[發(fā)明專利]一種基于飽和電感降低軟開關(guān)功率變換器損耗的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110942421.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN113659822B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海林;張琦;姚駿;秦振濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/36
• 分類號(hào): H02M1/36;H02M7/5387;H02M1/32
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 項(xiàng)曉丹

1.一種基于飽和電感降低軟開關(guān)功率變換器損耗的方法，軟開關(guān)功率變換器包括主電路和輔助開關(guān)支路，所述輔助開關(guān)支路包括串聯(lián)連接的輔助開關(guān)器件S_r1、輔助開關(guān)器件S_r2和諧振電感L，其特征在于，在所述輔助開關(guān)支路上還串聯(lián)有飽和電感L_r-sat，通過(guò)在所述輔助開關(guān)支路上串聯(lián)飽和電感L_r-sat來(lái)降低輔助開關(guān)支路上電流在過(guò)零點(diǎn)處的斜率，以此來(lái)達(dá)到降低輔助開關(guān)支路上的開關(guān)器件的開通損耗和反向恢復(fù)損耗的目的；

通過(guò)采用在輔助開關(guān)支路中串入飽和電感的方法，飽和電感的串入，減小了輔助開關(guān)支路電流過(guò)零點(diǎn)附近的電流下降率，輔助開關(guān)支路的電流下降率的減小使得輔助開關(guān)器件的開通損耗、反向恢復(fù)峰值電流和反向恢復(fù)損耗都得到了減小，同時(shí)由于飽和電感只作用在電流過(guò)零點(diǎn)附近，隨著電流的上升，飽和電感進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時(shí)飽和電感L_r-sat的電感值為0，故飽和電感L_r-sat的串聯(lián)也不會(huì)影響到功率變換器的占空比的性能；

輔助開關(guān)支路上電流在過(guò)零點(diǎn)處的斜率的計(jì)算公式為：

L_r＝L_r-sat+L

式中：

為輔助開關(guān)支路上電流在過(guò)零點(diǎn)處的斜率；

V_s為輔助開關(guān)支路上的電壓；

L_r為輔助開關(guān)支路上總的電感值；

L_r-sat為飽和電感值；

L為諧振電感值；

輔助開關(guān)支路上的開關(guān)器件的反向恢復(fù)峰值電流的計(jì)算公式為：

式中：

I_rm為反向恢復(fù)峰值電流；

V_s為輔助開關(guān)支路所承受電壓的大小；

L_r為輔助開關(guān)支路上總的電感值；

Q_m為正向?qū)ㄟ^(guò)程在漂移區(qū)積累的自由載流子電荷量；

C_d為輔助開關(guān)支路上的輔助開關(guān)器件總的結(jié)電容；

輔助開關(guān)支路上的開關(guān)器件的反向恢復(fù)損耗的計(jì)算公式為：

式中：

P_{loss_rec}為反向恢復(fù)損耗；

I_rm為反向恢復(fù)峰值電流；

L_r為輔助開關(guān)支路上總的電感值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于飽和電感降低軟開關(guān)功率變換器損耗的方法，其特征在于，所述主電路包括主開關(guān)器件S₁、主開關(guān)器件S₂、主開關(guān)器件S₃和主開關(guān)器件S₄，且所述主開關(guān)器件S₁、主開關(guān)器件S₂、主開關(guān)器件S₃和主開關(guān)器件S₄構(gòu)成全橋電路，所述輔助開關(guān)器件S_r2的正極端連接在所述主開關(guān)器件S₁和所述主開關(guān)器件S₃構(gòu)成的半橋中點(diǎn)處，所述輔助開關(guān)器件S_r2的負(fù)極與所述輔助開關(guān)器件S_r1的負(fù)極連接，所述輔助開關(guān)器件S_r1的正極連接在所述飽和電感L_r-sat和所述諧振電感L串聯(lián)形成的支路的一端，所述飽和電感L_r-sat和所述諧振電感L串聯(lián)形成的支路的另一端連接在所述主開關(guān)器件S₂和所述主開關(guān)器件S₄構(gòu)成的半橋中點(diǎn)處。