CN109586583B - 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器 - Google Patents

一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN109586583B
CN109586583B CN201811469558.9A CN201811469558A CN109586583B CN 109586583 B CN109586583 B CN 109586583B CN 201811469558 A CN201811469558 A CN 201811469558A CN 109586583 B CN109586583 B CN 109586583B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power switch
switch tube
switching
diode
stage
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
Application number
CN201811469558.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109586583A (zh
Inventor
袁义生
饶晟锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongshan Xuguiming Electronics Co ltd
Original Assignee
East China Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Jiaotong University filed Critical East China Jiaotong University
Priority to CN201811469558.9A priority Critical patent/CN109586583B/zh
Publication of CN109586583A publication Critical patent/CN109586583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109586583B publication Critical patent/CN109586583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

一种软开关电流馈推挽式直流‑直流变换器，包括直流电源U in、反激变压器TX1和主变压器TX2、与反激变压器TX1副边绕组相连的第四二极管D4、输出电容Co和负载电阻R0，还包括与两个变压器原边绕组相连的原边电路、与主变压器副边绕组相连的整流电路。所述变换器通过在与两个变压器原边绕组相连的原边电路上，增加一个串联的第一功率开关管，并辅助相应的开关时序，实现了开关管的软开关切换。本发明实现了开关管的软开关切换，降低了开关损耗，提高了工作效率。

