[發明專利]一種五元件諧振變換器在審

申請號：	201811414168.1	申請日：	2018-11-26
公開（公告）號：	CN109274274A	公開（公告）日：	2019-01-25
發明（設計）人：	趙清林;王玉潔;袁精;劉威;王德玉	申請（專利權）人：	燕山大學
主分類號：	H02M3/335	分類號：	H02M3/335;H02M7/48
代理公司：	北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265	代理人：	劉陽
地址：	066004 河北省***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	整流濾波電路方波發生器副邊繞組諧振電路元件諧振原邊繞組變換器輸入端變壓器輸入電路直流母線輸出端電力電子變換器直流電變壓器次級交流電整流輸出端連接等級變化隔離功率直流電壓高功率高效率軟開關鏈接電路隔離輸出
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【說明書】：

本發明公開了一種五元件諧振變換器，屬于電力電子變換器技術領域，特別適用于高頻、高功率密度、高效率的隔離功率變換場合，所述五元件諧振變換器包括直流母線輸入電路、方波發生器、諧振電路、變壓器、整流濾波電路、負載，直流母線輸入電路連接方波發生器的輸入端并用于輸入穩定的直流電壓；方波發生器的輸出端連接諧振電路的輸入端，變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組連接到諧振電路的輸出端，副邊繞組連接到整流濾波電路的輸入端，將變壓器的原邊繞組和副邊繞組隔離并實現電壓等級變化，整流濾波電路將變壓器次級輸出的交流電整流成直流電；整流濾波電路的輸出端鏈接負載。本發明電路簡單且容易控制，在整個工作范圍內能實現軟開關。

技術領域

本發明涉及電力電子變換器技術領域，具體為一種五元件諧振變換器。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，寬增益的直流變換器在便攜式設備、電動汽車車載充電機、儲能系統、通信電源等領域應用廣泛。直流變換器的工作頻率越來越高，大大降低了變壓器、電容、電感等無源元件的體積，但隨著開關頻率的升高，變換器的開關損耗也隨之增加，因此軟開關技術的研究十分必要。諧振變換器由于諧振元件自身的諧振特性，將流過開關管的電流由方波信號轉變為正弦波，使開關器件在ZVS或ZCS條件下開通或關斷，軟開關的實現降低了器件的開關損耗。LLC因其良好的特性受到人們重視，主要表現在(1)容易實現原邊開關管的ZVS和副邊二極管的ZCS,變換器的整體效率較高； (2)采用變頻控制調節輸出電壓，控制方式簡單；(3)電感L_m由變壓器T的激磁電感代替，功率密度有所提高。

但LLC變換器適合工作在諧振頻率點附近，此時增益范圍較窄，應用場合受限。為了使LLC變換器滿足寬增益的要求，變壓器T的激磁電感的取值都比較小，這會給變換器帶來了較大的導通損耗。因此， LLC變換器很難同時滿足寬增益與高效率的要求，新型的拓撲亟需被提出。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種五元件諧振變換器拓撲結構，滿足變換器寬增益與高效率的要求。

為實現上述目的，本發明是根據以下技術方案實現的：

一種五元件諧振變換器，其特征在于，包括：直流母線輸入電路、方波發生器、諧振電路、變壓器、整流濾波電路、負載，其中，

所述直流母線輸入電路連接所述方波發生器的輸入端并用于輸入穩定的直流電壓；所述方波發生器的輸出端連接所述諧振電路的輸入端，所述方波發生器為由開關管組成的橋式電路并用于產生方波；所述諧振電路用于根據所述方波發生器輸出的占空比為50％的方波發生諧振，產生馬鞍波電流，并使所述方波發生器的開關管實現軟開關；

所述變壓器包括原邊繞組N_p和副邊繞組N_s，所述原邊繞組N_p連接到所述諧振電路的輸出端，所述副邊繞組N_s連接到所述整流濾波電路的輸入端，將變壓器的原邊繞組和副邊繞組隔離并同時實現電壓等級變化，所述整流濾波電路將所述變壓器次級輸出的交流電整流成直流電；所述整流濾波電路的輸出端鏈接所述負載。

上述技術方案中，所述方波發生器的橋式電路為全橋驅動電路，所述全橋驅動電路包括第一開關管S₁、第二開關管S₂、第三開關管S₃、第四開關管S₄，所述第一開關管S₁的漏極和所述第三開關管S₃的漏極相連，所述第一開關管S₁的的源極連接于所述第二開關管S₂的漏極，所述第三開關管S₃的源極連接于所述第四開關管S₄的漏極，第二開關管S₂的源極連于第四開關管S₄的的源極。