專利名稱：一種二次側(cè)移相控制全橋變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種二次側(cè)移相控制全橋變換器。
背景技術(shù)：
由單管構(gòu)成的變換器一般應(yīng)用于中小功率場合。而在中大功率場合中，一般采用全橋變換器。傳統(tǒng)的移相零電壓脈寬調(diào)制直流到直流(DC/DC)全橋變換器利用變壓器的漏感或原邊串聯(lián)電感和功率管的寄生電容來實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)。但傳統(tǒng)電路的拓撲結(jié)構(gòu)也存在自身的缺點，如變壓器一次側(cè)開關(guān)管的零電壓軟開關(guān)實現(xiàn)是建立在產(chǎn)生較大環(huán)流損耗基礎(chǔ)上，盡管降低了開關(guān)管損耗，但環(huán)流損耗的增大也將降低變換器的效率，此外每個橋臂的兩個開關(guān)管成180°互補導通，兩個橋臂的導通角互差一個相位，即移相角，通過調(diào)節(jié)移相角的大小來調(diào)節(jié)輸出電壓，但同橋臂的兩個開關(guān)管，其中一個必超前另一個導通，形成超前橋臂和滯后橋臂，滯后橋臂實現(xiàn)零電壓開關(guān)依賴諧振電感中的能量，滯后橋臂實現(xiàn)零電壓開關(guān)較為困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種二次側(cè)移相控制全橋變換器，實現(xiàn)了兩橋臂開關(guān)管的零電壓開關(guān)，并降低了環(huán)流損耗。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種二次側(cè)移相控制全橋變換器，包括逆變器電路、高頻變壓器、整流網(wǎng)絡(luò)、濾波電路和負載，其中，所述的整流網(wǎng)絡(luò)是由4個二極管D5 D8組成的橋式整流電路，與基本的全橋變換電路不同之處在于對整流網(wǎng)絡(luò)進行了改進， 在變壓器二次側(cè)的兩個輸出端分別串聯(lián)第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，所述第五開關(guān)管 S5的源極連接第五二極管D5的陽極，所述第五開關(guān)管S5的漏極連接變壓器二次側(cè)的第一輸出端和所述第六開關(guān)管S6的源極，所述第六開關(guān)管S6的漏極連接第六二極管D6的陰極，第六二極管D6的陽極連接第八二極管D8的陽極和濾波電路中電解電容C。的一端，第八二極管D8的陰極連接第七二極管D7的陽極、變壓器二次側(cè)的第二輸出端和濾波電路中電解電容Ctl的一端，第七二極管D7的陰極連接第五二極管D5的陰極和濾波電路中輸出平滑電感Ltl的輸入端；本發(fā)明的工作原理為全橋變換器在工作中，高頻變壓器一次側(cè)同組開關(guān)管(Si/ S4、S2/S3)同時觸發(fā)導通，在并聯(lián)電容與變壓器漏感諧振的輔助下實現(xiàn)零電壓零電流閉合， 變壓器二次側(cè)對應(yīng)開關(guān)管(S6、S5)為完成移相控制暫不閉合，變壓器二次側(cè)呈開路狀態(tài)， 此時變壓器一次側(cè)只流過較小的勵磁電流，大大減小了移相過程中的環(huán)流損耗，并且同橋臂兩個開關(guān)管的同時觸發(fā)解決了滯后臂零電壓開關(guān)實現(xiàn)困難的問題，當移相結(jié)束后，二次側(cè)相應(yīng)開關(guān)管閉合，一次側(cè)與二次側(cè)電流增大，直流電源向負載輸出功率，當一次側(cè)同組開關(guān)管斷開時，利用并聯(lián)電容與變壓器漏感諧振，實現(xiàn)零電壓關(guān)斷。本發(fā)明的優(yōu)點適用于高電壓、大功率的應(yīng)用場合，可實現(xiàn)所有開關(guān)管的軟開關(guān)， 可有效地抑制開關(guān)管的電壓、電流尖峰，并且利用變壓器二次側(cè)移相控制，實現(xiàn)移相過程中回路只流過勵磁電流，因而降低了環(huán)流損耗，也解決了滯后橋臂零電壓開關(guān)實現(xiàn)的困難。


圖1為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的電路圖；圖2為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的典型工作波形；圖3為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖4為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖5為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖6為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖7為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖8為本發(fā)明二次側(cè)移相控制變換器的各工作模式等效電路圖效電路圖；圖中，1、逆變器電路2、高頻變壓器3、整流網(wǎng)絡(luò)4、濾波電路5、負載。