本實用新型屬于開關電源領域，具體涉及一種雙變壓器全橋變換裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術很多采用硬開關技術，其開通時，開關器件的電流上升和電壓下降同時進行；關斷時，電壓上升和電流下降同時進行。電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開關損耗，該損耗隨開關頻率的提高而急速增加，而且工作效率低，使用壽命短。上述問題嚴重阻礙了開關器件工作頻率的提高。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種雙變壓器全橋變換裝置，極大地提高了電源的轉換效率，特別在大功率開關電源轉換器上應用效果明顯。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本實用新型還有一個目的是提供一種雙變壓器全橋變換裝置，極大地提高了電源的轉換效率。
本實用新型還有一個目的是提供一種雙變壓器全橋變換裝置，解決了傳統(tǒng)一般全橋開關電源損耗高發(fā)熱大的問題。
本實用新型還有一個目的是提供一種雙變壓器全橋變換裝置，能夠使全橋從空載到滿載全程都能實現(xiàn)軟開關。
為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，本實用新型提供了一種雙變壓器全橋變換裝置，包括：
全橋變換電路；
整流電路；
兩個變壓器，其初級繞組的頭分別連接至所述全橋變換電路的橋臂上，所述兩個變壓器的初級繞組的尾連接，所述兩個變壓器的次級繞組的頭分別連接所述整流電路的輸入端，所述兩個變壓器的次級繞組的尾連接；
其中，通過所述兩個變壓器初次級繞組的連接，使所述全橋變換電路中的所述兩個變壓器分別在半波工作期間向負載提供能量。
優(yōu)選的是，所述兩個變壓器包括第一變壓器和第二變壓器，所述第一變壓器的和所述第二變壓器的初級繞組的頭分別連接至所述全橋變換電路的兩個橋臂的中點，所述第一變壓器和所述第二變壓器的初級繞組的尾相互連接；
所述第一變壓器和所述第二變壓器的次級繞組的頭分別連接至所述整流電路的輸入端，所述第一變壓器和所述第二變壓器的次級繞組的尾相互連接，作為所述整流電路的輸出端。
優(yōu)選的是，所述全橋變換電路包括四個功率管，其分別第一功率管、第二功率管、第三功率管及第四功率管；
其中，所述第一功率管和所述第四功率管同時導通時，使電流流過由所述第一功率管、所述第二變壓器的初級繞組、所述第一變壓器的初級繞組及所述第四功率管構成第一半波回路；
其中，所述第二功率管和所述第三功率管同時導通時，使電流流過由所述第二功率管、所述第一變壓器的初級繞組、所述第二變壓器的初級繞組及所述第三功率管構成第二半波回路。
優(yōu)選的是，還包括輸入濾波電容，其用來輸入直流電壓，所述輸入濾波電容的正極連接所述全橋變換電路的輸入端，所述輸入濾波電容的負極連接所述全橋變換電路的輸出端。
優(yōu)選的是，還包括輸出濾波電容，用來輸出直流電壓向所述負載提供能量，所述輸出濾波電容的正極連接所述整流電路的輸入端，所述輸出濾波電容的負極連接所述整流電路的輸出端。
優(yōu)選的是，所述整流電路包括：
第一整流電路，其上設置第一整流單元，所述第一整流單元的正極與所述第一變壓器的次級繞組的頭連接，所述第一整流單元的負極與所述輸出濾波電容的正極連接；
第二整流電路，其上設置第二整流單元，所述第二整流單元的正極與所述第二變壓器的次級繞組的頭連接，所述第二整流單元的負極與所述輸出濾波電容的正極連接；
其中，所述第一整流單元的正極和所述第二整流單元的正極為所述第一整流電路的輸入端和所述第二整流電路的輸入端，即所述整流電路的輸入端。
優(yōu)選的是，所述第一半波回路與所述第二整流電路同時工作時，所述輸出濾波電容向所述負載供電，所述第二半波回路與所述第一整流電路同時工作時，所述輸出濾波電容向所述負載供電。
優(yōu)選的是，所述四個功率管可以是MOSFET或者IGBT。
優(yōu)選的是，所述第一整流單元和所述第二整流單元為二極管，MOSFET或IGBT中的一種，所述整流電路為全波方式或者全橋方式。
優(yōu)選的是，還包括兩個箝位電容，所述兩個箝位電容串聯(lián)在所述輸入濾波電容的兩端。
本實用新型至少包括以下有益效果：
1、本實用新型提供的一種雙變壓器全橋變換裝置，其通過兩個變壓器初次級的連接，使兩個變壓器分別在正負半波工作期間向負載提供能量。
2、本實用新型提供的一種雙變壓器全橋變換裝置，其使全橋四個功率管和整流單元從空載到滿載實現(xiàn)全程零電流開關。
3、本實用新型提供的一種雙變壓器全橋變換裝置，其解決了傳統(tǒng)一般全橋開關電源損耗高、發(fā)熱大、效率低及壽命短的技術難題。
4、本實用新型提供的一種雙變壓器全橋變換裝置，其極大地提高了電源的轉換效率，特別在大功率開關電源轉換器上應用效果明顯。