Description

一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器
技术领域
本发明涉及一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器，属电力电子技术领域。
背景技术
传统的推挽式直流-直流变换器因为变压器有两个原边绕组，使用的开关管关断时承受的电压是两倍的输入电压，适合于在低压大电流输入场合使用。但传统的推挽式直流-直流变换器当变压器变比为1时，本质上是一个降压电路，这限制了它的使用范围。而电流馈推挽式直流-直流变换器将滤波电感移至输入侧，在同样变压器TX2变比为1时，本质上则是一个升压电路，如附图1所示。因此，电流馈推挽式直流-直流变换器适合更低的输入电压Uin。而且，由于滤波电感Lp1在输入侧，电流馈推挽式直流-直流变换器比传统的推挽式直流-直流变换器有更小的输入侧电流纹波，更低的谐波和干扰。
但是，电流馈推挽式直流-直流变换器的硬开关工作方式使得其开关损耗较大，限制了其效率的提升。因此，有必要改进电路，提出能实现软开关的电流馈推挽式直流-直流变换器，以提高电路效率和功率密度。
发明内容
本发明的目的是，为了解决电流馈推挽式直流-直流变换器的硬开关工作方式存在的问题，提高电路效率和功率密度，提出一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器。
本发明实现的技术方案如下，包括直流电源Uin、反激变压器TX1和主变压器TX2、与反激变压器TX1副边绕组相连的第四二极管D4、输出电容Co和负载电阻R0。如图2所示。
所述变换器还包括与两个变压器原边绕组相连的原边电路、与主变压器副边绕组相连的整流电路；所述变换器通过在与两个变压器原边绕组相连的原边电路上，增加一个串联的第一功率开关管，并辅助相应的开关时序，实现了开关管的软开关切换。
所述的与两个变压器原边绕组相连的原边电路包括第一功率开关管S1，及与其反并联的第一二极管D1和与其并联的第一电容C1；第二功率开关管S2，及与其反并联的第二二极管D2和与其并联的第二电容C2；第三功率开关管S3，及与其反并联的第三二极管D3和与其并联的第三电容C3；反激变压器TX1原边绕组同名端与直流电源Uin的正极相连；异名端与第一功率开关管S1的漏极相连；第一功率开关管S1的源极与主变压器TX2的中间抽头相连；主变压器TX2的上端与第二功率开关管S2的漏极相连；主变压器TX2的下端与第三功率开关管S3的漏极相连；第二功率开关管S2的源极与第三功率开关管S3的源极相连，并连接直流电源Uin的负极。
所述的反激变压器TX1副边绕组的同名端接地，即输出电压Uo的负极；反激变压器TX1副边绕组的异名端接第四二极管D4的阳极；第四二极管D4的阴极接输出电容Co的上端，即输出电压Uo的正极；输出电容Co的下端接地，即输出电压Uo的负极。
所述的与主变压器TX2副边绕组相连的整流电路包含全桥整流电路，或者全波整流电路。
所述的全桥整流电路由第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8构成；(如图3中虚线框内所示。)与之相连的主变压器TX2副边只含有1个绕组；主变压器TX2副边绕组的同名端与第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阴极相连；TX2副边绕组的异名端与第七二极管D7的阳极和第八二极管D8的阴极相连；第五二极管D5的阴极和第七二极管D7的阴极连接，并与输出电容Co的上端相连；第六二极管D6的阳极和第八二极管D8的阳极相连，并与输出电容Co的下端相连；输出电容的两端并联负载电阻Ro。
所述的全波整流电路由第九二极管D9和第十二极管D10构成，(如附图4中虚线框内所示。)与之相连的主变压器TX2的副边绕组含中间抽头；主变压器TX2副边绕组上端接第九二极管D9的阳极；主变压器TX2副边绕组下端接第十二极管D10的阳极；TX2副边绕组的中间抽头接输出电容Co的下端；第九二极管D9的阴极与第十二极管D10的阴极相连，并接到输出电容Co的上端；输出电容的两端并联负载电阻Ro。
所述的三个功率开关管S1～S3的栅极分别接收外部设备提供的开关信号ug1～ug3。所述的开关信号ug为高电平时，对应的功率开关管导通；开关信号ug为低电平时，对应的功率开关管关断。
如图5所示，所述开关时序为：
第一功率开关管S1、第二功率开关管S2和第三功率开关管S3采用固定开关频率fs控制，在一个开关周期Ts内分为t0～t6六个阶段，动作顺序如下：
(1)[t0～t1]阶段：ug1、ug2和ug3输出高电平，此阶段持续时间为tb；
