CN109217682B - 推挽式电力转换器 - Google Patents
推挽式电力转换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109217682B CN109217682B CN201811092017.9A CN201811092017A CN109217682B CN 109217682 B CN109217682 B CN 109217682B CN 201811092017 A CN201811092017 A CN 201811092017A CN 109217682 B CN109217682 B CN 109217682B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coil
- main side
- switching tube
- voltage
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 12
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 101100489713 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND1 gene Proteins 0.000 description 9
- 101100464782 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CMP2 gene Proteins 0.000 description 6
- 101100464779 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CNA1 gene Proteins 0.000 description 6
- 101100489717 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND2 gene Proteins 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 102100036285 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Human genes 0.000 description 4
- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 101150110971 CIN7 gene Proteins 0.000 description 3
- 101150110298 INV1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100397044 Xenopus laevis invs-a gene Proteins 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/337—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
- H02M3/3376—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Abstract
本申请实施例提供的推挽式电力转换器，推挽式电力转换器中，第一变压器的主边线圈的一端与主边控制器的第一输入端连接，主边线圈的另一端与主边控制器的第二输入端连接；主边控制器的第一输出端与第一开关管的控制端连接，主边控制器的第二输出端与第二开关管的控制端连接；第一开关管的第一端与主边线圈的一端连接，第一开关管的第二端接主边地；第二开关管的第一端与主边线圈的另一端连接，第二开关管的第二端接主边地；谐振电容器与主边线圈并联；第一变压器的副边线圈的一端与第一副边二极管的正极连接，副边线圈的另一端与第二副边二极管的正极连接，第一副边二极管的负极以及第二副边二极管的负极与负载的一端连接，负载的另一端接副边地。
Description
技术领域
本申请涉及电气元件领域，具体而言，涉及一种推挽式电力转换器。
背景技术
通讯网络、电动汽车等大量地使用隔离式电力转换器。隔离式电力转换器将主边与副边进行电气隔离，切断电流回路，这样就可以提高设备的安全性和可靠性。
推挽转换器是一种常用的隔离式转换器，其拓扑如图1所示。第一变压器X1的主边线圈由线圈L111和线圈L222串联而成，L111一端连接电源电压VDD1，另一端连接第一开关管Q1的漏极；L112一端连接VDD1，另一端连接第二开关管Q2的漏极。Q1的栅极由控制器输出的第一栅极电压VG1控制，Q2的栅极由控制器输出的第二栅极电压VG2控制。Q1和Q2的源极都连接GND1。Cd1和Cd2分别是Q1和Q2的漏极寄生电容。X1的副边线圈由线圈L221和L222串联而成，L221一端连接GND2，另一端连接第一副边二极管Ds1的正极；L222一端连接GND2，另一端连接第二副边二极管Ds2的正极。Ds1和Ds2的负极都连接到输出电压VO1。
推挽式转换器的两个开关管交替工作，在整个工作周期内都向负载输出功率，因此其在输入电压很低的情况下仍可以保持较大输出功率，电压利用率较高。此外，推挽式转换器的两个开关管一端都接地，相较于半桥式转换器或全桥式转换器而言，其驱动电路较为简单。
