專利名稱：反激變換器漏感吸收及軟開關控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電能變換裝置中的反激變換器，尤其涉及一種反激變換器漏感吸 收及軟開關控制。
背景技術：
小型化是目前電能變換裝置產(chǎn)品追求的目標，提高開關頻率可以減小電感、電容 等元件的體積，但是開關頻率的提高隨之帶來開關損耗的增加，因此，旨在降低開關損耗的 軟開關技術應運而生。反激變換器具有電路簡單、可靠性高等優(yōu)點，在小功率電源，小功率 逆變器等場合普遍使用，尤其適合作為一種典型的電路應用于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)AC模塊，其中 AC模塊概念是最近幾年被提出來，這種AC模塊系統(tǒng)中，每組光伏組件裝配一個功率大概 200W的微型逆變器形成一個AC模塊，這些AC模塊的輸出并聯(lián)后并入電網(wǎng)，每個微型逆變器 具有升壓、最大功率點跟蹤和逆變等功能，相比于傳統(tǒng)集中式并網(wǎng)逆變器，AC模塊可以避免 由于光伏組件不匹配、光照強度不同或附近建筑物、樹木等障礙物的遮擋而導致的系統(tǒng)輸 出功率明顯下降的問題。反激變換器的軟開關技術大體可分為諧振技術和有源箝位技術兩類，其中圖2所 示的準諧振技術利用寄生器件使得變換器中電流或者電壓按準正弦規(guī)律變化，實現(xiàn)開關器 件的零電壓或零電流開關，具有電路結構簡單、無需增加額外器件等優(yōu)點，但是準諧振技術 僅是實現(xiàn)了功率器件的軟開關，對影響反激變換器效率的漏感并沒有進行吸收利用，另一 方面在輕載的情況下，準諧振控制會大幅增加系統(tǒng)工作頻率，引起更大的開關損耗，從而抵 消軟開關技術減少的損耗，因此準諧振技術在輕載時并不理想。如圖3所示的有源箝位技 術同時實現(xiàn)漏感的吸收及軟開關動作，有源箝位技術通過控制輔助開關管的關斷時間，在 反并聯(lián)二極管續(xù)流期間開通功率器件從而實現(xiàn)零電壓開通，因此為了確保軟開關動作，必 須在Cl、Lk諧振電流的負半周開通功率器件，這勢必限制了占空比的變化范圍，有源箝位 技術較適合如開關電源等占空比變化不是很大的場合，像AC模塊中的反激變壓器占空比 按正弦波調(diào)制，有源箝位技術無法在整個區(qū)間實現(xiàn)軟開關動作。本發(fā)明的反激變換器漏感吸收及軟開關控制，可以有效實現(xiàn)漏感的吸收及全部開 關器件的軟開關動作，而且不受占空比大小的影響，適用于開關電源，小功率逆變器等場 合、特別適用于AC模塊中的微型逆變器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種反激變換器漏感吸收及軟開 關控制，它利用存能電容在功率器件關斷瞬間吸收漏感能量并通過諧振電感及輔助開關器 件控制，將漏感能量回饋到輸入電源，同時實現(xiàn)全部開關器件的軟開關動作，它有效實現(xiàn)了 漏感的吸收及開關器件的軟開關動作，而且不受占空比大小的影響。根據(jù)上訴的發(fā)明構思，本發(fā)明采用下述技術方案—種反激變換器漏感吸收電路，由反激變換器和漏感吸收電路構成，所述的反激變換器包括反激變壓器T1、開關管S1、二極管D3和濾波電容C2,反激變壓器T1原邊同名端連 接到輸入電源正端，原邊非同名端連接到開關管S1漏極，開關管S1源極連接到電源負端，反 激變壓器T1副邊非同名端連接到二極管D3陽極，副邊同名端連接到濾波電容C2的一端，二 極管D3陰極連接到濾波電容C2的另一端；所述的漏感吸收電路中電容C1的一端連接到反 激變壓器T1原邊非同名端和開關管S1漏極，另一端連接到二極管D1的陰極和二極管D2的 陽極，二極管D1的陽極連接到電感L1的一端，二極管D2的陰極連接到開關管S2的漏極，電 感L1的另一端和開關管S2的源極連接到開關管S1的源極和輸入電源的負端。上述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，開關管S1的驅動信號由開關管控 制單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元由硬件電路或單片機構成，開關管S1的開關頻率在 IOkHz IOOkHz之間，反激變換器工作在電流斷續(xù)模式或電流連續(xù)模式。上述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，開關管S2的驅動信號由開關管控制 單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元在檢測到開關管S1的開通信號后延遲t。n時間后開通開 關管S2，開關管控制單元在檢測到開關管S1的關斷信號后延遲t。ff時間后關斷開關管s2。上述的反激變換器漏感吸收軟開關方法，延遲時間ton為Ius 10US，同時保證開 關管S2的開通時刻超前開關管S1的關斷時刻，延遲時間t。ff小于四分之一電感L1和電容C1 的諧振時間，即k </4·2π4 Α