(2)[t1～t2]阶段：ug1和ug2输出高电平，ug3输出低电平；此阶段持续时间为tf；
(3)[t2～t3]阶段：ug2输出高电平，ug1和ug3输出低电平；此阶段持续时间为td；
(4)[t3～t4]阶段：ug2和ug3输出高电平，ug1输出低电平；此阶段持续时间为tr；
(5)[t4～t5]阶段：ug1、ug2和ug3输出高电平，此阶段持续时间为tb；
(6)[t5～t6]阶段：ug1和ug3输出高电平，ug2输出低电平；此阶段持续时间为tf；
(7)[t6～t7]阶段：ug3输出高电平，ug1和ug2输出低电平；此阶段持续时间为td；
(8)[t7～t8]阶段：ug2和ug3输出高电平，ug1输出低电平；此阶段持续时间为tr；
其中，ug1为第一功率开关管的驱动信号；ug2为第二功率开关管的驱动信号；ug3为第三功率开关管的驱动信号。
所述的开关时序中，t0～t4和t4～t8各为开关周期Ts的一半。
本发明相对传统电流馈推挽式直流-直流变换器的有益效果是，通过增加了一个串联的第一功率开关管S1，并辅助相应的开关时序，实现了开关管的软开关切换，降低了开关损耗，提高了工作效率。
本发明可以应用于输入低压大电流的各类直流-直流变换器场合。
附图说明
图1为传统电流馈推挽式直流-直流变换器；
图2为本发明一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器；
图3为全桥整流电路及其周边连接电路；
图4为全波整流电路及其周边连接电路；
图5为一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器的开关时序；
图6为一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器的实施例；
图7为包含漏感的一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器的实施例；
图8为实施例理想的开关信号及关键波形；
图9为实施例各个阶段工作电路图：
图9(a)为[t0～t1]阶段-电感存储能量阶段；
图9(b)为[t1～t2]阶段-电感释放能量阶段；
图9(c)为[t2～t3]阶段-死区时间阶段；
图9(d)为[t3～t4]阶段-反激复位阶段；
图9(e)为[t4～t5]阶段-电感存储能量阶段；
图9(f)为[t5～t6]阶段-电感释放能量阶段；
图9(g)为[t6～t7]阶段-死区时间阶段；
图9(h)为[t7～t8]阶段-反激复位阶段；
图10为实施例从上到下输入电流ip，变压器TX1副边电流is1，驱动信号ug1、ug2和ug3，以及输出电压Uo波形；
图11为实施例从上到下开关管S3的uds3和ug3波形。
具体实施方式
以下结合图6的一个具体实施例对本发明做进一步的详细说明。仅用以说明而非限制本发明的技术方案。
本实施例参见图6，是本发明一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器的实施电路，其与主变压器TX2副边绕组相连的整流电路是全桥整流电路。电路包含直流电源Uin，反激变压器TX1和主变压器TX2，三个带反并联二极管的功率开关管S1～S3，各个功率开关管S1～S3的外部并联电容C1～C3，第四二极管D4，与主变压器TX2副边绕组相连的四个二极管D5～D8构成的全桥整流电路，以及一个输出电容Co。Uo是输出电压。Ro是负载电阻。
三个功率开关管分别为：第一功率开关管S1、第二功率开关管S2和第三功率开关管S3。
三个反并联在功率开关管上的二极管分别为：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3。
三个并联在功率开关管上的电容分别为：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3。
四个二极管分别为第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8。
反激变压器TX1原边绕组同名端与直流电源Uin的正极相连；异名端与第一功率开关管S1的漏极相连。第一功率开关管S1的源极与主变压器TX2的中间抽头相连。主变压器TX2的上端与第二功率开关管S2的漏极相连。主变压器TX2的下端与第三功率开关管S3的漏极相连。第二功率开关管S2的源极与第三功率开关管S3的源极相连，并连接直流电源Uin的负极。
反激变压器TX1副边绕组的同名端接地，即输出电压Uo的负极。反激变压器TX1副边绕组的异名端接第四二极管D4的阳极。第四二极管D4的阴极接输出电容Co的上端，即输出电压Uo的正极。输出电容Co的下端接地，即输出电压Uo的负极。