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。本實施例與基本的全橋變換電路的相同之處是仍然由逆變器電路(1)、高頻變壓器O)、整流網(wǎng)絡(luò)(3)、濾波電路(4)和負載(5)組成，只是對其中的整流網(wǎng)絡(luò)進行了改進 在變壓器的二次側(cè)的兩個輸出端分別串聯(lián)了第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，如圖1所示， 其中，逆變器電路(1)由四個開關(guān)管Sl S4串聯(lián)而成，開關(guān)管S1的漏極連接直流母線的正極，開關(guān)管Sl的源極連接開關(guān)管S2的漏極，開關(guān)管S2的源極連接開關(guān)管S4的源極，開關(guān)管 S3的漏極連接Sl的漏極，開關(guān)管S3的源極連接開關(guān)管S4的漏極，開關(guān)管S4的源極連接直流母線的負極，其中Dl D4為開關(guān)管Sl S4的反并聯(lián)二極管，Cl C4為開關(guān)管Sl S4的并聯(lián)電容，所述的Cl C4為無損緩沖電容；高頻變壓器TO) —次側(cè)接于全橋變換器兩開關(guān)橋臂中點，高頻變壓器TO)可選用單端變壓器或二次側(cè)為帶中間抽頭的變壓器，高頻變壓器TO) 二次側(cè)與整流網(wǎng)絡(luò)C3)相連，整流網(wǎng)絡(luò)C3)是由四個二極管D5 D8組成的橋式整流電路，開關(guān)管&的源極連接二極管D5的陽極，開關(guān)管&漏極連接開關(guān)管S6源極， 開關(guān)管&漏極連接二極管D6陰極，高頻變壓器T (2) 二次側(cè)同名端連接開關(guān)管&集電極和開關(guān)管&發(fā)射極，高頻變壓器TO) 二次側(cè)非同名端與二極管D8陰極相連，濾波電路(4)與整流網(wǎng)絡(luò)⑶輸出端相連，所述的濾波電路⑷包括輸出平滑電感L。和電解電容C。，L。的同名端連接整流網(wǎng)絡(luò)(3)的第五二極管D5的負極正和第七二極管D7的負極，L0的非同名端連接C。的正極和負載(5)的正極。本實施例中，同橋臂開關(guān)管S/S4、S2/S3同時觸發(fā)導通，通過移相控制來實現(xiàn)對輸出電壓大小的調(diào)節(jié)，觸發(fā)脈沖設(shè)置見表1
(Model)模式1等 (Mode2)模式2等 (Mode3)模式3等 (Mode4)模式4等 (Mode5)模式5等 (Mode6)模式6等
表1開關(guān)觸發(fā)脈沖設(shè)置
權(quán)利要求
1. 一種二次側(cè)移相控制全橋變換器，包括逆變器電路、高頻變壓器、整流網(wǎng)絡(luò)、濾波電路和負載，其中，所述的整流網(wǎng)絡(luò)是由4個二極管D5 D8組成的橋式整流電路，其特征在于在所述高頻變壓器二次側(cè)的兩個輸出端分別串聯(lián)第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，所述第五開關(guān)管S5的源極連接第五二極管D5的陽極，所述第五開關(guān)管S5的漏極連接變壓器二次側(cè)的第一輸出端和所述第六開關(guān)管S6的源極，所述第六開關(guān)管S6的漏極連接第六二極管D6的陰極，第六二極管D6的陽極連接第八二極管D8的陽極和濾波電路中電解電容C。的一端，第八二極管D8的陰極連接第七二極管D7的陽極、變壓器二次側(cè)的第二輸出端和濾波電路中電解電容Ctl的一端，第七二極管D7的陰極連接第五二極管D5的陰極和濾波電路中輸出平滑電感Ltl的輸入端。
全文摘要
一種二次側(cè)移相控制全橋變換器，屬于電能變換器技術(shù)領(lǐng)域，包括逆變器電路、高頻變壓器、整流網(wǎng)絡(luò)、濾波電路和負載，其中，所述的整流網(wǎng)絡(luò)是由4個二極管D5～D8組成的橋式整流電路，本發(fā)明對整流網(wǎng)絡(luò)進行了改進，在變壓器二次側(cè)的兩個輸出端分別串聯(lián)第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6，本發(fā)明適用于高電壓、大功率的應(yīng)用場合，可實現(xiàn)所有開關(guān)管的軟開關(guān)，可有效地抑制開關(guān)管的電壓、電流尖峰，并且利用變壓器二次側(cè)移相控制，實現(xiàn)移相過程中回路只流過勵磁電流，因而降低了環(huán)流損耗，也解決了滯后橋臂零電壓開關(guān)實現(xiàn)的困難。
文檔編號H02M3/335GK102364860SQ201110330358
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者候蕊, 劉秀翀, 張化光, 王琳, 褚恩輝 申請人:東北大學