[發明專利]一種對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路

有效

• 申請號: 201911195829.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110868078B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 高彧博;趙莉;李群;程立;謝章貴;段崇嵩
• 申請（專利權）人: 揚州船用電子儀器研究所（中國船舶重工集團公司第七二三研究所）
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 李硯明

1.一種對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，所述功率變換電路包括LC串聯諧振電路和高頻變壓器，所述LC串聯諧振電路和所述高頻變壓器由LCT集成磁性元件構成，所述LCT集成磁性元件包括：第一高頻變壓器初級平面繞組、第二高頻變壓器初級平面繞組和高頻變壓器次級平面繞組，所述磁性元件還包括：寄生電容和寄生電感；

所述寄生電容緊密耦合于所述第一高頻變壓器初級平面繞組的下方和所述第二高頻變壓器初級平面繞組的上方；

所述寄生電感緊密耦合于所述第二高頻變壓器初級平面繞組的下方和所述高頻變壓器次級平面繞組的上方，其中，所述寄生電容和所述寄生電感組成LC串聯諧振電路；

其特征在于，所述功率變換電路還包括：正弦變換控制電路；

所述正弦變換控制電路包括依次連通的脈寬控制器、柵極驅動器和隔離變壓器，其中，所述脈寬控制器為開環控制器，所述脈寬控制器的驅動電壓頻率及導通脈寬，由所述LC串聯諧振電路的諧振參數確定，所述隔離變壓器的次級端設置有線圈，

所述隔離變壓器的第一輸出端設置有兩個柵極分壓驅動電路，所述柵極分壓驅動電路包括：四個高頻二極管，瞬變抑制二極管和三個柵極驅動電路電阻，其中，

第一高頻二極管的陰極與第二高頻二極管的陽極相連后，并連接于所述線圈的正端，所述第一高頻二極管的陽極與第一柵極驅動電路電阻的一端相連；

所述第二高頻二極管、第三高頻二極管、第四高頻二極管同相串聯后，所述第四高頻二極管的陰極連接于第二柵極驅動電路電阻的一端，所述第二柵極驅動電路電阻的另一端與所述第一柵極驅動電路電阻的另一端相連，并連接于晶體管的柵極；

所述瞬變抑制二極管和第三柵極驅動電路電阻并聯后，所述瞬變抑制二極管的陰極連接于所述第二柵極驅動電路電阻的另一端，所述瞬變抑制二極管的陽極連接于所述線圈的負端，并連接于所述晶體管的源極。

2.如權利要求1所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述功率變換電路還包括：對稱半橋電路，整流電路；

所述LCT集成磁性元件的輸入端連接于所述對稱半橋電路的兩個輸出端，所述LCT集成磁性元件的輸出端連接于所述整流電路的輸入端，其中，所述LCT集成磁性元件的寄生電容連接于所述對稱半橋電路的第一輸出端，所述LCT集成磁性元件的初級平面繞組連接于所述對稱半橋電路的第二輸出端；

所述隔離變壓器的第一輸出端連接于所述對稱半橋電路的控制端，所述隔離變壓器的第二輸出端連接于所述整流電路的控制端，

所述正弦變換控制電路用于向所述對稱半橋電路和所述整流電路發送導通指令。

3.如權利要求2所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述對稱半橋電路包括兩個半橋晶體管，所述整流電路包括四個全橋同步整流晶體管，所述隔離變壓器第一輸出端的兩個柵極分壓驅動電路依次連接于第一半橋晶體管的柵極和第二半橋晶體管的柵極；

所述隔離變壓器的所述第二輸出端設置有四個柵極分壓驅動電路，且依次連接于四個所述全橋同步整流晶體管的柵極。

4.如權利要求1所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述第一高頻變壓器初級平面繞組由三層印刷電路板組成，所述印刷電路板上設置有第一埋孔層間過渡區，相鄰的兩層印刷電路板通過所述第一埋孔層間過渡區實現互聯，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線。

5.如權利要求4所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述第二高頻變壓器初級平面繞組由三層印刷電路板組成，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線，所述第二高頻變壓器初級平面繞組的第一層印刷電路板的繞組印制線形狀與所述第一高頻變壓器初級平面繞組第三層印刷電路板的繞組印制線形狀相同。

6.如權利要求5所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述高頻變壓器次級平面繞組由兩層印刷電路板組成，所述印刷電路板上設置有第三埋孔層間過渡區，兩層印刷電路板通過所述第三埋孔層間過渡區實現并聯，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線，兩層印刷電路板上的繞組印制線形狀相同。

7.如權利要求1所述的對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，其特征在于，所述磁性元件上設置有鐵芯通孔，所述磁性元件還包括EI型鐵芯，所述EI型鐵芯通過所述鐵芯通孔，穿過所述第一高頻變壓器初級平面繞組、所述第二高頻變壓器初級平面繞組和所述寄生電容。