X1的等效电路图如图2所示，Lm1是变压器X1的主边线圈L111的磁化电感，Lk1是L111与L221之间的漏感，L111与L221之间的耦合系数为k，L111的等效主边线圈Lp1与L221的等效副边线圈Ls1构成理想变压器，且Lp1与Ls1匝数比为1：n，n可以是大于0的任意数值。L111，L221，Lk1，Lm1，n，k之间有如下关系：
Lm2是变压器X1的主边线圈L112的磁化电感，Lk2是L112与L222之间的漏感，L112与L222之间的耦合系数为k，L112的等效主边线圈Lp2与L222的等效副边线圈Ls2构成理想变压器，且Lp2与Ls2匝数比为1：n，n可以是大于0的任意数值。L112，L222，Lk2，Lm2，n，k之间有如下关系：
推挽式转换器的工作原理如图3所示，其一个工作周期可以分为6个阶段。在初始时刻t1，Q1刚刚导通，Q2刚刚断开。第一阶段为t1至t2，此阶段Ds1断开，Ds2导通，根据图2所示的变压器等效电路图，L222两端电压被钳位在输出电压与Ds2导通电压之和，等效主边线圈Lp2两端电压被钳位，这将导致漏感Lk2与Q2的漏极寄生电容Cd2谐振，直到t2时刻Lk2上的能量耗散尽。第二阶段t2至t3，此阶段Q1导通，Q2断开，Ds1断开，Ds2导通，L112的漏感中电流为0，Lp2两端电压继续被钳位，直到t3时刻Ds2电流降为0。第三阶段为t3至t4，由于Ds2在t3时刻断开，Lp2两端电压不再被钳位，L112与Cd2谐振，直到t4时刻Q1断开，Q2导通。第四阶段为t4至t5，此阶段Ds1导通，Ds2断开，根据图2所示的变压器等效电路图，L221两端电压被钳位在输出电压与Ds1导通电压之和，Lp1两端电压被钳位，这将导致漏感Lk1与Q1的漏极寄生电容Cd1谐振，直到t5时刻漏感上的能量耗散尽。第五阶段t5至t6，此阶段Q1断开，Q2导通，Ds1导通，Ds2断开，Lk1的电流为0，Lp1两端电压继续被钳位，直到t6时刻Ds1电流降为0。第六阶段为t6至t7，由于Ds1在t6时刻断开，Lp1两端电压不再被钳位，L111与Cd1谐振，直到t7时刻Q2再次断开，Q1再次导通。
在第二阶段和第四阶段，即t2至t3和t4至t5，变压器的漏感和开关管的漏极寄生电容谐振直至漏感中的能量耗散尽。对一个耦合系数为k的变压器，储存在其漏感上的能量与整个变压器的能量之比为(1-k2):1。当前的一些应用中使用的变压器则具有较低的耦合系数，如集成隔离电源中的微型变压器。其耦合系数有时低于0.8，如不加以特殊处理，漏感上损失的能量将大于36％，这会严重的降低推挽式电力转换器的效率。
申请内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种推挽式电力转换器。
本申请实施例提供了一种推挽式电力转换器，所述推挽式电力转换器包括：第一变压器、主边控制器、第一开关管、第二开关管、谐振电容器、第一副边二极管、第二副边二极管以及负载；所述第一变压器的主边线圈的一端与所述主边控制器的第一输入端连接，所述主边线圈的另一端与所述主边控制器的第二输入端连接；所述主边控制器的第一输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述主边控制器的第二输出端与所述第二开关管的控制端连接；所述第一开关管的第一端与所述主边线圈的一端连接，所述第一开关管的第二端接主边地；所述第二开关管的第一端与所述主边线圈的另一端连接，所述第二开关管的第二端接主边地；所述谐振电容器与所述主边线圈并联；所述第一变压器的副边线圈的一端与所述第一副边二极管的正极连接，所述副边线圈的另一端与所述第二副边二极管的正极连接，所述第一副边二极管的负极以及第二副边二极管的负极均与所述负载的一端连接，所述负载的另一端接副边地。
本申请实施例提供的推挽式电力转换器的有益效果为：
本申请实施例提供的推挽式电力转换器，推挽式电力转换器中，第一变压器的主边线圈的一端与主边控制器的第一输入端连接，主边线圈的另一端与主边控制器的第二输入端连接；主边控制器的第一输出端与第一开关管的控制端连接，主边控制器的第二输出端与第二开关管的控制端连接；第一开关管的第一端与主边线圈的一端连接，第一开关管的第二端接主边地；第二开关管的第一端与主边线圈的另一端连接，第二开关管的第二端接主边地；谐振电容器与主边线圈并联；第一变压器的副边线圈的一端与第一副边二极管的正极连接，副边线圈的另一端与第二副边二极管的正极连接，第一副边二极管的负极以及第二副边二极管的负极均与负载的一端连接，负载的另一端接副边地。通过选择合适的谐振电容器，可以使谐振导致的第一开关管和第二开关管两端的电压波动的谷值小于零电压。在第二开关管断开，第一开关管导通时，漏感与谐振电容器及第二开关管的寄生电容谐振的能量未耗散尽；在第一开关管断开，第二开关管导通时，漏感与谐振电容器及第一开关管的寄生电容谐振的能量未耗散尽，因此实现了漏感能量的回收；第一开关管或第二开关管导通瞬间其两端电压被其寄生体二极管钳位，因此实现了零电压开关,减小了开关损耗。
为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的推挽式电力转换器的电路图；
图2是现有技术中的推挽式电力转换器的变压器的等效电路图；
图3是现有技术中的推挽式电力转换器的工作原理的示意图；
图4是本申请实施例提供的推挽式电力转换器的电路图；
