CN1132297C - 一种零电流软开关直流/直流变换电路 - Google Patents

一种零电流软开关直流/直流变换电路 Download PDF

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Abstract

本发明的零电流软开关直流/直流变换电路是在传统的包括逆变器、变压器、整流器和滤波器的直流/直流变换电路的整流输出端接入辅助电路构成，该辅助电路包括电感、电容、辅助开关及续流二极管和二极管，辅助开关与二极管反并联，其一端接电感，另一端接电容，电感的另一端与整流输出的正电压端相连，电容的另一端接变压器副边输出的地，在电感和辅助开关的接点与变压器副边的地之间跨接续流二极管。工作时利用辅助电路可实现零电流软开关，极大提高工作效率。

Description

一种零电流软开关直流/直流变换电路
本发明涉及一种直流/直流电源变换装置。
中大功率的直流/直流变换电路具有逆变器、变压器、整流器和滤波器，输入该变换电路的直流电经逆变器变换成交流电，经变压器变压后，又经整流、滤波成为平滑的直流电供给负载。目前这种直流/直流变换电路中的逆变器主开关器件和整流二极管的工作状态均为硬开关，其通态损耗较大，因此工作效率偏低。
鉴于上述，本发明的目的是提供一种结构简单、效率高的零电流软开关直流/直流变换电路。
本发明的零电流软开关直流/直流变换电路是在传统的包括逆变器、变压器、整流器和滤波器的直流/直流变换电路的整流输出端接入辅助电路构成，该辅助电路包括谐振电感、谐振电容、辅助开关及续流二极管和二极管，辅助开关与二极管反并联，其一端接谐振电感，另一端接谐振电容，谐振电感的另一端与整流输出的正电压端相连，谐振电容的另一端接变压器副边输出的地，在谐振电感和辅助开关的接点与变压器副边的地之间跨接续流二极管。工作时，利用辅助电路使逆变器的主开关和整流二极管实现零电流软开关。
以下结合附图对本发明作详细描述。
图1是本发明的构成示意图。
参照图1，本发明包括由主开关器件T1～T4构成的逆变器，变压器T，整流二极管D1、D2及由电感LO、电容CO构成的滤波器，在整流输出端接入了辅助电路，该辅助电路包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、辅助开关Tr及续流二极管D3和二极管D4，辅助开关T5与二极管D4反并联，其一端接谐振电感Lr，另一端接谐振电容Cr，谐振电感Lr的另一端与整流输出的正电压端相连，谐振电容Cr的另一端接变压器副边输出的地，在谐振电感Lr和辅助开关T5的接点与变压器副边的地之间跨接续流二极管D3，该续流二极管D3的阴极与谐振电感Lr和辅助开关T5的接点相连，阳极与变压器副边的地相连。通常，为进一步简化电路，二极管D4可以是辅助开关T5内部寄生二极管。
该零电流软开关直流/直流变换电路的工作过程如下：假设初始状态为主开关T1，T4导通，在主开关T1，T4关断前，辅助开关T5导通，在谐振电容Cr上初始电压上正下负，当辅助开关T5导通时，谐振电容Cr通过谐振电感Lr向负载R提供能量，主开关T1、T4电流逐渐减小，整流二极管D1电流也相应减小，当其电流下降到零时关断，即实现了主开关T1、T4的零电流关断，此时谐振电容Cr继续向负载提供能量，直到谐振电容Cr电压为零，随后续流二极管D3导通，负载电流通过续流二极管D3、谐振电感Lr续流，这个状态一直维持到下一对主开关导通，在这段时间内，辅助开关可以实现零电流关断。当另一对主开关T2、T3导通时，其电流与谐振电感Lr线性换流，主开关实现了零电流开通。当主开关T2、T3电流达到负载电流时，续流二极管D3自然关断，续流二极管D3一关断，谐振电感Lr、谐振电容Cr通过二极管D4发生谐振，对谐振电容进行充电，经过半个谐振周期，谐振电感Lr中谐振电流为零，二极管D4自然关断，随后电路进入稳态，主开关T2、T3、整流二极管D2导通，这个状态一直维持到下一次换流，即：主开关T2、T3关断前，辅助开关T5导通实现主开关T2、T3的零电流关断，随后主开关T1、T4再导通。
本发明的零电流软开关直流/直流变换电路结构简单，由于在辅助电路的作用下，逆变器的主开关器件和辅助电路的辅助开关均能实现以零电流方式开通或关断，整流二极管也能实现软恢复，即在电流自然下降到零再关断，因此可极大地提高工作效率。

Claims (2)

1.一种零电流软开关直流/直流变换电路，包括逆变器、变压器，整流器和滤波器，其特征是在整流输出端接入辅助电路，该辅助电路包括谐振电感[Lr]、谐振电容[Cr]、辅助开关[T5]及续流二极管[D3]和二极管[D4]，辅助开关[D5]与二极管[D4]反并联，其一端接谐振电感[Lr]，另一端接谐振电容[Cr]，谐振电感[Lr]的另一端与整流输出的正电压端相连，谐振电容[Cr]的另一端接变压器副边输出的地，在谐振电感[Lr]和辅助开关[T5]的接点与变压器副边的地之间跨接续流二极管[D3]，该续流二极管[D3]的阴极与谐振电感[Lr]和辅助开关[T5]的接点相连，阳极与变压器副边的地相连。
2.按权利要求1所述的零电流软开关直流/直流变换电路，其特征是所说的二极管[D4]是辅助开关[T5]内部寄生二极管。
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