主变压器TX2副边绕组的同名端与第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阴极相连。主变压器TX2副边绕组的异名端与第七二极管D7的阳极和第八二极管D8的阴极相连。第五二极管D5的阴极和第七二极管D7的阴极连接，并与输出电容Co的上端相连。第六二极管D6的阳极和第八二极管D8的阳极相连，并与输出电容Co的下端相连。
实际的反激变压器TX1和主变压器TX2都存在漏感，定义反激变压器TX1折算到原边绕组的漏感为第一漏感Lk1，以及主变压器TX2两个原边绕组漏感分别为第二漏感Lk2和第三漏感Lk3。含有这些漏感的电路图如附图7所示。
假设：
1)各功率开关管和二极管导通电阻为0，二极管的门槛电压为0。
2)各个开关管外部并联第一电容C1、第一电容C2和第三电容C3容值相等，都为Cp。
3)第一漏感Lk1、第二漏感Lk2和第三漏感Lk3相等都为Lk。
4)反激变压器TX1原副边绕组匝数分别为Np1、Ns1；反激变压器原边绕组电感为Lp1、反激变压器副边绕组电感为Ls1。
5)主变压器TX2两个原边绕组匝数相等都为Np2，主变压器副边绕组匝数Ns2；主变压器原边绕组电感量为Lp2，主变压器副边绕组电感为Ls2。
图8所示的第一功率开关管S1、第二功率开关管S2和第三功率开关管S3在一个开关周期Ts内的理想开关驱动信号及关键波形。
本实施例的工作原理及各开关管实现软开关的原理如下所述：
在t0初始时刻：原边电流ip为0，第二功率开关管S2和第三功率开关管S3导通。
(1)[t0～t1]阶段-电感存储能量阶段，如图9(a)：t0时刻第一功率开关管S1触发导通，因为TX1原边电感电流ip初始值为0，第一功率开关管S1实现零电流导通。本阶段第一功率开关管S1，第二功率开关管S2和第三功率开关管S3同时导通流过电流。主变压器TX2原边两个绕组流过电流大小相等、方向相反，原边绕组等效于被短路。两个变压器副边的二极管都不导通，输出电容Co对负载电阻Ro放电。输入电压Uin作用在TX1的原边绕组电感及TX2两个原边绕组的漏感上，有：
Figure BDA0001890590040000081
up2＝up3＝0 公式(2)
原边电流ip线性上升、电感储能。此阶段持续时间为tb。
(2)[t1～t2]阶段-电感释放能量阶段，如图9(b)：t1时刻第三功率开关管S3关断，第一功率开关管S1和第二功率开关管S2继续导通流过电流。因第三功率开关管S3关断、电流ids3迅速下降，在相连的原边绕组上产生反电动势up3。up3迅速增加，当up3达到[(Np2/Ns2)×Uo]时，第六二极管D6和第七二极管D7导通，up3被钳位为[(Np2/Ns2)×Uo]。此时有：
Figure BDA0001890590040000082
Figure BDA0001890590040000083
因为[(Np2/Ns2)×Uo]大于Uin，原边电流ip线性下降。此阶段持续时间为tf。
(3)[t2～t3]阶段-死区时间阶段，如图9(c)：t2时刻，第一功率开关管S1关断。因第一功率开关管S1关断,Lp1与Lk1、C1、Lk2开始谐振，up1迅速上升到其折射到副边的电压us1等于[-Uo]，使得第四二极管D4导通将us1钳位至[-Uo]，TX1的原边电流迅速向副边转移。之后，Lk1、C1、Lk2继续谐振，谐振电流下降，uds1上升。因Lk1较小，忽略uk1，当uds1上升到[Uin+Uo×(Np1/Ns1)]时，变压器TX2原边绕组中间抽头处对Uin负极间的电压下降到0，第二二极管D2和第三二极管D3导通，为第三功率开关管S3的零电压开通提供条件。同时，变压器TX2原边绕组等效于被短路，二极管D6和D7也关断。此阶段持续时间为td，时间极短。
设计原则是：
Figure BDA0001890590040000091
其中，ip(t2)表示t2时刻的ip值。
(4)[t3～t4]阶段-反激复位阶段，如图9(d)：t3时刻第三功率开关管S3导通，从而实现零电压开通。因第二功率开关管S2和第三功率开关管S3同时导通，主变压器TX2两个原边绕组又等效于被短路，其副边整流桥关断。因为第一功率开关管S1关断，uds1迅速增加，导致up1减小并过零反向增加，当感应到TX1副边电压us1反向上升至[-Uo]时，第四二极管D4导通，TX1的原边电流迅速转移到副边，此过程极短。之后，副边电流is1在输出电压Uo的作用下，线性下降直至为零，此过程表示为：
Figure BDA0001890590040000092
此阶段持续时间为tr，其设计原则是保证is1能够下降到零。
