[發明專利]一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構

在審

• 申請號: 202110361202.9
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113098302A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 曼蘇樂;徐雅梅
• 申請（專利權）人: 常州天曼智能科技有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/34
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，該拓撲結構由維也納整流器以及兩個輔助電路組成，所述的維也納整流器由兩個整流二級管、兩個直流環節電容器以及兩個主開關構成，每個輔助電路分別與維也納整流器中兩個整流二級管所在支路連接，用以分別為維也納整流器的主開關和整流二級管創造軟開關條件，兩個輔助電路結構相同，均由一個諧振電感、一個變壓器、一個輔助開關和兩個阻塞二極管組成。

2.根據權利要求1所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，在維也納整流器中，電源依次經過線路電感(L)、第一主開關(S1)和第二主開關(S2)后接地，并且通過兩個直流環節電容器后與負載(R_L)的正負兩端連接，電源分別通過第一整流二級管(D1)和第二整流二級管(D2)連接到負載兩端。

3.根據權利要求2所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，對于連接第一整流二級管(D1)與第一直流環節電容器(C01)的第一輔助電路，該輔助電路由第一諧振電感(Ls1)、第一變壓器、第一阻塞二極管(Ds1)、第二阻塞二極管(Ds2)以及第一輔助開關(Ss1)構成，所述的第一諧振電感(Ls1)一端與第一整流二級管(D1)正極連接，另一端與第一變壓器的一次繞組連接，第一變壓器的一次繞組通過第二阻塞二極管(Ds2)與負載(R_L)正極連接，并且第一變壓器的一次繞組還與第一輔助開關(Ss1)的漏極連接，所述的第一輔助開關(Ss1)的源極連接到第二主開關(S2)和地之間，并且依次通過第一變壓器的二次繞組和第一阻塞二極管(Ds1)后與負載(R_L)正極連接。

4.根據權利要求3所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，所述的第二阻塞二極管(Ds2)為快速恢復二極管，用以避免在第一輔助開關(Ss1)打開時的反向恢復損耗。

5.根據權利要求3所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，所述的第一輔助開關(Ss1)以及第二阻塞二極管(Ds2)采用低功率半導體器件。

6.根據權利要求3所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，當第一主開關(S1)和第一輔助開關(Ss1)均被關閉時，電源通過第一整流二極管(D1)傳輸到負載，施加在第一主開關(S1)上的電壓為V₀₁，當第一輔助開關(Ss1)的柵極施加信號導通時，電源的輸入電流除流經整流第一整流二極管(D1)外，還繼續流經第一諧振電感(Ls1)、變壓器的一次繞組、第一輔助開關(Ss1)后返回到輸入電源，此時，流過第一變壓器一次繞組的電流在變壓器的二次繞組中產生電流，則第一變壓器二次繞組上施加的電壓為V₀₁，使得第一變壓器一次繞組上的反射電壓為nV₀₁，而通過第一諧振電感(Ls1)的電流從零線性增大到最終值Ii的速率與電流從Ii通過第一整流二極管(D1)從Ii線性減小到零的速率相同。

7.根據權利要求6所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，第一整流二極管(D1)的電流i_D1減小的速率的表達式為：

其中，n為一變壓器一次繞組與二次繞組的匝數比。

8.根據權利要求7所述的一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，其特征在于，通過選擇變壓器一次繞組與二次繞組的匝數比n以及第一諧振電感(Ls1)的值，控制通過第一整流二極管(D1)電流的關斷率。