CN203193540U - 一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路 - Google Patents

一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路 Download PDF

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张晓�
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Abstract

本实用新型公开了一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，包括储能电路、缓冲电路、脉冲变压器T和MOSFET管Q，所述的储能电路由馈能电阻R、储能电感L、二极管D1组成；所述的缓冲电路由缓冲电容C、二极管D2组成；所述的变压器T的原边同名端连接电源正极V+，原边非同名端连接MOSFET的漏极；所述的MOSFET的源极接电源负极V-。该电路结构简单、成本低廉，可以有效实现变压器漏感能量的回收及开关器件的软开关动作，适合开关电源，小功率逆变等场合、特别适合于电动汽车动力电池组均衡系统。

Description

一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路
技术领域
本实用新型属于电力电子驱动应用技术领域，尤其涉及一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路。 
背景技术
在传统的脉冲变压器工作电路中，由于器件开关速度较快，电路产生的di/dt，du/dt较大，在电路开关过程中存在着端电压和器件电流同时较大的情况，引起器件很高的瞬时功率，极易产生局部热点，从而损坏器件。同时，传统电路对影响反激变换器效率的漏感能量没有进行吸收利用，存在能量浪费的现象。 
本实用新型的脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，可以有效实现漏感能量的吸收及开关器件的软开关动作，适合开关电源，小功率逆变等场合、特别适合于电动汽车动力电池组均衡系统。 
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，它利用储能电感在功率器件断开瞬间吸收漏感能量并通过馈能电阻，将漏感能量回馈到输入电源，同时实现开关器件的软开关动作，有效实现了变压器漏感能量吸收及开关器件的软开关动作。 
为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案： 
一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，包括变压器T、MOSFET管Q、储能电路和缓冲电路，所述变压器T的原边同名端接电源正极V+，原边非同名端接MOSFET的漏极；所述MOSFET 的源极接电源负极V-； 所述的储能电路由储能电感L、馈能电阻R、二极管D1组成，所述储能电感L的正极与二极管D1的正极相连，储能电感L的负极与二极管D2的负极相连，所述的馈能电阻R接在电源正极V+与二极管D1负极的两端；所述的缓冲电路由缓冲电容C、二极管D2组成，所述的缓冲电容C的正极与MOSFET的漏极及储能电感L的正极相连，缓冲电容C的负极与二极管D2的负极及储能电感的负极相连，所述的二极管D2的正极与电源负极V-相连。 
本实用新型的有益效果是： 
在开关管关断的瞬间，利用电容两端电压不能突变的基本原理，实现主管软关断，同时，变压器的漏感能量转移到储能电感L中，随着能量的增加，储能电感L的电压不断上升，直至高于电源正极电压V+时，储能电感L通过二极管D1与馈能电阻R将储存的漏感能量回馈给输入电源。 
该电路结构简单、成本低廉，可以利用储能电感在功率器件断开瞬间吸收漏感能量并通过馈能电阻，并将漏感能量回馈到输入电源，同时利用缓冲电容C实现开关器件的软开关动作，该电路有效实现了变压器漏感能量的吸收及开关器件的软开关动作。 
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。 
图1 是电路原理图；  
图2是电路中主要工作波形。 
图1中，T为脉冲变压器，Q为MOSFET管，L为储能电感，C为缓冲电容，D1、D2为二极管，R为馈能电阻。 
图2中，Iprimary为变压器原边电流波形，Irecycle为储能电感回馈给主电源的电流波形，Vmosfet为MOSFET的漏极和源极之间的电压。 
具体实施方式
如图1中，馈能电阻R、储能电感L、二极管D1组成储能电路，变压器的漏感能量转移到储能电感L中，随着能量的增加，储能电感L的电压 不断上升，直至高于电源正极电压V+，储能电感L通过二极管D1与馈能电阻R将储存的漏感能量回馈给输入电源。缓冲电容C、二极管D2组成缓冲电路，利用电容两端电压不能突变的基本原理，实现主管软关断。变压器T的原边同名端连接电源正极V+，原边非同名端连接MOSFET的漏极，同时MOSFET的源极接电源负极V-。其中储能电感L的数值在实际应用中取大一些，馈能电阻R的数值决定储能电感L的放电速度，另外在确定缓冲电容C数值时不宜过大，否则会影响开关电路的动态特性和危机开关管的安全工作。 
图2为驱动电路中的几个主要波形，其中Iprimary为变压器原边电流波形，I recycle为储能电感回馈给主电源的电流波形，Vmosfet为MOSFET的漏极和源极之间的电压。在原边功率器件断开瞬间，储能电感L吸收漏感能量并通过二极管与馈能电阻，将漏感能量回馈到输入电源，同时缓冲电容实现了开关器件的软开关动作，保证电压Vmosfet不发生突变，该电路结构简单、成本低廉，有效实现了变压器漏感能量的吸收及开关器件的软开关动作。 

Claims (3)

1.一种脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，其特征在于，包括储能电路、缓冲电路、变压器T和MOSFET管Q，所述变压器T的原边同名端接电源正极V+，原边非同名端接MOSFET的漏极；所述MOSFET 的源极接电源负极V-。
2.如权利要求1所述的脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，其特征在于，所述的储能电路包括储能电感L、馈能电阻R、二极管D1，所述储能电感L的正极与二极管D1的正极相连，储能电感L的负极与二极管D2的负极相连；所述的馈能电阻R接在电源正极V+与二极管D1负极的两端。
3.如权利要求1所述的脉冲变压器漏感能量回收及缓冲电路，其特征在于，所述的缓冲电路包括缓冲电容C、二极管D2，所述的缓冲电容C的正极与MOSFET的漏极及储能电感L的正极相连，缓冲电容C的负极与二极管D2的负极及储能电感的负极相连；所述的二极管D2的正极与电源负极V-相连。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578322A (zh) * 2015-01-30 2015-04-29 天津工业大学 一种电池组能量均衡结构及其实现方法
CN105515391A (zh) * 2016-01-20 2016-04-20 山东理工大学 一种模块化超导储能连续脉冲功率电源
CN107294434A (zh) * 2017-07-12 2017-10-24 哈尔滨工程大学 一种带有能量回馈功能的换相转矩脉动抑制装置及方法
CN112234810A (zh) * 2020-09-04 2021-01-15 西安交通大学 一种应用于半桥电路的新型SiC MOSFET振荡抑制电路

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