图5是本申请实施例提供的推挽式电力转换器的工作波形图；
图6是本申请实施例提供的推挽式电力转换器的一种具体实施方式；
图7a至图7c共同示出了主边控制器的工作原理的示意图；
图8是本申请实施例提供的推挽式电力转换器的另一种具体实施方式。
具体实施方式
实施例
具体请参见图4，图4示出了本申请实施例提供的推挽式电力转换器，包括：第一变压器X1、主边控制器110、第一开关管Q1、第二开关管Q2、谐振电容器C1、第一副边二极管Ds1、第二副边二极管Ds2以及负载210。
所述第一变压器X1的主边线圈的一端与所述主边控制器110的第一输入端连接，所述主边线圈的另一端与所述主边控制器110的第二输入端连接；所述主边控制器110的第一输出端与所述第一开关管Q1的控制端连接，所述主边控制器110的第二输出端与所述第二开关管Q2的控制端连接。第一变压器X1可以为隔离变压器，其隔离电压大于1000伏；第一变压器X1也可以为微型变压器，变压器尺寸不超过5毫米。
所述第一开关管Q1的第一端与所述主边线圈的一端连接，所述第一开关管Q1的第二端接主边地GND1；所述第二开关管Q2的第一端与所述主边线圈的另一端连接，所述第二开关管Q2的第二端连接GND1；所述谐振电容器C1与所述主边线圈并联。谐振电容器C1，其一端连接Q1的漏极，另一端连接Q2的漏极。
谐振电容器C1可以包括集成的Metal-Insulator-Metal(MIM)电容和/或Metal-Oxide-Metal(MOM)电容。
具体地，第一开关管Q1可以为MOS管，所述第一开关管Q1的栅极与所述主边控制器110的第一输出端连接，所述第一开关管Q1的漏极与所述主边线圈的第一端连接，所述第一开关管Q1的源极连接GND1。
第二开关管Q2可以为MOS管，所述第二开关管Q2的栅极与所述主边控制器110的第二输出端连接，所述第二开关管Q2的漏极与所述主边线圈的第二端连接，所述第二开关管Q2的源极连接GND1。其中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均可以为NMOS管。Cd1和Cd2分别是Q1和Q2的漏极寄生电容。
所述主边线圈由第一子线圈L111和第二子线圈L112串联，所述第一子线圈L111的同名端与所述第二子线圈L112的异名端连接，所述第一子线圈L111的同名端与电源VDD1连接，所述第一子线圈L111的异名端分别与所述主边控制器110的第一输入端以及第一开关管Q1的第一端连接。所述第二子线圈L112的异名端与所述电源VDD1连接，所述第二子线圈L112的同名端分别与所述主边控制器110的第二输入端以及第二开关管Q2的第一端连接。
所述副边线圈由第三子线圈L221和第四子线圈L222串联，所述第三子线圈L221的同名端与所述第四子线圈L222的异名端连接，所述第三子线圈L221的同名端连接副边地GND2，所述第三子线圈L221的异名端与所述第一副边二极管Ds1的正极连接；所述第四子线圈L222的异名端连接GND2，所述第四子线圈L222的同名端与所述第二副边二极管Ds2的正极连接。Ds1和Ds2的负极都连接到输出电压VO1。所述负载210连接于VO1和GND2之间。
本申请实施例提供的推挽式电力转换器的工作原理为：
请参见图5，t1至t2阶段，Q1导通，Q2断开，Ds1断开，Ds2导通，根据图2所示的变压器等效电路图，L222两端电压被钳位在输出电压与Ds2导通电压之和，Lp2两端电压被钳位，Q1的漏极电压VD1通过导通的Q1接地，Cd2与C1并联，漏感Lk2与并联的Cd2和C1谐振。通过选择合适的C1，可以使谐振导致的Q2的漏极电压VD2的电压波动的谷值小于零电压。当VD2波动到低于零电压后将被Q2的寄生体二极管钳位在负的寄生体二极管导通电压。
t2时刻，Q1断开，Q2导通，此时Lk2与C1+Cd2谐振的能量未耗散尽，因此实现了漏感能量的回收；Q2导通瞬间VD2被其寄生体二极管钳位，因此实现了零电压开关。t2至t3阶段，Q2导通，Q1断开，Ds2断开，Ds1导通，根据图2所示的变压器等效电路图，L221两端电压被钳位在输出电压与Ds1导通电压之和，Lp1两端电压被钳位，VD2通过导通的Q2接地，Cd1与C1并联，漏感Lk1与并联的Cd1和C1谐振。通过选择合适的C1，可以使谐振导致的VD1的电压波动的谷值小于零电压。当VD1波动到低于零电压后将被Q1的寄生体二极管钳位在负的寄生体二极管导通电压。
t3时刻，Q2断开，Q1导通，此时Lk1与C1+Cd1谐振的能量未耗散尽，因此实现了漏感能量的回收；Q1导通瞬间VD1被其寄生体二极管钳位，因此实现了零电压开关。
准谐振的推挽式电力转换器可以实现漏感能量回收，因此可以减少了漏感上能量的损耗，提高了效率，所述准谐振的推挽式转换器同时实现了零电压开关，因此可以减少开关损耗，提高了效率。
请参见图6，在本申请的一种具体实施方式中,主边控制器110包括第一比较器CMP1、第二比较器CMP2、第三开关Ss1、第四开关SR1、第五开关Ss2、第六开关SR2、压控振荡器111、第一驱动器DR1、第二驱动器DR2和第一反相器INV1。
所述第一比较器CMP1的负输入端连接GND1，所述第一比较器CMP1的正输入端经所述第三开关Ss1与所述主边线圈的一端连接，所述第一比较器CMP1的正输入端还经所述第四开关SR1连接GND1，所述第一比较器CMP1的输出端与所述压控振荡器111的第一输入端连接。
