[發明專利]一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組

在審

• 申請號: 201811537591.0
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109586597A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 曾敏;李錦釗;葉秋金;鄧嘉威
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：包括控制電路和主電路，控制電路包括控制系統、驅動系統、保護電路和反饋采樣電路，主電路包括三相整流濾波電路、移相全橋逆變電路、高頻變壓器和次級同步整流電路；保護電路和反饋采樣電路輸出端均與控制系統輸入端相連，控制系統輸出端連接驅動系統，驅動系統輸出端分別與移相全橋逆變電路、次級同步整流電路相連，主電路與保護電路輸入端相連，主電路輸出端分別與反饋采樣電路的各傳感器和采樣調理電路的輸入端相連。

2.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述控制系統包括單片機、移相PWM信號芯片和數字模擬轉換器（DAC），單片機通過數字模擬轉換器與移相PWM信號芯片連接；單片機內部的PI調節器完成數字PID計算后，通過DAC輸出電壓到移相PWM信號芯片以實現移相角調節；所述單片機與CAN總線接口相連。

3.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述移相全橋逆變電路包括超前橋臂和滯后橋臂；其中超前橋臂包括第一IGBT開關管和第二IGBT開關管，滯后橋臂包括第三IGBT開關管、第四IGBT開關管；四個開關管均反向并聯一個二極管和并聯一個諧振電容。

4.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述次級同步整流電路包括上下兩支次級整流回路的MOSFET整流管、電感和電容；上下兩支次級整流回路即MOSFET模塊的MOSFET整流管采用共源接法；所述電感和電容在次級同步整流電路的輸出端接入。

5.根據權利要求1或者2所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述驅動系統包括IGBT驅動電路和MOSFET驅動電路，IGBT驅動電路與移相全橋逆變電路即IGBT模塊的4個IGBT開關管相連；所述MOSFET驅動電路包括同步整流MOSFET驅動芯片和CPLD芯片， MOSFET驅動電路與上下兩支次級整流回路的MOSFET整流管相連。

6.根據權利要求2所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述控制系統輸出端與同步整流MOSFET驅動芯片相連，同步整流MOSFET驅動芯片與CPLD芯片連接，CPLD芯片輸出上下兩路同步整流驅動波形至次級同步整流電路。

7.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述主電路的三相整流濾波電路輸入端接380V交流電，輸出端連接移相全橋逆變電路輸入端，移相全橋逆變電路通過超前橋臂的中點和滯后橋臂的中點連接高頻變壓器初級回路，高頻變壓器次級回路連接次級同步整流電路。

8.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：三相整流濾波電路在直流母線上并聯4個高頻無感電容；所述高頻變壓器初級回路包括諧振電感或者若干個電容并聯的隔直電容。

9.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述反饋采樣電路包括輸出電流反饋電路、輸出電壓反饋電路和變壓器初級電流反饋電路，輸出電流反饋電路包括霍爾電流傳感器及相應反饋信號的采樣調理電路，輸出電流反饋電路輸入端即霍爾電流傳感器輸入端套在主電路的其中一個輸出端，輸出電流反饋電路輸出端連接單片機模擬數字轉換器（ADC）；輸出電壓反饋電路包括霍爾電壓傳感器及相應反饋信號的采樣調理電路，輸出電壓反饋電路輸入端連接主電路輸出端，輸出電壓反饋電路輸出端連接單片機ADC；變壓器初級電流反饋電路包括電流互感器及相應反饋信號的采樣調理電路，變壓器初級電流反饋電路輸入端即電流互感器套在變壓器初級輸入端，變壓器初級電流反饋電路輸出端連接單片機ADC。

10.根據權利要求1所述的一種基于移相全橋軟開關和同步整流的高頻氧化電源模組，其特征在于：所述保護電路包括欠壓保護電路和高溫保護電路；欠壓保護電路檢測端即輸入端直接接入三相整流濾波電路的輸出直流母線，輸出端與單片機連接；高溫保護電路信號輸入端連接溫度開關，溫度開關安裝在裝有IGBT模塊和MOSFET模塊的散熱器上，通過光耦隔離連接到單片機的中斷輸入口。