[實用新型]一種軟開關控制電路

有效

• 申請號: 201822147753.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209105040U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 劉吉彬;胡海洋
• 申請（專利權）人: 鄭州大輕自動化設備有限公司
• 主分類號: H02M5/45
• 分類號: H02M5/45
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李春霖

本實用新型公開了一種軟開關控制電路，由基于零電壓開關ZVS的串聯諧振電路拓撲構成，電路包括整流濾波電路和逆變電路，整流濾波電路輸入端與單相交流電源連接，輸出端連接逆變電路，逆變電路的輸出端作為軟開關控制電路后端負載電路的輸出端，逆變電路包括4個開關器件，其中2個為一組串聯，兩組開關器件并聯連接，兩組開關器件并聯連接的兩個公共端連接到整流濾波電路的輸出端，第一組中串聯的開關器件的公共端與第二組中串聯的開關器件的公共端之間按照電流信號流向依次串聯有一個電阻、一個電容和一個電感。本新型采用零電壓開關結合串聯諧振電路拓撲結構，達到了軟開關的工作狀態，減少了開關損失，降低了系統的開關損耗，整機效率顯著提高。

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，具體涉及一種軟開關控制電路。

背景技術

在開關電源設計中，輸出電壓的控制時高性能開關電源必須解決的關鍵問題，能否設計出性能良好的控制電路十分地重要。感應加熱電源與傳統的加熱方式相比，具有高效、綠色、可靠、加熱快、易實現控制等優點。本專利以基于脈沖密度調制(PDM)的高頻感應加熱電源主要研究對象。

大多數的各式諧振變換器均有以下問題：諧振變換器存在較高的尖峰值諧振電流和電壓，導致存在較大的開關損耗，同時也要求開關器件具有較高的額定電壓和額定電流。在開關管關閉期間，管內D-S電流在集電極電壓上升時仍未下降為零，由此出現重疊，此時的關斷損耗較大，即硬開關狀態。開關頻率越高，開關器件的開關損耗也會越大。由于開關損耗增加，會使所需散熱器體積變大，從而影響感應加熱電源的小型化。而且，結殼溫度會上升，導致嚴重的晶體管結溫。所以，為了實現感應加熱電源的高頻化和小型化，必須設法降低開關管的開關損耗。通過諧振變換器使以上問題得到了有效解決即采用軟開關技術，在原有開關電路中增加諧振LC電路，將開關管在正弦電流降為零時開通和關閉。故而關閉時刻的下降電流和上升電壓之間及導通時刻的上升電流和下降電壓之間只有微小的重疊，從而大大降低了開關損耗。

軟開關控制是當今電力電子技術領域研究熱點之一，由于采用傳統硬開關調功方式的逆變電源的開關損耗較大，在本專利中設計采用軟開關調功?，F階段常用的軟開關技術主要包括零電壓開關(ZVS)、零電流開關(ZCS)或兩種方式結合。但是其實現過程中也存在一定的問題，諧振階段之后的關斷狀態開關建立一個很高的電壓，當開關再次導通時，存儲在輸出電容器的儲能將通過開關放電，在高頻和高電壓時將引起相當大的開關損失。怎樣在電路設計中解決這些問題是實際應用中的要點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：解決目前的軟開關控制電路在諧振階段之后的關斷狀態開關建立一個很高的電壓，當開關再次導通時，存儲在輸出電容器的儲能將通過開關放電，在高頻和高電壓時將引起相當大的開關損失，開關控制電路的效果不是很理想，效率下降的問題，提出了一種軟開關控制電路。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種軟開關控制電路，是由基于零電壓開關ZVS的串聯諧振電路拓撲構成，電路包括整流濾波電路和逆變電路，整流濾波電路與單相交流電源連接，整流濾波電路的輸出端連接逆變電路，逆變電路的輸出端作為軟開關控制電路后端負載電路的輸出端，其中逆變電路包括4個開關器件，其電路連接為：4個開關器件中2個為一組串聯，兩組開關器件通過并聯連接，兩組開關器件并聯連接的兩個公共端連接到整流濾波電路的輸出端，第一組中串聯的開關器件的公共端與第二組中串聯的開關器件的公共端之間按照電流信號流向依次串聯有一個電阻、一個電容和一個電感，第一組中串聯的開關器件的公共端與第二組中串聯的開關器件的公共端作為軟開關控制電路后端負載電路的輸出端。

進一步，所述開關器件采用功率MOS管。

進一步，所述開關器件采用內部帶有并聯電容和并聯二極管的功率MOS管。