[發明專利]一種副邊鉗位型移相全橋變換器

有效

• 申請號: 202110394612.3
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113131750B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 王勇;楊煜志
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種副邊鉗位型移相全橋變換器，所述副邊鉗位型移相全橋變換器的副邊帶中心抽頭，所述中心抽頭包括在副邊中點處連接鉗位二極管D5的陽極，鉗位二極管D5的陰極連接輸出的正母線。本發明使用的鉗位電路器件數量僅為原邊鉗位型的一半，且器件應力大大減??；所提拓撲沒有鉗位二極管的反向恢復損耗；有效降低輕載時的鉗位二極管的導通損耗。

技術領域

本發明涉及電力電子變流的的技術領域，具體地，涉及一種副邊鉗位型移相全橋變換器。

背景技術

在全開關全橋變換器中，利用變壓器漏感或者輔助電感來實現開關管的ZVS，當變換器的開關模態變化時，輸出整流二極管開始換流，此時原邊的漏感或者輔助電感與輸出整流二極管的結電容發生諧振，在輸出整流二極管引起電壓振蕩和電壓尖峰，造成輸出整流二極管電壓應力較高。

傳統的原邊鉗位移相全橋拓撲，在原邊引入兩只鉗位二極管，有效消除了輸出整流二極管引起電壓振蕩和電壓尖峰，并保留了移相全橋的軟開關特性。

但傳統原邊鉗位電路的固有拓撲決定了其存在局限性，如圖1所示。其一：其鉗位電路是由兩個高壓鉗位二極管D1和D2組成。因為鉗位二極管直接連接輸入母線的正負極，故耐壓需大于輸入母線電壓，對二極管要求較高。其二：分析原邊鉗位移相全橋拓撲的工作過程可知，鉗位二極管中流過電流是諧振電感電流和原邊電流之差，其初始值為諧振電流，隨著輸出濾波電感電流的上升，鉗位二極管的電流相應下降。為了減小輸出電流紋波，輸出濾波電感一般設計的比較大，因此輸出濾波電感電流上升比較慢，這樣鉗位二極管的電流下降的也比較慢，在超前橋臂和諧振電感以及鉗位二極管中造成較大損耗，如果輸出濾波電感的電流上升量小于諧振電流，那么二極管的導通時間會長達半個開關周期。而且鉗位二極管是硬關斷，存在嚴重的反向恢復問題，在輸入電壓很高的情況下，很容易損壞。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種副邊鉗位型移相全橋變換器。

根據本發明提供的一種副邊鉗位型移相全橋變換器，所述副邊鉗位型移相全橋變換器的副邊帶中心抽頭，所述中心抽頭包括在副邊中點處連接鉗位二極管D5的陽極，鉗位二極管D5的陰極連接輸出的正母線。

優選地，所述副邊鉗位型移相全橋變換器的變比為1:0.5n：0.5n，n0.5。

優選地，所述原邊包括：MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、電容Cb、電感Lr和變壓器勵磁電感Lm；

所述MOS管Q1的源極與所述MOS管Q3的漏極連接，所述MOS管Q2的源極與所述MOS管Q4的漏極連接，原邊繞組的一端通過所述電感Lr和所述電容Cb連接在所述MOS管Q1的源極與所述MOS管Q3的漏極之間，原邊繞組的另一端連接在所述MOS管Q2的源極與所述MOS管Q4的漏極之間。

優選地，所述副邊包括：二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、所述鉗位二極管D5、電容C0、電感L0和電阻R0；

所述二極管D1的陽極連接所述二極管D2的陰極，所述二極管D3的陽極連接所述二極管D4的陰極，所述電感L0的一端連接所述二極管D1和所述二極管D3的陰極，所述電感L0的另一端通過所述電容C0連接所述二極管D2和所述二極管D4的陽極，所述電阻R0與所述電容C0并聯；

所述鉗位二極管D5的陽極連接所述副邊的兩個繞組之間，所述鉗位二極管D5的陰極連接所述電容C0和所述電感L0之間。

優選地，所述變換器的開關模態從0狀態切換到+1狀態或者-1狀態，輸出整流二極管開始換流；所述原邊的輔助電感Lr與輸出整流二極管的結電容發生諧振，在輸出整流二極管引起電壓振蕩和電壓尖峰。