專利名稱：一種功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流變換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率變換器。
背景技術(shù)：
諧振變換器通常包括兩個輸入端，用于施加輸入電壓；兩個輸出端，用于提供輸出電壓；一個諧振振蕩回路，它可以按照它的諧振頻率的節(jié)拍與輸入電壓連接。諧振振蕩回路的線圈與另一個線圈感應(yīng)耦合，后者通過一個整流電路與兩個榆出端連接。
如圖1所示是半橋結(jié)構(gòu)的諧振變換器，兩個主開關(guān)S1和S2構(gòu)成一個半橋結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動信號是固定50％占空比的互補(bǔ)信號，電感Lr、電容Cr和變壓器T1的勵磁電感Lm構(gòu)成一個諧振網(wǎng)絡(luò)。該諧振網(wǎng)絡(luò)連接在半橋的中點(diǎn)與地之間，因此諧振電容Cr也起到隔直電容的作用。在輸出側(cè)，整流二極管D1和D2構(gòu)成中心抽頭的整流電路，整流二極管直接連接到輸出電容Co上。采用變頻調(diào)制以調(diào)節(jié)輸出電壓。但是諧振電感并不向副邊傳遞能量，向副邊傳遞能量的工作只由變壓器完成，也就是說諧振網(wǎng)絡(luò)中兩個磁性元件只有一個具有向副邊傳遞能量的功能。變壓器T1的副邊為中心抽頭的兩個繞組，變壓器的設(shè)計以及生產(chǎn)比副邊為單個繞組的變壓器復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種功率變換器，使得諧振網(wǎng)絡(luò)中兩個磁性元件都具備向副邊傳遞能量的功能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種功率變換器，包括至少一個諧振變換器電路，所述諧振變換器電路包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括諧振電容(Cm3)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到主橋(110)中點(diǎn)，另一端與輸入信號(Vin)相連，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
其中，所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)，第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)串聯(lián)后，一端與輸入信號(Vin)的正接線端相連，一端與輸入信號(Vin)的負(fù)接線端相連，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端與輸入信號(Vin)相連。
其中，所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)，第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，第三主開關(guān)(S3)與第四主開關(guān)(S4)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端連接到第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)的中點(diǎn)。
其中，所述整流電路(130)包括第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)，第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)的一端分別于第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)連接，另一端并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
其中，包括至少兩個所述諧振變換器電路，所述諧振變換器電路的主橋分別與輸入信號(Vin)并聯(lián)，所述諧振變換器電路的整流電路并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
其中，還包括濾波電容(Co)，所述濾波電容(Co)分別連接在正負(fù)輸出信號(Vout)上。
一種功率變換器，包括至少一個諧振變換器電路，所述諧振變換器電路包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括第一諧振電容(Cm1)、第二諧振電容(Cm2)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，第一諧振電容(Cm1)與第二諧振電容(Cm2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后一端連接到主橋(110)中點(diǎn)，另一端連接到第一諧振電容(Cm1)與第二諧振電容(Cm2)的中點(diǎn)上，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