5、本實用新型提供的一種雙變壓器全橋變換裝置，其采用箝為電容，使得兩個變壓器的工作更加對稱。
附圖說明
圖1是本實用新型所述的雙變壓器全橋變換裝置的電路工作原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
在本說明書中，當一個元件被提及為“連接至或耦接至”另一個元件或“設置在另一個元件中”時，其可以“直接”連接至或耦接至另一元件或“直接”設置在另一元件中。或以其他元件介于其間的方式連接至或耦接至另一元件或設置在另一元件中，除非其被提及為“直接耦接至或連接至”另一元件或“直接設置”在另一元件中。此外，應理解，當一個元件被提及為“在另一元件上”、“在另一元件上方”、“在另一元件下”或“在另一元件下方”時，其可與另一元件“直接”接觸或以其間介入有其他元件的方式與另一元件接觸，除非其被提及為與另一元件直接接觸。
本實用新型附圖中的電路符號為：
Q1為第一功率管，Q2為第二功率管，Q3為第三功率管，Q4為第四功率管；C2為輸入濾波電容；T1為第一變壓器，T2為第二變壓器；D1為第一整流單元，D2為第二整流單元；C3和C4為箝位電容；C1為輸出濾波電容；A和B為所述全橋變換電路中的兩個橋臂的中點。
本實用新型提供了一種雙變壓器全橋變換裝置，包括：
全橋變換電路；
整流電路；
兩個變壓器，其初級繞組的頭分別連接至所述全橋變換電路的橋臂上，所述兩個變壓器的初級繞組的尾連接，所述兩個變壓器的次級繞組的頭分別連接所述整流電路的輸入端，所述兩個變壓器的次級繞組的尾連接；
其中，通過所述兩個變壓器初次級繞組的連接，使所述全橋變換電路中的所述兩個變壓器分別在半波工作期間向負載提供能量。
本實用新型提供一種雙變壓器全橋變換裝置，兩個變壓器是兩個完全一模一樣的變壓器，不僅磁芯、骨架、初次級繞組的匝數(shù)線徑相同，繞組的相位也完全相同。
因為通過變壓器的高頻交流電壓電流的正負半波都是對稱的，兩個變壓器一個工作在正半波，一個工作在負半波，所以兩個變壓器需要完全相同， 不一樣的話，電路不能正常工作，這樣的設計，能夠讓全橋開關管工作ZCS軟開關狀態(tài)，沒有了開關損耗，解決了傳統(tǒng)硬開關電路中全橋功率管開關損耗大發(fā)熱嚴重的問題。
在上述情況的基礎上，又一個實施例，所述兩個變壓器包括第一變壓器6和第二變壓器7，所述第一變壓器6的和所述第二變壓器7的初級繞組的頭分別連接至所述全橋變換電路的兩個橋臂的中點，所述第一變壓器6和所述第二變壓器7的初級繞組的尾相互連接；
所述第一變壓器6和所述第二變壓器7的次級繞組的頭分別連接至所述整流電路的輸入端，所述第一變壓器6和所述第二變壓器7的次級繞組的尾相互連接，作為所述整流電路的輸出端。
本實用新型通過所述兩個變壓器初次級的連接，使所述兩個變壓器分別在正負半波工作期間向負載提供能量，當一個變壓器向負載提供能量時，另一個變壓器次級整流后的等效負載反射到初級，于是初級的電感量會隨負載的變化而變化，相當于全橋串聯(lián)的諧振電感隨負載變化而變化，所以能夠使全橋從空載到滿載全程都能實現(xiàn)軟開關。
在上述實施例的基礎上，又一個實施例，所述全橋變換電路包括四個功率管，其分別第一功率管2、第二功率管3、第三功率管4及第四功率管5；
其中，所述第一功率管2和所述第四功率管5同時導通時，使電流流過由所述第一功率管2、所述第二變壓器7的初級繞組、所述第一變壓器6的初級繞組及所述第四功率管5構成第一半波回路；
其中，所述第二功率管3和所述第三功率管4同時導通時，使電流流過由所述第二功率管3、所述第一變壓器6的初級繞組、所述第二變壓器7的初級繞組及所述第三功率管4構成第二半波回路。
所述四個功率管在本電路中起到開關作用，能把直流變換成交流，交流通過所述第一變壓器6和所述第二變壓器7，來升高電壓或者降低電壓；所述第一半波回路和所述第二半波回路組成全橋變換電路，所述第一半波回路工作的時候，所述第二半波回路中的第二變壓器7的初級繞組只相當于一個電感串聯(lián)在回路參加諧振；同理，所述第二半波回路工作的時候，所述第一半波回路中的第一變壓器6的初級繞組只相當于一個電感串聯(lián)在回路參加諧 振。
在上述實施例的基礎上，又一個實施例，還包括輸入濾波電容1，其用來輸入直流電壓，所述輸入濾波電容1的正極連接所述全橋變換電路的輸入端，所述輸入濾波電容1的負極連接所述全橋變換電路的輸出端。
所述輸入濾波電容1，提供直流電壓，濾去直流電壓中的紋波，為所述全橋變換電路提供直流電壓。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，還包括輸出濾波電容10，用來輸出直流電壓向所述負載提供能量，所述輸出濾波電容10的正極連接所述整流電路的輸入端，所述輸出濾波電容10的負極連接所述整流電路的輸出端。