(5)[t4～t5]阶段-电感存储能量阶段，如图9(e)：t4时刻第一功率开关管S1触发导通，因为反激变压器TX1原边电感电流ip初始值为0，第一功率开关管S1实现零电流导通。本阶段第一功率开关管S1，第二功率开关管S2和第三功率开关管S3同时导通流过电流。主变压器TX2原边两个绕组流过电流大小相等、方向相反，两个原边绕组等效于被短路。两个变压器副边的二极管都不导通，输出电容Co对负载电阻Ro放电。输入电压Uin作用在反激变压器TX1的原边绕组电感及主变压器TX2两个原边绕组的漏感上，有：
Figure BDA0001890590040000101
up2＝up3＝0 公式(8)
原边电流ip线性上升、电感储能。此阶段持续时间为tb。
(6)[t5～t6]阶段-电感释放能量阶段，如图9(f)：t5时刻第二功率开关管S2关断，第一功率开关管S1和第三功率开关管S3继续导通流过电流。因第二功率开关管S2关断、电流ids2迅速下降，在相连的原边绕组上产生反电动势up2。up2迅速反向增加，当up2等于[-(Np2/Ns2)×Uo]时，第五二极管D5和第八二极管D8导通，up2被钳位为[-(Np2/Ns2)×Uo]。此时有，
Figure BDA0001890590040000102
Figure BDA0001890590040000103
因为[(Np2/Ns2)×Uo]大于Uin，原边电流ip线性下降。此阶段持续时间为tf。
(7)[t6～t7]阶段-死区时间阶段，如图9(g)：t6时刻，第一功率开关管S1关断。因第一功率开关管S1关断、Lp1与Lk1、C1、Lk3开始谐振，up1迅速上升到其折射到副边的电压us1等于[-Uo]，使得第四二极管D4导通将us1钳位至[-Uo]，TX1的原边电流迅速向副边转移。之后，Lk1、C1、Lk3继续谐振，谐振电流下降，uds1上升。因Lk1较小，忽略uk1，当uds1上升到[Uin+Uo×(Np1/Ns1)]时，变压器TX2原边绕组中间抽头处对Uin负极间的电压下降到0，第三二极管D3和第二二极管D2导通，为第二功率开关管S2的零电压开通提供条件。同时，变压器TX2原边绕组等效于被短路，二极管D5和D8也关断。此阶段持续时间为td，时间极短，设计原则是：
Figure BDA0001890590040000111
其中，ip(t6)表示t6时刻的ip值。
(8)[t7～t8]阶段-反激复位阶段，如图9(h)：t7时刻第二功率开关管S2导通，从而实现零电压开通。因第二功率开关管S2和第三功率开关管S3同时导通，主变压器TX2原边绕组短路，其副边整流桥关断。因为第一功率开关管S1关断，uds1迅速增加，导致up1减小并过零反向增加，当感应到TX1副边电压us1反向上升至[-Uo]时，第四二极管D4导通，反激变压器TX1的原边电流迅速转移到副边，此过程极短。之后，副边电流is1在Uo的作用下，线性下降直至为零，此过程表示为：
Figure BDA0001890590040000112
此阶段持续时间为tr，其设计原则是保证is1能够下降到零。
可见，第一功率开关管S1实现零电流开通，第二功率开关管S2和第三功率开关管S3能实现零电压开通。
在本电路中，td为死区时间，时间很短，可以忽略。假设反激复位阶段电流is1下降到零所需时间为tr1(tr1≤tr)，根据电感在一个开关周期Ts内平均电压为零的原则，有：
Figure BDA0001890590040000113
求得：
Figure BDA0001890590040000114
其中α是各个阶段的占空比，分别如下：
Figure BDA0001890590040000121
依据公式(14)对电路进行设计。本实施例中，输入电压Uin为50V，输出电压Uo为129V，负载电阻Ro为100欧姆。本实施例的设计参数如下：
(1)反激变压器TX1的匝比(Np2/Ns2)和主变压器TX1的匝比(Np1/Ns1)都为1。
(2)定义开关频率fs为50KHz；
(3)定义占空比αr为0.2；
(4)主变压器TX2的原边电感量为40μH，第二漏感Lk2和Lk3为400nH；
(5)反激变压器TX1的原边电感量为0.5mH，第一漏感Lk1为5μH。
第一功率开关管S1、第二功率开关管S2和第三功率开关管S3的驱动信号ug1～ug3由系统通过控制器、隔离驱动放大产生。得到的波形如图10所示。图中从上到下依次是输入电流ip，反激变压器TX1副边电流is1，驱动信号ug1、ug2和ug3，以及输出电压Uo。对比ug1和ip可见，第一功率开关管S1实现了零电流开通，因为is1下降到0的时刻刚好第一功率开关管S1导通，电路工作在tr1等于tr模式。
图11所示从上到下为开关管第三功率开关管S3的uds3和ug3波形，当uds3下降到0后，ug3才上升，可见第三功率开关管S3实现了零电压开通。第二功率开关管S2与第三功率开关管S3的工作条件和特性一样。