其中，所述整流電路(130)包括第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)，第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)的一端分別于第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)連接，另一端并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
其中，包括至少兩個所述諧振變換器電路，所述諧振變換器電路的主橋分別與輸入信號(Vin)并聯(lián)，所述諧振變換器電路的整流電路并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
一種功率變換器，包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；還包括第一分壓電容(c1)和第二分壓電容(c2)，第一分壓電容(c1)與第二分壓電容(c2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)的兩端，所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括諧振電容(Cm3)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)，第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)的兩端，所述第一分壓電容(c1)與第二分壓電容(c2)的中點(diǎn)和第二主開關(guān)(S2)與第三主開關(guān)(S3)的中點(diǎn)連接，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后一端通過諧振電容(Cm3)連接到第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端連接到第三主開關(guān)(S3)與第四主開關(guān)(S4)的中點(diǎn)，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用兩個變壓器和諧振電容構(gòu)成諧振網(wǎng)絡(luò)，變壓器在半個周期內(nèi)做諧振電感，在半個周期內(nèi)做變壓器傳遞功率到副邊。諧振網(wǎng)絡(luò)中兩個磁性元件都具備向副邊傳遞能量的功能，同時變壓器不需要帶中心抽頭的副邊繞組，變壓器的設(shè)計以及生產(chǎn)變得便利。


圖1為現(xiàn)有的半橋諧振變換器；圖2為本發(fā)明的半橋結(jié)構(gòu)諧振變換器；圖3為兩個諧振電容的半橋結(jié)構(gòu)諧振變換器；圖4為本發(fā)明的全橋結(jié)構(gòu)諧振變換器；圖5為本發(fā)明的串聯(lián)雙半橋結(jié)構(gòu)諧振變換器；圖6/7為本發(fā)明的半橋結(jié)構(gòu)諧振變換器兩個并聯(lián)；圖8為fm＜f＜fm1＝fm2時，諧振變換器工作波形圖；圖9為f＞fm1＝fm2時，諧振變換器工作波形圖；圖10為f＝fm1＝fm2時，諧振變換器工作波形圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是本發(fā)明采用兩個變壓器和諧振電容構(gòu)成諧振網(wǎng)絡(luò)，變壓器在半個周期內(nèi)做諧振電感，在半個周期內(nèi)做變壓器傳遞功率到副邊。使得諧振網(wǎng)絡(luò)中兩個磁性元件都具備向副邊傳遞能量的功能。
下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請參閱圖2所示本發(fā)明的半橋結(jié)構(gòu)諧振變換器，包括主橋110，其與輸入信號Vin連接；諧振網(wǎng)絡(luò)120，其一端與主橋110連接，另一端與整流電路130相連。
進(jìn)一步的主橋110包括第一主開關(guān)S1和第二主開關(guān)S2，第一主開關(guān)S1與第二主開關(guān)S2串聯(lián)后，一端與輸入信號的正接線端相連，一端與輸入信號的負(fù)接線端相連。
進(jìn)一步的諧振網(wǎng)絡(luò)120包括諧振電容Cm3、第一諧振變壓器T1和第二諧振變壓器T2，第一諧振變壓器T1與第二諧振變壓器T2串聯(lián)后再與諧振電容Cm3串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到主橋110中點(diǎn)，另一端與輸入信號Vin接線端相連。
進(jìn)一步的整流電路130包括第一整流二極管D1和第二整流二極管D2，第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)的一端分別于第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)連接，另一端并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連，輸出信號Vout的負(fù)接線端連接在第一諧振變壓器T1和第二諧振變壓器T2的中點(diǎn)。
如圖3所示本發(fā)明另一實(shí)施例電路圖，其在圖2的基礎(chǔ)上將諧振電容Cm3換成第一諧振電容Cm1和第二諧振電容Cm3，第一諧振電容Cm1與第二諧振電容Cm3串聯(lián)后于主橋110并聯(lián)，第一諧振變壓器T1與第二諧振變壓器T2串聯(lián)后一端連接到主橋110中點(diǎn)，另一端與第一諧振電容Cm1和第二諧振電容Cm3的中點(diǎn)相連。
