[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

本發明涉及一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，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與現有技術相比，本發明具有軟開關、大功率、零電壓開關導通等優點。

技術領域

本發明涉及電路拓撲技術領域，尤其是涉及一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構。

背景技術

在現有的技術中，存在很多電路拓撲采用有源和無源緩沖電路來產生半導體器件和整流二極管的軟開關條件，這些緩沖電路是用于限制二極管電流的變化率，并為電路的半導體元件創造軟開關條件，現有文獻R.Streit and D.Tollik,High efficiencytelecom rectifier using a novel soft-switched boost-based input currentshaper,[Proceedings]Thirteenth International Telecommunications EnergyConference-INTELEC 91,Kyoto,Japan,1991,pp.720-726,doi:10.1109/INTLEC.1991.172474.中提出了采用有源緩沖電路的變換器電路，除了開關導通和整流器關斷的軟開關外，還具有減小的電流和電壓應力，然而，有源緩沖電路的輔助開關具有較高的電流應力，并且在硬開關條件下工作。

在文獻C.M.C.Duarte and I.Barbi,“An improved family of ZVS-PWM active-clamping dc-to-dc converters,”in Conf.Rec.IEEE PESC’98,May 1998,pp.669–675.描述的boost拓撲結構中，主開關和輔助開關都在軟開關條件下工作，但是，主開關的電壓應力要高很多，這需要通過適當選擇緩沖電感值和開關頻率來控制，此外，門極驅動電路要求復雜、價格昂貴不易控制。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種軟開關高功率的維也納整流器拓撲結構，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。

在維也納整流器中，電源依次經過線路電感、第一主開關和第二主開關后接地，并且通過兩個直流環節電容器后與負載的正負兩端連接，電源分別通過第一整流二級管和第二整流二級管連接到負載兩端。

對于連接第一整流二級管與第一直流環節電容器的第一輔助電路，該輔助電路由第一諧振電感、第一變壓器、第一阻塞二極管、第二阻塞二極管以及第一輔助開關構成，所述的第一諧振電感一端與第一整流二級管正極連接，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與負載正極連接，并且第一變壓器的一次繞組還與第一輔助開關的漏極連接，所述的第一輔助開關的源極連接到第二主開關和地之間，并且依次通過第一變壓器的二次繞組和第一阻塞二極管后與負載正極連接。

所述的第二阻塞二極管為快速恢復二極管，用以避免在第一輔助開關打開時的反向恢復損耗。

所述的第一輔助開關以及第二阻塞二極管采用低功率半導體器件。