所述第二比较器CMP2的负输入端连接GND1，所述第二比较器CMP2的正输入端经所述第五开关Ss2与所述主边线圈的另一端连接，所述第二比较器CMP2的正输入端还经所述第六开关SR2连接GND1，所述第二比较器CMP2的输出端与所述压控振荡器111的第二输入端连接。
所述压控振荡器111的输出端分别与所述第一驱动器DR1的输入端以及第一反相器INV1的输入端连接，所述第一驱动器DR1的输出端与所述第一开关管Q1的控制端连接；所述第一反相器INV1的输出端经所述第二驱动器DR2与所述第二开关管Q2的控制端连接。
请参见图6和图7，该具体实施方式中主边控制器110的工作原理为，Ss1在t2至t3阶段导通，导通时CMP1将VD1和零电压进行比较。SR1在t2前一刻导通一小段时间，用于将VDT1复位到低电位。Ss2在t1至t2阶段导通，导通时CMP2将VD2和零电压进行比较。SR2在t3前一刻导通一小段时间，用于将VDT2复位到低电位。压控振荡器111可以产生占空比为0.5的方波，其频率由输入端VDT1和VDT2控制。DR1和DR2用于增加信号的驱动能力，不改变信号的频率和占空比。VG1和VG2是占空比为0.5且相位相差180度的方波信号。
当Q1/Q2导通前一刻的VD1/VD2高于零电压时，所述准谐振的推挽式转换器未能实现零电压开关，VG1/VG2的频率可能过高也可能过低，在这两种情况下VD1/VD2的波形不同，因此压控振荡器111的输入VDT1/VDT2也不同，压控振荡器111可以根据不同的输入将其下一个周期输出的方波的频率减小(如图7a所示)或增大(如图7b所示)，直至所述准谐振的推挽式转换器可以实现零电压开关。当所述准谐振的推挽式转换器可以实现零电压开关时，VG1/VG2的频率保持不变(如图7c所示)。
请参见图8，在本申请的一种具体实施方式中，还可以包括第一采样电阻Rs1、第二采样电阻Rs2、第三比较器CMP3、副边发射电路220、第二变压器X2、主边接收电路120以及输出电容器Co1。
所述第一副边二极管Ds1的负极以及第二副边二极管Ds2的负极依次经所述第一采样电阻Rs1和第二采样电阻Rs2连接GND2。
所述第三比较器CMP3的负输入端连接于所述第一采样电阻Rs1与第二采样电阻Rs2之间，其电压为采样的输出电压VO1S，所述第三比较器CMP3的正输入端与基准电压VREF1相连，所述第三比较器CMP3的输出端与所述副边发射电路220的输入端连接，所述副边发射电路220与所述第二变压器X2的副边线圈连接。
所述第二变压器X2的主边线圈与所述主边接收电路120的输入端连接，所述主边接收电路120的输出端与所述主边控制器110的使能端连接。
所述输出电容器CO1的一端与所述第一副边二极管Ds1的负极以及第二副边二极管Ds2的负极连接，所述输出电容器CO1的另一端接地。
当采样的输出电压VO1S从低于VREF1变为高于VREF1时，COMP3的输出从高电位变为低电位，该电压变化通过副边发射电路220和X2传输给主边接收电路120，主边接收电路120将控制器的使能信号EN置为低电位，控制器停止工作，VG1和VG2都变为低电位，Q1和Q2不再导通，能量停止从主边向副边传输，导致输出电压下降。当采样的输出电压VO1S从高与VREF1变为低于VREF1时，COMP3的输出从低电位变为高电位，该电压变化通过副边发射电路220和X2传输给主边接收电路120，主边接收电路120将控制器的使能信号EN置为高电位，控制器开始工作，能量从主边向副边传输，导致VO1上升。在稳定状态下，VO1S会围绕VREF1上下波动，即VO1会围绕预设电压上下波动，通过输出电容CO1的滤波作用，可以减小VO1的纹波，得到稳定的输出电压。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种推挽式电力转换器，其特征在于，所述推挽式电力转换器包括：第一变压器、主边控制器、第一开关管、第二开关管、谐振电容器、第一副边二极管、第二副边二极管以及负载；
所述第一变压器的主边线圈由第一子线圈和第二子线圈串联，所述第一子线圈的同名端与所述第二子线圈的异名端连接，所述第一子线圈的同名端与电源电压连接，所述第一子线圈的异名端分别与所述主边控制器的第一输入端以及第一开关管的第一端连接；所述第二子线圈的异名端与所述电源连接，所述第二子线圈的同名端分别与所述主边控制器的第二输入端以及第二开关管的第一端连接；所述主边控制器的第一输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述主边控制器的第二输出端与所述第二开关管的控制端连接；所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端都连接主边地；
所述第一变压器的副边线圈由第三子线圈和第四子线圈串联，所述第三子线圈的同名端与所述第四子线圈的异名端连接，所述第三子线圈的同名端连接副边地，所述第三子线圈的异名端与所述第一副边二极管的正极连接，所述第四子线圈的异名端连接副边地，所述第四子线圈的同名端与所述第二副边二极管的正极连接，所述第一副边二极管的负极和所述第二副边二极管的负极都连接输出电压，所述负载连接于输出电压与副边地之间；
所述谐振电容器与所述主边线圈并联；
所述第一开关管导通瞬间，所述第一开关的两端的电压值小于零电压，所述第二开关管导通瞬间，所述第二开关的两端的电压值小于零电压；