Claims (2)

1.一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器，包括直流电源、反激变压器和主变压器、与反激变压器副边绕组相连的第四二极管、输出电容和负载电阻，其特征在于，所述变换器还包括与两个变压器原边绕组相连的原边电路、与主变压器副边绕组相连的整流电路；所述变换器通过在与两个变压器原边绕组相连的原边电路上，增加一个串联的第一功率开关管，并辅助相应的开关时序，实现了开关管的软开关切换；
所述的与两个变压器原边绕组相连的原边电路包括第一功率开关管，及与其反并联的第一二极管和与其并联的第一电容；第二功率开关管，及与其反并联的第二二极管和与其并联的第二电容；第三功率开关管，及与其反并联的第三二极管和与其并联的第三电容；所述反激变压器原边绕组同名端与直流电源的正极相连；异名端与第一功率开关管的漏极相连；第一功率开关管的源极与主变压器的中间抽头相连；所述主变压器的上端与第二功率开关管的漏极相连；所述主变压器的下端与第三功率开关管的漏极相连；第二功率开关管的源极与第三功率开关管的源极相连，并连接直流电源的负极；
所述的反激变压器副边绕组的同名端接地，即输出电压的负极；反激变压器副边绕组的异名端接第四二极管的阳极；第四二极管的阴极接输出电容的上端，即输出电压的正极；输出电容的下端接地，即输出电压的负极；
所述的与主变压器副边绕组相连的整流电路包含全桥整流电路，或者全波整流电路；
所述第一功率开关管、第二功率开关管和第三功率开关管的栅极分别接收外部设备提供的开关信号，所述开关信号是高电平时，对应的功率开关管导通；开关信号为低电平时，对应的功率开关管关断；
所述开关时序为：
第一功率开关管、第二功率开关管和第三功率开关管采用固定开关频率fs控制，在一个开关周期Ts内分为t0～t6六个阶段，动作顺序如下：
(1)[t0～t1]阶段：ug1、ug2和ug3输出高电平，此阶段持续时间为tb；
(2)[t1～t2]阶段：ug1和ug2输出高电平，ug3输出低电平；此阶段持续时间为tf；
(3)[t2～t3]阶段：ug2输出高电平，ug1和ug3输出低电平；此阶段持续时间为td；
(4)[t3～t4]阶段：ug2和ug3输出高电平，ug1输出低电平；此阶段持续时间为tr；
(5)[t4～t5]阶段：ug1、ug2和ug3输出高电平，此阶段持续时间为tb；
(6)[t5～t6]阶段：ug1和ug3输出高电平，ug2输出低电平；此阶段持续时间为tf；
(7)[t6～t7]阶段：ug3输出高电平，ug1和ug2输出低电平；此阶段持续时间为td；
(8)[t7～t8]阶段：ug2和ug3输出高电平，ug1输出低电平；此阶段持续时间为tr；
其中，ug1为第一功率开关管的驱动信号；ug2为第二功率开关管的驱动信号；ug3为第三功率开关管的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器，其特征在于，所述的开关时序中，t0～t4和t4～t8各为开关周期Ts的一半。
CN201811469558.9A 2018-12-04 2018-12-04 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器 Active CN109586583B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811469558.9A CN109586583B (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811469558.9A CN109586583B (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109586583A CN109586583A (zh) 2019-04-05
CN109586583B true CN109586583B (zh) 2021-01-15

