CN1118128C - 一种零电压软开关直流/直流变换电路 - Google Patents

一种零电压软开关直流/直流变换电路 Download PDF

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Abstract

本发明的涉及一种直流/直流电源变换装置，它是在现有的直流/直流变换电路中增设变压器和整流二极管构成，将两台变压器的原边线圈并联后，其二端分别与逆变器左、右桥臂的中点相连，副边线圈顺极性串联，其中原变压器的副边线圈同名端接原整流二极管正极，新增变压器的副边线圈非同名端接新增整流二极管正极，两整流二极管的负极相连。工作时，利用二台变压器之间的磁能转移可实现在全负载范围内逆变器主开关的零电压开通，其占空比损失小。

Description

一种零电压软开关直流/直流变换电路
本发明涉及一种直流/直流电源变换装置。
全桥移相式直流/直流变换电路包括逆变器A、变压器T1和整流二极管D5，输入该变换电路的直流电压经逆变器变换成交流，经变压器变压后，整流成为直流电输出。目前对于逆变器的主开关实现软开关是采用在主开关回路中串入线性或饱和电感Ls(如图1所示)，或采用在输出整流二极管D5上串联饱和电感的方法来实现的。由于线性电感或饱和电感的存在，不仅导致占空比的丢失，而且在大功率应用场合，线性电感或饱和电感热量损耗很大，温度过高，此外，在轻载条件下滞后臂主开关也难以实现软开关。
鉴于上述，本发明的目的是提供一种零电压软开关直流/直流变换电路，它占空比损失小，无电感额外损耗，并且能使逆变器四桥臂的开关器件在全负载范围内实现软开关。
本发明的零电压软开关直流/直流交换电路，是在现有的直流/直流变换电路中增设变压器和整流二极管构成，它包括逆变器、变压器、整流二极管和新增的变压器及整流二极管，将两台变压器的原边线圈并联后，其二端分别与逆变器左、右桥臂的中点相连，副边线圈顺极性串联，其中原变压器的副边线圈同名端接原整流二极管正极，新增变压器的副边线圈非同名端接新增整流二极管正极，两整流二极管的负极相连。工作时，利用二台变压器之间的磁能转移实现逆变器主开关的零电压开通。
以下结合附图对本发明作详细描述。
图1是现有直流/直流变换电路；
图2是本发明电路示意图。
参照图2，本发明的零电压软开关直流/直流变换电路包括由主开关M1～M4各自反并联二极管D1～D4和并联电容C1～C4构成的逆变器A，两台变压器T1、T2及两整流二二极管D5、D6，两台变压器的原边线圈并联，其二端分别与逆变桥左、右桥臂的中点相连，副边线圈顺极性串联，其中变压器T1的副边线圈同名端接整流二极管D5正极，变压器T2的副边线圈非同名端接整流二极管D6正极，两整流二极管D5、D6的负极相连。
本发明的零电压软开关直流/直流变换电路的工作过程如下：
假设两个变压器的变比为n，设t＜t0时，变换器工作状态为：主开关M2和M4导通，电容C1，C3被输入电源充电，变压器原边电压等于输入电压，功率由变压器T2原边传送到负载。变压器T1由于D5的反向截止，不向负载传递能量，而以激磁电感的形式储存能量。
t＝t0时刻，令主开关M4关断，原边电流对电容C4充电，同时变压器T1的激磁电感释放磁场能，使电容C1谐振放电到零，二极管D1导通，这时，逆变器的左桥臂导通由主开关M4转换到M1，实现了M1零电压开通。D1导通之后，变压器T2原边和副边电压均为零，原边电流通过主开关M2和二极管D1续流。
t＝t1时刻，令主开关M2关断，电容C2被充电。此时储存在变压器T1激磁电感中的能量被释放出来使得电容C3谐振放电到零，D3导通，此后，原边电流在输入电压的作用下过零(t2)。这个阶段逆变器右桥臂导通由主开关M2转移到M3。实现了M3零电压开通。
t＞t2时刻，原边电流继续迅速向反方向增长，到t3电路进入稳态，变压器T1已建立起了电压，开始向副边传递功率到负载。而变压器T2则由于副边整流二极管D6的反向截止无法向负载输送功率，而以电感的形式在激磁电感中储存能量，为主开关M2和M4的零电压软开通作准备。
T4后，变换器开始进入下半周期，运行模式与上面所述相似，分析也与前面一致。
综上可见，本发明通过两台变压器之间激磁能量的相互转移，实现在全负载范围内逆变器主开关的零电压开通，由于零电压软开关直流/直流变换电路，仅受变压器漏感的影响，所以其占空比损失小，与现有技术相比，无电感上额外损耗。

Claims (1)

1.一种零电压软开关直流/直流变换电路，其特征是包括全桥逆变器[A]、变压器[T1]和另一台变压器[T2]、整流二极管[D5]和另一整流二极管[D6]，将两台变压器[T1]、[T2]的原边线圈并联后，其二端分别与逆变桥左、右桥臂的中点相连，副边线圈顺极性串联，其中变压器[T1]的副边线圈同名端接整流二极管[D5]正极，另一台变压器[T2]的副边线圈非同名端接另一整流二极管[D6]正极，两整流二极管[D5]、[D6]的负极相连。
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