其中，所述第一开关管为MOS管，所述第一开关管的栅极与所述主边控制器的第一输出端连接，所述第一开关管的漏极与所述主边线圈的第一端连接，所述第一开关管的源极接地；
所述第二开关管为MOS管，所述第二开关管的栅极与所述主边控制器的第二输出端连接，所述第二开关管的漏极与所述主边线圈的第二端连接，所述第二开关管的源极接地；
所述主边控制器包括第一比较器、第二比较器、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、压控振荡器、第一驱动器、第二驱动器和第一反相器；
所述第一比较器的负输入端接主边地，所述第一比较器的正输入端经所述第三开关与所述主边线圈的一端连接，所述第一比较器的正输入端还经所述第四开关接主边地，所述第一比较器的输出端与所述压控振荡器的第一输入端连接；
所述第二比较器的负输入端接主边地，所述第二比较器的正输入端经所述第五开关与所述主边线圈的另一端连接，所述第二比较器的正输入端还经所述第六开关接主边地，所述第二比较器的输出端与所述压控振荡器的第二输入端连接；
所述压控振荡器的输出端分别与所述第一驱动器的输入端以及第一反相器的输入端连接，所述第一驱动器的输出端与所述第一开关管的控制端连接；所述第一反相器的输出端经所述第二驱动器与所述第二开关管的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管均为NMOS管。
3.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，所述谐振电容器包括集成的Metal-Insulator-Metal (MIM)电容和/或Metal-Oxide-Metal (MOM)电容。
4.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，还包括第一采样电阻、第二采样电阻、第三比较器、副边发射电路、第二变压器、主边接收电路；
所述第一副边二极管的负极以及第二副边二极管的负极依次经所述第一采样电阻和第二采样电阻接副边地；
所述第三比较器的负输入端连接于所述第一采样电阻与第二采样电阻之间，所述第三比较器的正输入端与基准电压相连，所述第三比较器的输出端与所述副边发射电路的输入端连接，所述副边发射电路与所述第二变压器的副边线圈连接；
所述第二变压器的主边线圈与所述主边接收电路的输入端连接，所述主边接收电路的输出端与所述控制器的使能端连接。
5.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，还包括输出电容器，所述输出电容器连接与输出电压与副边地之间。
6.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，第一变压器是隔离变压器，其隔离电压大于1000伏。
7.根据权利要求1所述的推挽式电力转换器，其特征在于，第一变压器是微型变压器，变压器尺寸不超过5毫米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811092017.9A CN109217682B (zh) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | 推挽式电力转换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811092017.9A CN109217682B (zh) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | 推挽式电力转换器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109217682A CN109217682A (zh) | 2019-01-15 |
| CN109217682B true CN109217682B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=64984381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811092017.9A Active CN109217682B (zh) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | 推挽式电力转换器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109217682B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111371296A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-07-03 | 天津智模科技有限公司 | 用于隔离电源的驱动电路、隔离电源电路及隔离电源 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275391B1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-08-14 | General Electric Company | Compact push-pull converter and crowbar circuit, and control therefor |
