CN203942450U - 反激变换器的软开关电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种反激变换器的软开关电路，包括反激变压器、主开关器件、谐振电容和辅助开关器件，它利用谐振电容在主开关器件关断瞬间吸收漏感能量，形成准谐振过程，通过高频变压器的漏感和辅助开关器件，将漏感能量回馈到输入电源，同时实现了主开关器件零电压开通的软开关动作，降低了主开关器件的电压应力，减小了主开关器件的开关损耗，有效地提高了系统效率。本实用新型电路实现简单，主开关器件和辅助开关器件的驱动控制方便，特别适用于小功率电源、小功率逆变器等场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种反激变换器的软开关电路。
背景技术
反激变换器由于结构简单、成本低廉、器件数量少、易于控制、支持多种输出电压等优点，在小功率电源、小功率逆变器等场合普遍使用。近年来，为了实现更高的效率和更小的体积，变换器的工作频率有了很大的提高。然而，随着工作频率的不断上升，开关频率所产生的开关损耗成为制约变换器转换效率的一个重要瓶颈。传统的反激变换器工作在硬开关状态，开关损耗较大、电磁干扰强、效率较低。
发明内容
本实用新型旨在提出一种反激变换器的软开关电路，为反激变换器提供一种电路实现简单、控制方便、工作可靠的软开关电路。
本实用新型通过以下技术方案实现。
一种反激变换器的软开关电路，包括反激变压器T1、主开关器件VT1、谐振电容C1和辅助开关器件VT2。所述主开关器件VT1为N沟道MOSFET或IGBT，所述辅助开关器件VT2为P沟道MOSFET。所述反激变压器T1原边的同名端与输入电源的正极连接，所述反激变压器T1原边的非同名端与所述主开关器件VT1的漏极（集电极）、所述谐振电容C1的一端连接，所述谐振电容C1的另一端与所述辅助开关器件VT2的源极连接，所述主开关器件VT1的源极（发射极）、所述辅助开关器件VT2的漏极与输入电源的负极连接。
还包括第一驱动电路、第二驱动电路和控制单元。所述主开关器件VT1的栅极与第一驱动电路的输出端连接，第一驱动电路的输入端与控制单元连接；所述辅助开关器件VT2的栅极与第二驱动电路的输出端连接，第二驱动电路的输入端与控制单元连接。
在控制策略上，所述主开关器件VT1与所述辅助开关器件VT2的开通、关断时序为反相关系。
上述的反激变压器T1、主开关器件VT1以及副边的整流电路构成了基本的反激变换器，所述谐振电容C1与所述辅助开关器件VT2、反激变压器T1的漏感构成了准谐振电路，为所述主开关器件VT1的零电压开通创造了条件。当所述主开关器件VT1关闭时，所述辅助开关器件VT2导通，谐振电容C1构成了主开关器件VT1关断时的尖峰电压吸收电路，降低了主开关器件VT1的电压应力，防止了主开关器件VT1的过压损坏。此时，所述谐振电容C1与所述辅助开关器件VT2、反激变压器T1的漏感构成了准谐振电路，反激变压器T1的漏感中的能量对所述谐振电容C1进行充电，当所述谐振电容C1两端的电压达到了峰值时，谐振电容C1开始对反激变压器T1的漏感进行放电，通过谐振电容C1的电流方向开始改变，谐振电容C1中储存的能量开始反灌至输入电源。当通过谐振电容C1的电流方向开始改变时，所述辅助开关器件VT2关断，通过所述反激变压器原边的电流则由主开关器件VT1的体二极管提供电流通道，主开关器件VT1的电压被箝位在0V，此时控制主开关器件VT1导通，则主开关器件VT1为零电压开通，实现了软开关过程。
本实用新型提出的反激变换器的软开关电路，降低了主开关器件的电压应力，同时实现主开关器件零电压开通的软开关动作，降低了主开关器件的开关损耗，有效地提高了系统效率。本实用新型电路实现简单，主开关器件和辅助开关器件的驱动控制方便，特别适用于小功率电源、小功率逆变器等场合。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的反激变换器的软开关电路原理图；
图2是主开关器件VT1关断瞬间的电流流向示意图；
图3是准谐振电流开始反向时的电流流向示意图；
图4是主开关器件VT1开通前瞬间的电流流向示意图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1是本实用新型的反激变换器的软开关电路原理图，包括反激变压器T1、主开关器件VT1、谐振电容C1、辅助开关器件VT2、第一驱动电路、第二驱动电路和控制单元。图中主开关器件VT1采用N沟道MOSFET，辅助开关器件VT2采用P沟道MOSFET。反激变压器T1原边的同名端与输入电源的正极连接，反激变压器T1原边的非同名端与主开关器件VT1的漏极、谐振电容C1的一端连接，谐振电容C1的另一端与辅助开关器件VT2的源极连接，主开关器件VT1的源极、所述辅助开关器件VT2的漏极与输入电源的负极连接。主开关器件VT1的栅极与第一驱动电路的输出端连接，第一驱动电路的输入端与控制单元连接，辅助开关器件VT2的栅极与第二驱动电路的输出端连接，第二驱动电路的输入端与控制单元连接。在控制策略上，主开关器件VT1与所述辅助开关器件VT2的开通、关断时序为反相关系。
上述的反激变压器T1、主开关器件VT1与副边的整流电路构成了基本的反激变换器，谐振电容C1与辅助开关器件VT2、反激变压器T1的漏感构成了准谐振电路，为主开关器件VT1的零电压开通创造了条件。
图2是主开关器件VT1关断瞬间的电流流向示意图。此时，主开关器件VT1关闭，辅助开关器件VT2导通，反激变压器T1的漏感中的能量对所述谐振电容C1进行充电，反激变压器T1原边中的电流经过谐振电容C1、辅助开关器件VT2流向输入电源的负极，图中Lm是反激变压器T1的原边电感，Ls是反激变压器T1的副边电感，Lk是反激变压器T1的原边漏感。
图3是准谐振电流开始反向时的电流流向示意图。此时，谐振电容C1两端的电压达到了峰值，然后谐振电容C1开始反向放电，谐振电容C1储存的电荷通过反激变压器T1的原边回灌至输入电源的正极。
图4是主开关器件VT1开通前瞬间的电流流向示意图。当准谐振电流开始反向时，此时，控制单元控制辅助开关器件VT2关断，反激变压器T1原边中的电流则通过主开关器件VT1的体二极管流向输入电源的正极。主开关器件VT1的漏－源极之间的电压被箝位在0V，此时控制单元控制主开关器件VT1导通，则主开关器件VT1为零电压开通，实现了软开关过程，降低了主开关器件VT1的开关损耗，有效地提高了系统效率。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.一种反激变换器的软开关电路，包括反激变压器T1、主开关器件VT1、谐振电容C1和辅助开关器件VT2，其特征是：所述反激变压器T1原边的同名端与输入电源的正极连接，所述反激变压器T1原边的非同名端与所述主开关器件VT1的漏极（集电极）、所述谐振电容C1的一端连接，所述谐振电容C1的另一端与所述辅助开关器件VT2的源极连接，
所述主开关器件VT1的源极（发射极）、所述辅助开关器件VT2的漏极与输入电源的负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种反激变换器的软开关电路，其特征在于：所述主开关器件VT1为N沟道MOSFET或IGBT，所述辅助开关器件VT2为P沟道MOSFET。
3.根据权利要求1所述的一种反激变换器的软开关电路，其特征在于：所述主开关器件VT1与所述辅助开关器件VT2的开通、关断时序为反相关系。
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