CN202395649U

CN202395649U - 一种谐振变换电路

Info

Publication number: CN202395649U
Application number: CN 201120374806
Authority: CN
Inventors: 高军; 陈利强
Original assignee: Shenzhen Megmeet Electrical Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Megmeet Electrical Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种谐振变换电路，包括逆变桥、变压器，谐振电容、谐振电感以及与谐振电容并联的谐振支路，所述的谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组串联，谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组的串联电路接逆变桥的输出端，所述的谐振支路包括辅助谐振电容和压敏器件，所述的辅助谐振电容和压敏器件串联。本实用新型通过动态改变谐振电路参数，可以有效地降低谐振电路在异常工作情况下的电压应力和电流应力，提高了电路工作的可靠性。

Description

一种谐振变换电路

[技术领域]

本实用新型涉及功率变换电路，尤其涉及一种谐振变换电路。

[背景技术]

谐振变换电路是一种高效的功率变换电路，通过谐振实现高效率功率变换的目的。这里所说的谐振变换电路，包括串联谐振变换电路、并联变换谐振电路以及LLC谐振变换电路。传统的谐振变换电路具有原边开关管容易实现软开关，副边开关管可以实现软恢复，开关损耗低，效率高的优点。

图1是一个典型的谐振变换电路。其中，Lr可以是实际的器件也可以是变压器T1的漏感，Lm可以是实际的器件也可以是变压器T1的激磁电感。

为了保证电路可以高效率工作，一般设计谐振变换电路的开关频率fs接近谐振电路的谐振频率fr，即fs≈fr。

其中

f_{r} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{r} \cdot Cr}}

在正常工作情况下，现有的谐振变换电路中器件的电压应力和电流应力都比较低，电路可靠工作。但是，在电路出现异常情况时，特别是输出短路的瞬间，由于工作频率与开关频率接近，电路的输出阻抗接近于零，谐振变换电路中的电流应力和电压应力会迅速上升，有可能超过电路器件的限值造成电路损坏。在这种情况下，为了抑制电路中出现的大的电压和电流应力，传统的方法是快速改变谐振变换电路的工作频率fs，使其远离谐振频率fr，增大了谐振变换电路在该工作频率下的输出阻抗，从而限制了谐振变换电路中电压应力和电流应力的增长。但是，多数电路中由于检测和控制的延时，需要一定时间才能改变电路的工作频率，而在工作频率改变之前电路中的电压应力和电流应力就有可能达到了可以损坏电路器件的程度，影响了电路的可靠性。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可动态改变参数的谐振变换电路，通过动态改变谐振电路的参数从而改变谐振变换电路的阻抗，起到抑制谐振变换电路中过电压和过电流应力的作用，提高电路工作的可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种谐振变换电路，包括逆变桥、变压器，谐振电容、谐振电感以及与谐振电容并联的谐振支路，所述的谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组串联，谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组的串联电路接逆变桥的输出端，所述的谐振支路包括辅助谐振电容和压敏器件，所述的辅助谐振电容和压敏器件串联。

所述的压敏器件包括压敏电阻或双向TVS管。

所述的谐振电感可以是实际的器件也可以是变压器的漏电感。

以上所述的谐振变换电路，还包括并联谐振电感，所述的并联谐振电感与变压器原边绕组并联，可以是实际的器件也可以是变压器的激磁电感。以上所述的谐振变换电路，可以包括泄放电阻，所述的泄放电阻与辅助谐振电容并联。

所述谐振变换电路可以是不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振电路或三电平谐振电路。

正常工作情况下辅助谐振电容和压敏器件不参与工作，电路的谐振频率为

f_{r} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{r} \cdot Cr}}

为保证电路工作的最优化，开关频率接近于此谐振频率，即有fs≈fr。出现异常工作情况下，如输出短路时，由于开关频率接近于此谐振频率导致谐振电路阻抗接近于零，电路中电流应力和电压应力迅速增加。当谐振电容电压达到压敏器件的动作限值时，压敏器件导通将辅助谐振电容投入电路工作。此时，电路的谐振频率改变为

f_{r 1} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{r} \cdot (Cr + Ca)}}

此时，通过选择辅助谐振电容的大小可以满足条件fs＞＞fr1。这样，在开关频率不能迅速改变的情况下，同样达到了将开关频率远离电路谐振频率的目的，加大了谐振电路的阻抗，抑制了谐振电路中电压应力和电流应力的增大，保证了电路工作的可靠性。