| KR20110029772A (ko) * | 2009-09-16 | 2011-03-23 | 전남대학교산학협력단 | 푸쉬-풀 방식의 소프트 스위칭 ｄｃ/ｄｃ컨버터 |
| CN102497108A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-13 | 南京航空航天大学 | Llc谐振型推挽正激变换拓扑 |
| KR20130068761A (ko) * | 2011-12-16 | 2013-06-26 | 삼성전기주식회사 | 푸쉬-풀 컨버터 |
| CN103944402A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-23 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种零电压开关的它激式推挽变换器的控制方法及变换器 |
| CN104539167A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种推挽变换器的同步整流控制方法及控制芯片 |
| CN105141138A (zh) * | 2015-10-21 | 2015-12-09 | 南京航空航天大学 | 一种倍压式软开关型推挽直流变换器 |
| CN105245113A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-13 | 燕山大学 | 一种抗直通软开关推挽llc谐振变换器 |
| CN106059320A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种并联谐振型零电压开关推挽正激变换器 |
| WO2018094918A1 (zh) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 广东百事泰电子商务股份有限公司 | 一种推挽开关电路及软开关三管推挽正激变换器 |
| CN208608902U (zh) * | 2018-09-19 | 2019-03-15 | 重庆线易电子科技有限责任公司 | 推挽式电力转换器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102624245A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | 联正电子(深圳)有限公司 | 准谐振推挽变换器及其控制方法 |
| CN102291001B (zh) * | 2011-08-26 | 2014-01-01 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种自激推挽式变换器 |
-
2018
- 2018-09-19 CN CN201811092017.9A patent/CN109217682B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275391B1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-08-14 | General Electric Company | Compact push-pull converter and crowbar circuit, and control therefor |
| KR20110029772A (ko) * | 2009-09-16 | 2011-03-23 | 전남대학교산학협력단 | 푸쉬-풀 방식의 소프트 스위칭 ｄｃ/ｄｃ컨버터 |
| KR20130068761A (ko) * | 2011-12-16 | 2013-06-26 | 삼성전기주식회사 | 푸쉬-풀 컨버터 |
| CN102497108A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-13 | 南京航空航天大学 | Llc谐振型推挽正激变换拓扑 |
| CN103944402A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-23 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种零电压开关的它激式推挽变换器的控制方法及变换器 |
| CN104539167A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种推挽变换器的同步整流控制方法及控制芯片 |
| CN105141138A (zh) * | 2015-10-21 | 2015-12-09 | 南京航空航天大学 | 一种倍压式软开关型推挽直流变换器 |
| CN105245113A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-13 | 燕山大学 | 一种抗直通软开关推挽llc谐振变换器 |
| CN106059320A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种并联谐振型零电压开关推挽正激变换器 |