如圖4所示本發(fā)明另一實(shí)施例電路圖，其在圖2的基礎(chǔ)上主橋110上又增加了第三主開關(guān)S3和第四主開關(guān)S4，第三主開關(guān)S3與第四主開關(guān)S4串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號Vin兩端，第一諧振變壓器T1與第二諧振變壓器T2串聯(lián)后再與諧振電容Cm3串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到第一主開關(guān)S1和第二主開關(guān)S2的中點(diǎn)，另一端與第三主開關(guān)S3和第四主開關(guān)S4的中點(diǎn)相連。
如圖5所示本發(fā)明另一實(shí)施例電路圖，其在圖2的基礎(chǔ)上又增加了第三主開關(guān)S3和第四主開關(guān)S4，第一主開關(guān)S1、第二主開關(guān)S2、第三主開關(guān)S3、第四主開關(guān)S4串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號Vin的兩端，還包括第一分壓電容c1和第二分壓電容c2，第一分壓電容c1與第二分壓電容c2串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號Vin的兩端，第一分壓電容c1與第二分壓電容c2的中點(diǎn)和第二主開關(guān)S2與第三主開關(guān)S3的中點(diǎn)連接，第一諧振變壓器T1與第二諧振變壓器T2串聯(lián)后一端通過諧振電容Cm3連接到第一主開關(guān)S1與第二主開關(guān)S2的中點(diǎn)，另一端連接到第三主開關(guān)S3與第四主開關(guān)S4的中點(diǎn)。
圖6、圖7是分別將兩個圖2、兩個圖3的諧振變換器電路并聯(lián)后的電路圖。
圖2是發(fā)明方案中較典型的一種，本發(fā)明中其它實(shí)施例的工作原理和圖2的相同，下面將以圖2為例介紹本發(fā)明的工作原理。
圖2所示是半橋結(jié)構(gòu)的諧振變換器，兩個主開關(guān)S1和S2構(gòu)成一個半橋結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動信號是固定50％占空比的互補(bǔ)信號，兩個變壓器的勵磁電感Lm1或Lm2和諧振電容Cm1構(gòu)成一個諧振網(wǎng)絡(luò)。該諧振網(wǎng)絡(luò)連接在半橋的中點(diǎn)和地之間，因此諧振電容Cm1也起到隔直電容的作用。在輸出側(cè)，整流二極管D1和D2構(gòu)成兩個半波的整流電路，整流二極管直接連接到輸出電容Co上，采用變頻調(diào)制以調(diào)節(jié)輸出電壓。諧振網(wǎng)絡(luò)和諧振電容構(gòu)成的諧振頻率如下fm1=1/(2*3.14lm1*cm);]]>fm2=1/(2*3.14lm2*cm);]]>fm=1/(2*3.14(lm1+lm2)*cm);]]>在以下的工作原理分析中，假設(shè)Lm1＝Lm2；則fm1＝fm2。諧振變換器工作頻率為f。
諧振變換器與傳統(tǒng)的半橋諧振變換器相比，沒有單獨(dú)的諧振電感，變壓器既做諧振電感又做變壓器；變壓器不需要帶中心抽頭的副邊繞組。在f＞fm1＝fm2的頻率范圍以及fm＜f＜fm1＝fm2的頻率范圍內(nèi)工作時，原邊開關(guān)管都可以實(shí)現(xiàn)ZVS。下面分別就不同頻率范圍討論諧振變換器的工作原理。
在fm＜f＜fm1＝fm2頻率范圍內(nèi)，該變換器的一個開關(guān)周期可以分成6個工作模式，相應(yīng)的工作波形如圖12所示，6個工作模式的工作原理分別描述如下模式1t0＜t＜t1。在t＝t0時刻，S2關(guān)斷，Lm2和Cm諧振，諧振電流Im2對主開關(guān)S1的輸出結(jié)電容放電，S1的漏源電壓Vds1開始下降，當(dāng)Vds1下降到零，S1的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T1(T2)繞組的極性為上正下負(fù)，整流二極管D1導(dǎo)通，勵磁電感Lm1的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm2與Cm之間，勵磁電感Lm1勵磁電流Im1線性上升。
模式2t1＜t＜t2。在t＝t1時刻，S1零電壓條件開通。勵磁電感Lm1勵磁電流Im1繼續(xù)線性上升，諧振電流Im2經(jīng)S1并以正弦形式逐漸上升。流過整流二極管D1的輸出電流為諧振電流Im2與勵磁電流Im1之差。在該工作頻率范圍內(nèi)，開關(guān)周期大于Lm2和Cm諧振的諧振周期。因此，在諧振電流Im2經(jīng)過半個周期的諧振，S1仍然處于開通狀態(tài)。當(dāng)諧振電流Im2完成對勵磁電感Lm2的去磁后，該工作模式結(jié)束。
模式3t2＜t＜t3。在t＝t2時刻，諧振電流Im2完成對勵磁電感Lm2的去磁，此時勵磁電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感工作，而諧振電感Lm2轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼泄ぷ?。在副邊，變壓器T2(T1)繞組的極性為上負(fù)下正，整流二極管D1被強(qiáng)迫換流，整流二極管D2導(dǎo)通。流過整流二極管D2的輸出電流為諧振電流Im1與勵磁電流Im2之差。
工作模式4與工作模式1類似，所不同的是諧振的初始能量由諧振電容Cm提供。工作波形與模式1、2、3完全對稱。
模式4t3＜t＜t4。在t＝t3時刻，S1關(guān)斷，Lm1和Cm諧振，諧振電流Im1對主開關(guān)S2的輸出結(jié)電容放電，S2的漏源電壓Vds2開始下降，當(dāng)Vds2下降到零，S2的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T2(T1)繞組的極性為上負(fù)下正，整流二極管D2導(dǎo)通，勵磁電感Lm2的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm1與Cm之間，勵磁電感Lm2勵磁電流Im2反向線性上升。
模式5t4＜t＜t5。在t＝t4時刻，S2零電壓條件開通。勵磁電感Lm2勵磁電流Im2繼續(xù)反向線性上升，諧振電流Im1經(jīng)S2并以正弦形式負(fù)向增長。流過整流二極管D2的輸出電流為諧振電流Im1與勵磁電流Im2之差。在該工作頻率范圍內(nèi)，開關(guān)周期大于Lm1和Cm諧振的諧振周期。因此，在諧振電流Im1經(jīng)過半個周期的諧振，S2仍然處于開通狀態(tài)。當(dāng)諧振電流Im1完成對勵磁電感Lm1的去磁后，該工作模式結(jié)束。
模式6t5＜t＜t6。在t＝t5時刻，諧振電流Im1完成對勵磁電感Lm1的去磁，此時勵磁電感Lm2轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感工作，而諧振電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼泄ぷ?。在副邊，變壓器T1(T2)繞組的極性為上正下負(fù)，整流二極管D2被強(qiáng)迫換流，整流二極管D1導(dǎo)通。流過整流二極管D1的輸出電流為諧振電流Im2與勵磁電流Im1之差。
在f＞fm1＝fm2頻率范圍內(nèi)，該變換器的一個開關(guān)周期可以分成6個工作模式，相應(yīng)的工作波形如圖13所示。6個工作模式的工作原理分別描述如下模式1t0＜t＜t1。在t＝t0時刻，S2關(guān)斷。在該工作頻率范圍內(nèi)，開關(guān)周期小于Lm1和Cm諧振的諧振周期。因此，Lm1和Cm諧振仍未結(jié)束，勵磁電感Lm2勵磁電流Im2繼續(xù)反向線性上升，。在副邊，變壓器T2(T1)繞組的極性為上負(fù)下正，整流二極管D2繼續(xù)導(dǎo)通。
模式2t1＜t＜t2。在t＝t1時刻，Lm1和Cm諧振結(jié)束。諧振電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼校瑒畲烹姼蠰m2轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感。諧振電流Im2對主開關(guān)S1的輸出結(jié)電容放電，S1的漏源電壓Vds1開始下降，當(dāng)Vds1下降到零，S1的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T1(T2)繞組的極性為上正下負(fù)，整流二極管D2被強(qiáng)迫換流，整流二極管D1導(dǎo)通。勵磁電感Lm1的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm2與Cm之間，勵磁電感Lm1勵磁電流Im1線性上升。
模式3t2＜t＜t3。在t＝t2時刻，S1零電壓條件開通。勵磁電感Lm1勵磁電流Im1繼續(xù)線性上升，諧振電流Im2經(jīng)S1并以正弦形式逐漸上升。流過整流二極管D1的輸出電流為諧振電流Im2與勵磁電流Im1之差。
模式4t3＜t＜t4。在t＝t3時刻，S1關(guān)斷。在該工作頻率范圍內(nèi)，開關(guān)周期小于Lm2和Cm諧振的諧振周期。因此，Lm2和Cm諧振仍未結(jié)束，勵磁電感Lm1勵磁電流Im1繼續(xù)線性上升。在副邊，變壓器T1(T2)繞組的極性為上正下負(fù)，整流二極管D1繼續(xù)導(dǎo)通。
模式5t4＜t＜t5。在t＝t4時刻，Lm2和Cm諧振結(jié)束。諧振電感Lm2轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼?，勵磁電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感。諧振電流Im1對主開關(guān)S2的輸出結(jié)電容放電，S2的漏源電壓Vds2開始下降，當(dāng)Vds2下降到零，S2的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T2(T1)繞組的極性為上負(fù)下正，整流二極管D1被強(qiáng)迫換流，整流二極管D2導(dǎo)通。勵磁電感Lm2的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm1與Cm之間，勵磁電感Lm2電流Im2反向線性上升。
模式6t5＜t＜t6。在t＝t5時刻，S2零電壓條件開通。勵磁電感Lm2勵磁電流Im2繼續(xù)反向線性上升，諧振電流Im1經(jīng)S2并以正弦形式負(fù)向增長。流過整流二極管D2的輸出電流為諧振電流Im1與勵磁電流Im2之差。
在工作頻率f＝fm1＝fm2時，該變換器的一個開關(guān)周期可以分成4個工作模式，相應(yīng)的工作波形如圖14所示。4個工作模式的工作原理分別描述如下模式1t0＜t＜t1。在t＝t0時刻，S2關(guān)斷，開關(guān)周期等于Lm1和Cm諧振的諧振周期，Lm1和Cm諧振結(jié)束。諧振電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼?，勵磁電感Lm2轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感。諧振電流Im2對主開關(guān)S1的輸出結(jié)電容放電，S1的漏源電壓Vds1開始下降，當(dāng)Vds1下降到零，S1的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T1(T2)繞組的極性為上正下負(fù)，整流二極管D2被強(qiáng)迫換流，整流二極管D1導(dǎo)通。勵磁電感Lm1的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm2與Cm之間，勵磁電感Lm1勵磁電流Im1線性上升。
模式2t1＜t＜t2。在t＝t1時刻，S1零電壓條件開通。勵磁電感Lm1勵磁電流Im1繼續(xù)線性上升，諧振電流Im2經(jīng)S1并以正弦形式逐漸上升。流過整流二極管D1的輸出電流為諧振電流Im2與勵磁電流Im1之差。
模式3t2＜t＜t3。在t＝t2時刻，S1關(guān)斷，開關(guān)周期等于Lm2和Cm諧振的諧振周期，Lm2和Cm諧振結(jié)束。諧振電感Lm2轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹姼?，勵磁電感Lm1轉(zhuǎn)變?yōu)橹C振電感。諧振電流Im1對主開關(guān)S2的輸出結(jié)電容放電，S2的漏源電壓Vds2開始下降，當(dāng)Vds2下降到零，S2的體二極管導(dǎo)通。在副邊，變壓器T2(T1)繞組的極性為上負(fù)下正，整流二極管D1被強(qiáng)迫換流，整流二極管D2導(dǎo)通。勵磁電感Lm2的電壓被輸出電壓鉗位，諧振發(fā)生在Lm1與Cm之間，勵磁電感Lm2電流Im2反向線性上升。
模式4t3＜t＜t4。在t＝t3時刻，S2零電壓條件開通。勵磁電感Lm2勵磁電流Im2繼續(xù)反向線性上升，諧振電流Im1經(jīng)S2并以正弦形式負(fù)向增長。流過整流二極管D2的輸出電流為諧振電流Im1與勵磁電流Im2之差。
本發(fā)明經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性與可行性。
以上對本發(fā)明所提供的一種功率變換器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種功率變換器，包括至少一個諧振變換器電路，所述諧振變換器電路包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；其特征在于，所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括諧振電容(Cm3)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到主橋(110)中點(diǎn)，另一端與輸入信號(Vin)相連，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
2.如權(quán)利要求1所述功率變換器，其特征在于所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)，第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)串聯(lián)后，一端與輸入信號(Vin)的正接線端相連，一端與輸入信號(Vin)的負(fù)接線端相連，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端與輸入信號(Vin)相連。
3.如權(quán)利要求1所述功率變換器，其特征在于所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)，第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，第三主開關(guān)(S3)與第四主開關(guān)(S4)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到第一主開關(guān)(S1)和第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端連接到第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)的中點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述功率變換器，其特征在于所述整流電路(130)包括第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)，第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)的一端分別于第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)連接，另一端并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
5.如權(quán)利要求4所述功率變換器，其特征在于包括至少兩個所述諧振變換器電路，所述諧振變換器電路的主橋分別與輸入信號(Vin)并聯(lián)，所述諧振變換器電路的整流電路并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述功率變換器，其特征在于還包括濾波電容(Co)，所述濾波電容(Co)分別連接在正負(fù)輸出信號(Vout)上。
7.一種功率變換器，包括至少一個諧振變換器電路，所述諧振變換器電路包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；其特征在于，所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括第一諧振電容(Cm1)、第二諧振電容(Cm2)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，第一諧振電容(Cm1)與第二諧振電容(Cm2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)上，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后一端連接到主橋(110)中點(diǎn)，另一端連接到第一諧振電容(Cm1)與第二諧振電容(Cm2)的中點(diǎn)上，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
8.如權(quán)利要求7所述功率變換器，其特征在于所述整流電路(130)包括第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)，第一整流二極管(D1)和第二整流二極管(D2)的一端分別于第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)連接，另一端并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
9.如權(quán)利要求8所述功率變換器，其特征在于包括至少兩個所述諧振變換器電路，所述諧振變換器電路的主橋分別與輸入信號(Vin)并聯(lián)，所述諧振變換器電路的整流電路并聯(lián)后于輸出信號(Vout)端相連。
10.一種功率變換器，包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；其特征在于，還包括第一分壓電容(c1)和第二分壓電容(c2)，第一分壓電容(c1)與第二分壓電容(c2)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)的兩端，所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括諧振電容(Cm3)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，所述主橋(110)包括第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)，第一主開關(guān)(S1)、第二主開關(guān)(S2)、第三主開關(guān)(S3)和第四主開關(guān)(S4)串聯(lián)后并聯(lián)在輸入信號(Vin)的兩端，所述第一分壓電容(c1)與第二分壓電容(c2)的中點(diǎn)和第二主開關(guān)(S2)與第三主開關(guān)(S3)的中點(diǎn)連接，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后一端通過諧振電容(Cm3)連接到第一主開關(guān)(S1)與第二主開關(guān)(S2)的中點(diǎn)，另一端連接到第三主開關(guān)(S3)與第四主開關(guān)(S4)的中點(diǎn)，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率變換器，包括至少一個諧振變換器電路，所述諧振變換器電路包括主橋(110)，其與輸入信號(Vin)連接；諧振網(wǎng)絡(luò)(120)，其一端與主橋(110)連接，另一端與整流電路(130)連接；所述諧振網(wǎng)絡(luò)(120)包括諧振電容(Cm3)、第一諧振變壓器(T1)和第二諧振變壓器(T2)，第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)串聯(lián)后再與諧振電容(Cm3)串聯(lián)，其串聯(lián)后一端連接到主橋(110)中點(diǎn)，另一端與輸入信號相連，所述第一諧振變壓器(T1)與第二諧振變壓器(T2)的中點(diǎn)與輸出信號(Vout)的負(fù)接線端相連。本發(fā)明諧振網(wǎng)絡(luò)中兩個磁性元件都具備向副邊傳遞能量的功能，同時變壓器不需要帶中心抽頭的副邊繞組，變壓器的設(shè)計及生產(chǎn)變得便利。
文檔編號H02M7/5383GK101043183SQ20071007383
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者胡永輝, 吳建華 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司