Family

ID=65927151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811469558.9A Active CN109586583B (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109586583B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111884255A (zh) * 2020-07-30 2020-11-03 浙江昱能科技有限公司 一种光伏逆变器及光伏系统
CN112350583B (zh) * 2020-10-13 2023-08-08 广州地铁设计研究院股份有限公司 一种电流型推挽桥式软开关双向直流变换器
CN113285608A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种ups用双向dc-dc变换器拓扑结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201869128U (zh) * 2010-12-03 2011-06-15 亚力电机股份有限公司 太阳光伏发电系统及其交流模块
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
CN207801766U (zh) * 2018-02-28 2018-08-31 江苏金帆电源科技有限公司 一种推挽半桥式双向直流变换器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9401653B2 (en) * 2014-09-04 2016-07-26 Bose Corporation Power supply with switching converter
CN105871219B (zh) * 2016-05-17 2018-11-27 国网江西省电力科学研究院 一种辅助管电压箝位型软开关推挽直流变换器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201869128U (zh) * 2010-12-03 2011-06-15 亚力电机股份有限公司 太阳光伏发电系统及其交流模块
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
CN207801766U (zh) * 2018-02-28 2018-08-31 江苏金帆电源科技有限公司 一种推挽半桥式双向直流变换器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A Soft Switching Flyback Current-fed Push Pull Dc-Dc Converter with Active Clamp Circuit";M.Delshad and H.Farzanehfard;《2nd IEEE International Conference on Power and Energy (PECon 08)》;20081203;第203-207页 *
"ZVS三管推挽直流变换器";袁义生、伍群芳;《中国电机工程学报》;20121125;第32卷(第33期);第23-30、S4页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109586583A (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10050552B2 (en) High-frequency isolation alternating/direct current conversion circuit and control method thereof
CN106685231B (zh) 一种原边钳位型软开关全桥变换器及其不对称控制方法
US7405955B2 (en) Switching power supply unit and voltage converting method
CN105896986B (zh) 一种谐振变换器及其控制方法
CN101854120B (zh) 一种高效率多功能反激变换器
CN106505866B (zh) 一种三电平全桥直流变换装置
CN109586583B (zh) 一种软开关电流馈推挽式直流-直流变换器
CN109245545B (zh) 一种高电压增益的lcl谐振式直流-直流变换器
CN2917083Y (zh) 正激－反激合并式dc/dc隔离变换器
CN111656661B (zh) 恒频dc / dc功率转换器
CN108199579B (zh) 一种带耦合电感的高变比软开关dc-dc降压变换器
CN113541503A (zh) 一种零电流开关有源钳位电流型推挽直流变换器
US11764693B2 (en) Dual-capacitor resonant circuit for use with quasi-resonant zero-current-switching DC-DC converters
CN106533181A (zh) 一种双变压器并串联式llc谐振dc‑dc变换器及其控制方法
CN108964473A (zh) 一种高效率高压电源变换电路
TWI580166B (zh) 交錯式升壓轉換器
CN101557172B (zh) 一种输入交错串联正激直流变换器
CN112350583A (zh) 一种电流型推挽桥式软开关双向直流变换器
CN103296896B (zh) 一种软开关隔离型升压直流变换器及其控制方法
CN109639132B (zh) 一种谐振开关电容变换器
CN108768365B (zh) 转换开关变换及控制电路
CN115133781B (zh) 一种多模式三桥臂直流-直流变换器
CN109149954B (zh) 一种宽负载范围软开关电流型推挽直流变换器
TW202011676A (zh) 高升壓直流轉換器
TWI441435B (zh) Low voltage stress DC converter

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: 20220616

Address after: 528436 No. 8, Shiyong Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province

Patentee after: ZHONGSHAN XUGUIMING ELECTRONICS Co.,Ltd.

Address before: 330013 no.808, Shuanggang East Street, Changbei Economic and Technological Development Zone, Nanchang City, Jiangxi Province

Patentee before: East China Jiaotong University

TR01 Transfer of patent right