| WO2018094918A1 (zh) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 广东百事泰电子商务股份有限公司 | 一种推挽开关电路及软开关三管推挽正激变换器 |
| CN208608902U (zh) * | 2018-09-19 | 2019-03-15 | 重庆线易电子科技有限责任公司 | 推挽式电力转换器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 一种适用于高压输入的零电压开关双管推挽直流变压器;王慧贞;毛赛君;;中国电机工程学报(第06期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109217682A (zh) | 2019-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8441812B2 (en) | Series resonant converter having a circuit configuration that prevents leading current | |
| US10658928B2 (en) | Switched capacitor converters with multi resonant frequencies | |
| US4788634A (en) | Resonant forward converter | |
| EP0508664B1 (en) | DC to DC converter | |
| US6198260B1 (en) | Zero voltage switching active reset power converters | |
| US11349404B2 (en) | Power conversion circuit and power conversion apparatus with same | |
| WO2007082090A2 (en) | Methods and apparatus for a resonant converter | |
| JP3317950B2 (ja) | アクティブクランプフォアワードコンバータ | |
| CN108123605B (zh) | 电源变换电路的控制方法以及相关电源变换电路 | |
| JP5641368B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US6097614A (en) | Asymmetrical pulse width modulated resonant DC-DC converter with compensating circuitry | |
| KR100531923B1 (ko) | 액티브 스너버 회로를 구비하는 파워 컨버터 모듈 | |
| JP2016213995A (ja) | 共振インバータおよび共振型電源装置 | |
| EP3633840A1 (en) | Converter | |
| CN109217682B (zh) | 推挽式电力转换器 | |
| CN108923661A (zh) | 电力转换器 | |
| US9473035B2 (en) | Power conversion device | |
| CN112311239B (zh) | 电压转换装置 | |
| KR20190136294A (ko) | Ｄｃ-ｄｃ 변환 장치 | |
| CN208608902U (zh) | 推挽式电力转换器 | |
| US11831238B2 (en) | Power conversion system | |
| Wu et al. | ZVS three‐phase current‐fed push–pull converter employing a simple active‐clamp circuit for voltage step‐up applications | |
| CN208849675U (zh) | 电力转换器 | |
| JP3426070B2 (ja) | 共振形フォワードコンバータ | |
| KR20180000943A (ko) | 단상 트랜스 z 소스 ac-ac 컨버터 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231224 Address after: Room 803, Building D, Jinxiu Phase III, No. 85 Hudipi, Songxuan Community, Guanhu Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518110 Patentee after: Shenzhen Line Easy Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 401120 data of Xiantao street, Yubei District, Chongqing 19 Patentee before: CHONGQING XIANYI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |