專利名稱：倍壓整流推挽正激變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流直流變換器，特別是涉及低壓輸入高壓輸出直直變換器，屬于電力電子變換器。
背景技術(shù)：
蓄電池、可再生能源尤其是光伏電池面板通常輸出電壓較低，本地交流負(fù)載及電網(wǎng)電壓通常較高。為避免使用輸出低頻變壓器升壓隔離，通常需要將較低的直流電壓升壓至較高電壓滿足后級(jí)逆變器母線電壓利用率，往往借助高頻變壓器完成輸入電壓斬波升壓整流濾波為高壓直流。在高壓場(chǎng)合，變壓器副邊整流二極管的反向恢復(fù)特性往往造成二極管關(guān)斷尖峰，實(shí)際應(yīng)用中往往需要加入無源、有源箝位及吸收電路，影響了系統(tǒng)效率及可靠性。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的是在研究上述技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種倍壓整流推挽正激變換器，利用倍壓整流電路實(shí)現(xiàn)變壓器部分漏感能量與副邊諧振整流電容諧振實(shí)現(xiàn)副邊整流二極管軟開關(guān)，同時(shí)變壓器部分漏感能量轉(zhuǎn)移至原邊箝位電容，抑制原邊開關(guān)管尖峰。并取消了副邊濾波電感，減小了變壓器副邊對(duì)原邊匝比，有利于變換器高功率密度集成。技術(shù)方案本實(shí)用新型提出的一種倍壓整流推挽正激變換器，包括原邊電路和副邊電路，a.所述的原邊電路包括兩條并聯(lián)的支路，第一條支路連接的順序是電源正極、 變壓器原邊第一繞組、第一開關(guān)管、電源負(fù)極，其中變壓器原邊第一繞組的同名端接電源正極；第二條支路連接的順序是電源正極、第二開關(guān)管、變壓器原邊第二繞組、電源負(fù)極，其中變壓器原邊第二繞組的同名端接電源負(fù)極；原邊電容的兩端分別接在變壓器原邊第一繞組和變壓器原邊第二繞組的異名端上；b.所述的副邊電路包括三條并聯(lián)的支路，第一條支路由第三電容構(gòu)成，第三電容上端與電源正輸出端連接，下端與電源負(fù)輸出端連接；第二條支路由第一電容、第二電容串聯(lián)支路構(gòu)成，第二條支路的兩端分別接在電源的正、負(fù)輸出端；第三條支路由第一二極管及第二二極管串聯(lián)支路構(gòu)成，第一二極管的負(fù)極與電源正輸出端連接，第二二極管的正極與與電源負(fù)輸出端連接；變壓器副邊繞組的同名端接在第一二極管及第二二極管之間，變壓器副邊繞組的異名端接在第一電容、第二電容之間。所述變壓器原邊兩個(gè)繞組匝數(shù)相同。所述副邊整流電路中第一電容、第二電容為無極性電容。有益效果本實(shí)用新型公開了一種倍壓整流推挽正激直直變換器，包括原邊兩個(gè)開關(guān)管Si、S2，一個(gè)電容C。，副邊兩個(gè)二極管Dp D2，三個(gè)電容Cp C2, C3,以及一個(gè)變壓器(包含兩個(gè)原邊繞組，一個(gè)副邊繞組)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了副邊二極管軟開關(guān)，解決了副邊二極管反向恢復(fù)尖峰問題，取消了副邊電感，且有效減小了變壓器副邊對(duì)原邊匝比。

圖1為傳統(tǒng)全橋整流推挽正激電路。圖2為本發(fā)明所提出倍壓整流推挽正激電路。圖3從上到下依次為具體實(shí)施方式
中倍壓整流推挽正激電路原邊開關(guān)管Sp S2的占空比屯、d2及變壓器副邊電流is。圖4從上到下依次為具體實(shí)施方式
中倍壓整流推挽正激電路副邊整流二極管D2 承受反向電壓v_recl及正向整流電流idl。圖5從上到下依次為具體實(shí)施方式
中倍壓整流推挽正激電路原邊開關(guān)管Sp S2的占空比dp d2、開關(guān)管S1兩端電壓v_ds及箝位電容電壓v_clamp。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方式
并對(duì)照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1為傳統(tǒng)全橋整流推挽正激電路。開關(guān)管S1導(dǎo)通時(shí)，原邊輸入電源V1、繞組Npl、開關(guān)管S1導(dǎo)通，同時(shí)箝位電容C。、繞組Np2、開關(guān)管S1亦構(gòu)成回路，同時(shí)向副邊傳遞能量。副邊二極管D”D4正偏，向負(fù)載傳遞能量。原邊開關(guān)管S1關(guān)斷后，原邊輸入電源V1、繞組Npl、電容C。、繞組^構(gòu)成回路，繞組 Npl, Np2短路，電容電壓等于輸入電源電壓，同時(shí)變壓器部分漏感能量釋放到箝位電容上，依靠較大的箝位電容箝位開關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰；副邊此時(shí)原先導(dǎo)通的D1A4與原先關(guān)斷的D2、 D3共同續(xù)流維持電感電流向負(fù)載供電；S2開通后,DpD4電流逐漸減小，D2、D3電流逐漸增大， 實(shí)現(xiàn)換流，直至D2、D3完全承擔(dān)負(fù)載電流，DpD4正向電流減小為零，但此時(shí)D1A4承受反壓， 二級(jí)管反向恢復(fù)特性導(dǎo)致此時(shí)D”D4會(huì)有電流反向流過，部分漏感能量與二極管結(jié)電容諧振，造成較大損耗及整流二極管尖峰，影響了整機(jī)效率及可靠性。圖2為所提出倍壓整流推挽正激電路。開關(guān)管S1導(dǎo)通時(shí)，原邊輸入電源V1、繞組Npl、開關(guān)管S1導(dǎo)通，同時(shí)箝位電容C。、繞組Np2、開關(guān)管S1亦構(gòu)成回路，同時(shí)向副邊傳遞能量。副邊二極管D1正偏，向負(fù)載傳遞能量。 所不同于圖1電路的是，此時(shí)變壓器漏感及副邊電容CpC2諧振，二極管為軟開通，且諧振電流在S1導(dǎo)通時(shí)間之內(nèi)諧振至零，完成零電流自然關(guān)斷。此時(shí)變壓器漏感能量亦有效向負(fù)載端傳遞，完成漏感能量回收。原邊開關(guān)管S1關(guān)斷后，原邊輸入電源V1、繞組Npl、電容C。、繞組^構(gòu)成回路，繞組 Npl, Np2短路，電容電壓等于輸入電源電壓，同時(shí)僅余部分線路漏感能量釋放到箝位電容上， 開關(guān)管尖峰將抑制得更好；副邊二極管D” D2均關(guān)斷，由電容C” C2、C3向負(fù)載端供電，二極管反向承受電壓僅為輸出直流電壓，避免了圖1電路的硬開關(guān)反向恢復(fù)尖峰。同時(shí)需要指出的是，該副邊電路不僅充當(dāng)了諧振電路部分，且本身亦是倍壓整流電路，可以有效降低副邊匝數(shù)。同時(shí)取消了輸出濾波電感，可以有效提高變換器功率密度。 相對(duì)于付出的二極管諧振電流峰值較大的代價(jià)，還是值得的。[0023] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本方面的具體實(shí)施只限于這些說明。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變形，且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，例如副邊采用三倍壓、四倍壓乃至η倍壓整流電路等。
權(quán)利要求1.一種倍壓整流推挽正激變換器，包括原邊電路和副邊電路，其特征在于，a.所述的原邊電路包括兩條并聯(lián)的支路，第一條支路連接的順序是電源正極、變壓器原邊第一繞組( )、第一開關(guān)管(S》、電源負(fù)極，其中變壓器原邊第一繞組(Npl)的同名端接電源正極；第二條支路連接的順序是電源正極、第二開關(guān)管(S》、變壓器原邊第二繞組(Np2)、電源負(fù)極，其中變壓器原邊第二繞組(Np2)的同名端接電源負(fù)極；原邊電容(C。)的兩端分別接在變壓器原邊第一繞組(Npl)和變壓器原邊第二繞組(Np2)的異名端上；b.所述的副邊電路包括三條并聯(lián)的支路，第一條支路由第三電容(C3)構(gòu)成，第三電容 (C3)上端與電源正輸出端連接，下端與電源負(fù)輸出端連接；第二條支路由第一電容(C1)、第二電容(C2)串聯(lián)支路構(gòu)成，第二條支路的兩端分別接在電源的正、負(fù)輸出端；第三條支路由第一二極管(D1)及第二二極管(D2)串聯(lián)支路構(gòu)成，第一二極管(D1)的負(fù)極與電源正輸出端連接，第二二極管(D2)的正極與與電源負(fù)輸出端連接；變壓器副邊繞組的同名端接在第一二極管(D1)及第二二極管(D2)之間，變壓器副邊繞組的異名端接在第一電容(C》、第二電容(C2)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種倍壓整流推挽正激變換器，其特征在于所述變壓器原邊兩個(gè)繞組匝數(shù)相同。
3.如權(quán)利要求1所述的一種倍壓整流推挽正激變換器，其特征在于所述副邊整流電路中第一電容(Cl)、第二電容(C2)為無極性電容。
專利摘要一種倍壓整流推挽正激直直變換器由兩個(gè)開關(guān)管，兩個(gè)二極管，一個(gè)箝位電容，兩個(gè)整流電容，一個(gè)輸出濾波電容和一個(gè)三繞組變壓器組成。該變換器包括原邊電路和副邊電路，所述的原邊電路包括兩條并聯(lián)的支路，所述的副邊電路包括三條并聯(lián)的支路，變壓器副邊繞組的同名端接在第一二極管(D1)及第二二極管(D2)之間，變壓器副邊繞組的異名端接在第一電容(C1)、第二電容(C2)之間。該變換器取消了輸出濾波電感，實(shí)現(xiàn)了副邊二極管軟開關(guān)，有效降低變壓器匝比，并很好地箝位了原邊開關(guān)管尖峰，有利于變換器高功率密度、高可靠性集成。
文檔編號(hào)H02M3/337GK201994853SQ20112005547
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者嵇保健, 王建華, 趙劍鋒 申請(qǐng)人:東南大學(xué)