之后，控制电路动作，进一步将开关频率提高，电路中电压应力和电流应力下降。谐振电容电压应力下降后，压敏器件不再动作，辅助谐振电容退出电路工作，电路进入稳定运行状态。

本实用新型谐振变换电路在正常工作情况下，辅助谐振电容和压敏器件不参与工作。异常工作情况下导致谐振电路出现很高的过电压和过电流应力时，辅助谐振电容通过压敏器件投入工作，改变了谐振电路的参数从而改变了谐振电路阻抗，起到抑制过电压和过电流应力的作用。本实用新型谐振变换电路通过动态改变谐振电路参数，可以有效地降低谐振电路在异常工作情况下的电压应力和电流应力，提高了电路工作的可靠性。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是现有技术谐振变换电路的原理图。

图2是本实用新型谐振变换电路实施例1的原理图。

图3是本实用新型谐振变换电路实施例2的原理图。

图4是本实用新型谐振变换电路实施例3的原理图。

图5是本实用新型谐振变换电路实施例4的原理图。

[具体实施方式]

在图2所示的本实用新型实施例1的不对称半桥谐振变换电路中，包括由开关管Q1、Q2组成的逆变半桥、变压器T1，谐振电容Cr、谐振电感Lr以及与谐振电容Cr并联的谐振支路，谐振电容Cr、谐振电感Lr与变压器T1原边绕组的串联电路接逆变桥的逆变半桥的输出端，谐振支路包括辅助谐振电容Ca、压敏电阻Rv和泄放电阻R1，辅助谐振电容Ca和压敏电阻Rv串联，泄放电阻R1与辅助谐振电容Ca并联。电路还包括并联谐振电感Lm，与变压器原边并联连接。

正常工作时，谐振电容Cr上的电压低于压敏电阻Rv的动作电压，压敏电阻Rv处于阻断状态，辅助谐振电容不参与电路工作。异常情况下，例如输出短路时，谐振电容Cr上的电压会迅速增大。当其电压超过压敏电阻Rv的动作电压时，压敏电阻Rv动作导通，辅助谐振电容Ca在电路上等效于与谐振电容Cr并联工作。这样，谐振电路的谐振频率改变，谐振阻抗增大，抑制了谐振电路中电压应力和电流应力的增大，提高了电路工作的可靠性。

谐振电感Lr可以是实际的器件也可以是变压器T1的漏电感。

并联谐振电感Lm可以是实际的器件也可以是变压器T1的激磁电感。

泄放电阻R1是1个阻值较大的电阻，以起到泄放压敏电阻漏电流的作用。

图3的实施例是将图2实施例中的压敏器件从压敏电阻替换为双向TVS管。

本实用新型的谐振变换电路不仅包括前述的不对称半桥谐振电路，还包括对称半桥谐振电路、全桥谐振电路以及三电平谐振电路。

图4展示了一种全桥谐振变换电路的实施例，其中压敏器件采用的是压敏电阻。

图5展示了一种三电平谐振变换电路的实施例，其中压敏器件采用的是压敏电阻。

本实用新型是通过以上实施例进行描述的，本技术领域人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围情况下，可以对这些特征进行等效替换或改变。因此，本实用新型不受上述公开的实施例的限制，所有落入本实用新型权利要求范围内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种谐振变换电路，包括逆变桥、变压器，谐振电容和谐振电感，所述的谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组串联，谐振电容、谐振电感与变压器原边绕组的串联电路接逆变桥的输出端，其特征在于，包括与谐振电容并联的谐振支路，所述的谐振支路包括辅助谐振电容和压敏器件，所述的辅助谐振电容和压敏器件串联。

2.根据权利要求1所述的谐振变换电路，其特征在于，所述的压敏器件包括压敏电阻或双向TVS管。

3.根据权利要求1所述的谐振变换电路，其特征在于，所述的谐振电感为实际的器件或变压器的漏电感。

4.根据权利要求1所述的谐振变换电路，其特征在于，包括并联谐振电感，所述的并联谐振电感与变压器原边绕组并联，所述的并联谐振电感是实际的器件或变压器的激磁电感。

5.根据权利要求1所述的谐振变换电路，其特征在于，包括泄放电阻，所述的泄放电阻与辅助谐振电容并联。

6.根据权利要求1所述的谐振变换电路，其特征在于，所述的谐振变换电路为不对称半桥谐振电路、对称半桥谐振电路、全桥谐振电路或三电平谐振电路。