連接，其另一端與所述諧振電感一端連接；所述諧振電感另一端與所述高頻變壓器的原邊一端連接，所述原邊另一端與所述第二半橋的兩個開關管的連接點連接；所述第二諧振電容并接在所述高頻變壓器的原邊或副邊上。

更進一步地，所述高頻變壓器的原邊為一個繞組，其副邊為一個或多個繞組。

更進一步地，一個半橋電路中兩個開關管分別由其控制端輸入的、各自具有50%占空比且相位相差180度的脈沖調寬調制信號控制，且所述一個半橋的兩個控制信號在其相鄰的高低電平轉換時刻分別提前或延遲一個設定寬度，形成設定寬度的死區以防止所述兩個開關管同時導通；所述兩個半橋電路中位于其拓撲對角線位置的兩個開關管的控制信號之間具有設定的相位差或移相角，所述設定的相位差決定所述逆變單元輸出方波的脈沖寬度。

更進一步地，所述整流濾波電路包括整流部分和濾波部分；所述整流部分由整流器件構成，所述整流器件的連接拓撲包括倍流整流、全波整流形式或全橋整流形式。

更進一步地，在倍流整流時，所述整流器件為采用共陽極或共陰極倍流整流電路的二極管或為采用同步整流電路的MOSFET；其濾波部分為LC組合濾波電路。

更進一步地，在全波整流時，所述整流器件為采用共陽極或共陰極整流電路的二極管；其濾波部分為LC組合濾波電路。

實施本實用新型的一種全橋諧振變換器，具有以下有益效果：由于在逆變單元（即開關單元）內設置有輔助網絡，使得該輔助網絡中存在隨開關器件的狀態變化而變化的電流，這些電流在開關器件狀態變化時，為其提供有益的補充，和連接在開關器件輸出的諧振網絡配合，使得變換器的磁性元件的利用率較高、設計較簡單，同時保證了大范圍內的開關器件過零切換。

附圖說明

圖1是本實用新型一種全橋諧振變換器實施例的結構示意圖；

圖2是所述實施例中一種情況下的電路圖；

圖3是所述實施例中的波形示意圖；