[發(fā)明專利]一種副邊采用LC自復(fù)位電路的正激變換器及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110283144.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN113014109B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉樹林;沈一君;王自恒;庹漢宇;王成;張?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 深圳市道臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44360
• 代理人: 陳嘉琪

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體涉及一種副邊采用LC自復(fù)位電路的正激變換器及系統(tǒng)。正激變換器包括正激變換器主電路和能量轉(zhuǎn)移與傳輸電路，所述正激變換器主電路包括高頻變壓器、開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第一電感和第一電容，所述能量轉(zhuǎn)移與傳輸電路包括第二電容和第二電感。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁能量轉(zhuǎn)移到負(fù)載側(cè)，提高了變壓器勵(lì)磁能量的利用率，提升了變換器的整體效率；工作穩(wěn)定性和可靠性高，磁復(fù)位回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣使用；磁復(fù)位電路中不含耗能元件，損耗小；并且輸出端兩電感電流增減性相反，可降低變換器的輸出電流紋波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體涉及一種副邊采用LC自復(fù)位電路的正激變換器及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

正激變換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸入輸出電氣隔離、可靠性高、輸出功率較大、輸出電壓平滑且輸出功率不受變壓器容量的限制等許多優(yōu)點(diǎn)，因此在中低功率電源的應(yīng)用場(chǎng)合中，正激變換器被廣泛的使用。

當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入端能量通過變壓器傳輸至負(fù)載，此時(shí)，變壓器磁芯在正向電流作用下工作于磁滯回線的第一象限，但是，開關(guān)關(guān)斷期間，勵(lì)磁能量無(wú)釋放回路，正激變換器自身不能完成磁復(fù)位，若是在關(guān)斷期間磁芯無(wú)法回到磁滯回線的初始位置，經(jīng)歷若干周期后磁芯將達(dá)到飽和，導(dǎo)致磁導(dǎo)率急劇下降，變壓器相當(dāng)于短路狀態(tài)，流過開關(guān)管的電流將急劇增大，甚至損壞開關(guān)管和功率變換器，因此，正激變換器需要額外增加輔助電路以實(shí)現(xiàn)變壓器磁復(fù)位，避免磁芯飽和。

為此，研究人員提出了許多磁復(fù)位方法，且不同的磁復(fù)位方式將導(dǎo)致不同的電路特性，常見的磁復(fù)位有傳統(tǒng)原邊輔助繞組、有源鉗位和原邊RCD、雙管正激以及諧振磁復(fù)位等多種方式。但以上的磁復(fù)位方式均不能將勵(lì)磁能量傳輸?shù)截?fù)載，影響了變換器的能量傳輸效率，而正反激組合變換器綜合了正激和反激變換器的特點(diǎn)，既能解決正激變換器的固有缺點(diǎn)，又可將勵(lì)磁能量傳遞給負(fù)載，提高變換器的效率和整體性能，逐漸取代了正激變換器傳統(tǒng)的磁復(fù)位方式，已經(jīng)成為一個(gè)重要研究方向。

正反激組合變換器可將勵(lì)磁能量傳輸?shù)捷敵觯岣咦儞Q器的整機(jī)效率，但具有副邊繞組的正激拓?fù)湓黾恿俗儔浩骼@制的復(fù)雜性，中心抽頭全波整流移除了續(xù)流二極管，但存在正、反激電流難以匹配的問題；副邊四個(gè)二極管結(jié)構(gòu)能量傳輸需要通過較多二極管，增加了電路損耗，還會(huì)影響電路工作模式，不便傳輸大功率。

因此，研究新型的正反激組合變換器，對(duì)正激復(fù)位技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種副邊采用LC自復(fù)位電路的正激變換器及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有磁復(fù)位電路勵(lì)磁能量利用率低、電路組成復(fù)雜、損耗大、效率低的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種副邊采用LC自復(fù)位電路的正激變換器，包括正激變換器主電路和能量轉(zhuǎn)移與傳輸電路，所述正激變換器主電路包括高頻變壓器、開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第一電感和第一電容，所述能量轉(zhuǎn)移與傳輸電路包括第二電容和第二電感；其中，所述高頻變壓器的原邊同名端為正激變換器主電路的正極電壓輸入端，其原邊異名端與開關(guān)管的漏極連接，其副邊同名端分別與第二二極管的陰極和第一電感的一端連接，其副邊異名端分別與第一二極管的陰極、第二電容的一端和第二電感的一端連接；所述開關(guān)管的源極為正激變換器主電路的負(fù)極電壓輸入端，其的柵極為控制信號(hào)輸入端；所述第一電感的另一端分別與第一電容的一端和第二電感的另一端連接且為正激變換器主電路的正極電壓輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極分別與第二二極管的陽(yáng)極、第一電容的另一端和第二電容的另一端連接且為正激變換器主電路的負(fù)極電壓輸出端，所述負(fù)極電壓輸出端接地。

其中，較佳方案是：所述第一二極管和第二二極管均為快恢復(fù)二極管。

其中，較佳方案是：所述開關(guān)管為全控型功率半導(dǎo)體器件。

其中，較佳方案是：所述開關(guān)管為NMOS開關(guān)管。