所述輸出濾波電容10濾去整流輸出電壓的紋波，連接所述負載，并向所述負載提供能量。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，所述整流電路包括：
第一整流電路，其上設置第一整流單元8，所述第一整流單元8的正極與所述第一變壓器6的次級繞組的頭連接，所述第一整流單元8的負極與所述輸出濾波電容10的正極連接；
第二整流電路，其上設置第二整流單元9，所述第二整流單元9的正極與所述第二變壓器7的次級繞組的頭連接，所述第二整流單元9的負極與所述輸出濾波電容10的正極連接；
其中，所述第一整流單元8的正極和所述第二整流單元9的正極為所述第一整流電路的輸入端和所述第二整流電路的輸入端，即所述整流電路的輸入端。
所述第一變壓器6和所述第二變壓器7的次級繞組的連接方式，能夠配合所述第一變壓器6和所述第二變壓器7的初級繞組的連接方式，使得使兩個變壓器分別在正負半波工作期間向負載提供能量，當一個變壓器向負載提供能量時，另一個變壓器次級整流后的等效負載反射到初級，于是初級的電感量會隨負載的變化而變化，相當于全橋串聯(lián)的諧振電感隨負載變化而變化，所以能夠使全橋從空載到滿載全程都能實現(xiàn)軟開關。
所述整流電路將所述第一變壓器6或者第二變壓器7升高或者降低的交流電壓轉換成直流電壓，輸送到所述輸出濾波電容10。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，所述第一半波回路與所述第二整流電路同時工作時，所述輸出濾波電容10向所述負載供電，所述第二半波回路與所述第一整流電路同時工作時，所述輸出濾波電容10向所述負載供電。
當Q1，Q4導通時，C2兩端的電壓，C2正極-Q1-T2初級-T1初級-Q4-C2負極形成第一半波回路。T2次級繞組感應的電壓通過D2整流給濾波電容C1充電并給負載供電。T1次級繞組感應的電壓和T2次級繞組感應的電壓方向相反，因此D1不導通。所以T1初級繞組的電感量會隨著負載的變化而變化，相當于一個電感串聯(lián)在回路參加諧振。
當Q2，Q3導通時，C2兩端的電壓，C2正極-Q2-T1初級-T2初級-Q3-C2負極形成第二半波回路。T1次級繞組感應的電壓通過D1整流給濾波電容C1充電并給負載供電。T2次級繞組感應的電壓和T1次級繞組感應的電壓方向相反，因此D2不導通。所以T2初級繞組的電感量會隨著負載的變化而變化，相當于一個電感串聯(lián)在回路參加諧振。
從上述描述可以看出，所述第一變壓器6和所述第二變壓器7相當，其中一個變壓器參與能量變換，其中一個變壓器相當于諧振電感于輪流工作，而且諧振電感會隨著負載的變化而變化，從而實現(xiàn)了從空載都滿載都能實現(xiàn)ZCS零電流開關。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，所述四個功率管可以是MOSFET或者IGBT。
金屬-氧化物半導體場效應晶體管，簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管，主要優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大。IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產(chǎn)物。
圖1中提供的為所述四個功率管，也可以將圖1中的四個功率管換成四個MOSFET或者IGBT。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，所述第一整流單元8和所述第二整流單元9為二極管，MOSFET或IGBT中的一種，所述整流電路為全波 方式或者全橋方式。
圖1中提供的所述第一整流單元和所述第二整流單元為二極管的實施例，所述整流電路為全波方式的實施例。可以將圖1中的所述第一整流單元和所述第二整理單元替換為MOSFET或IGBT，也可以將圖1中的兩個整流單元變換成四個整流單元，使得所述整流電路為全橋方式。
在上述實施例的基礎上，再一個實施例，還包括兩個箝位電容11，所述兩個箝位電容11串聯(lián)在所述輸入濾波電容1的兩端。
所述兩個箝位電容11的設計，能讓所述第一變壓器6和所述第二變壓器7工作更對稱，箝為電壓保留在所述濾波電容的一半即可。
本實用新型用在開關電源中，能夠使全橋4個功率器件和變壓器次級2個整流器件從空載到滿載實現(xiàn)全程ZCS零電流開關。極大地提高了電源的轉換效率，特別在大功率開關電源轉換器上應用效果明顯。例如現(xiàn)在流行的充電樁，逆變焊機，大功率UPS等電路。
顯而易見的是，本領域的技術人員可以從根據(jù)本實用新型的實施方式的各種結構中獲得根據(jù)不麻煩的各個實施方式尚未直接提到的各種效果。
盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。