圖1是本發(fā)明的反激變換器漏感吸收電路。圖2是準諧振反激變換器電路。圖3是有源鉗位反激變換器電路。圖4是反激變換器控制方法示意圖。具體實施方法本發(fā)明的優(yōu)選實施例結合附圖詳述如下本反激變換器漏感吸收電路，由反激變換器和漏感吸收電路構成，所述的反激變 換器包括反激變壓器T1、開關管S1、二極管D3和濾波電容C2,反激變壓器T1原邊同名端連接 到輸入電源正端，原邊非同名端連接到開關管S1漏極，開關管S1源極連接到電源負端，反激 變壓器T1副邊非同名端連接到二極管D3陽極，副邊同名端連接到濾波電容C2的一端，二極 管 陰極連接到濾波電容C2的另一端；其特征在于漏感吸收電路中電容C1的一端連接到 反激變壓器T1原邊非同名端和開關管S1漏極，另一端連接到二極管D1的陰極和二極管D2 的陽極，二極管D1的陽極連接到電感L1的一端，二極管D2的陰極連接到開關管S2的漏極， 電感L1的另一端和開關管S2的源極連接到開關管S1的源極和輸入電源的負端。上述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，其特征在于開關管S1的驅動信號由 開關管控制單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元由硬件電路或單片機構成，開關管S1的開關 頻率在IOkHz IOOkHz之間，反激變換器工作在電流斷續(xù)模式或電流連續(xù)模式。上述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，其特征在于開關管S2的驅動信號由 開關管控制單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元在檢測到開關管S1的開通信號后延遲t。n時 間后開通開關管S2，開關管控制單元在檢測到開關管S1的關斷信號后延遲t。ff時間后關斷 開關管S2。
上述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，其特征在于延遲時間t。n為Ius IOus,同時保證開關管S2的開通時刻超前開關管S1的關斷時刻，延遲時間t。ff小于四分之
一電感L1和電容C1的諧振時間，jitoff≤1/4.2π√l1c1應當理解的是，對本發(fā)明所在領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術 方案及其構思進行相應的等同改變或替換，而所有這些改變或替換，都應屬于本發(fā)明所附 權利要求的保護范圍。本反激變換器漏感吸收軟開關控制方法的原理簡述如下圖4所示為反激變換器控制方法示意圖，圖中ip為變壓器原邊電流，S1為功率器 件開關管信號，in為變壓器副邊電流，S2為輔助開關管開關信號，ua為電容C1兩端電壓，icl 為流過電容C1的電流，AC模塊中的微型逆變器為了實現(xiàn)電流型并網(wǎng)，一般工作在電流斷續(xù) 模式，因此功率器件S1零電流開通，開關管S2在S1開通區(qū)間開通，此時S2兩端電壓為0，實 現(xiàn)S2零電壓開通^關斷時，由于并聯(lián)電容C1的存在，S1兩端電壓緩慢上升，實現(xiàn)了 S1零 電壓關斷，S1關斷瞬間存儲在變壓器漏感中的能量通過S2迅速轉移到電容C1中，電容電壓 ucl快速上升，直到全部能量轉移到電容中，此時電容電壓大于輸入電源電壓，L1和C1開始 諧振，電容C1中能量開始反饋回輸入電源，在諧振周期四分之一內(nèi)關斷開關S2，此時沒有電 流流過S2,因此實現(xiàn)了 S2零電流關斷；如果S2的關斷時間超過四分之一諧振周期，此時電感 L1上電壓為上正下負，電感電流通過S2環(huán)流，此時無法實現(xiàn)S2的零電流關斷。
權利要求
1.一種反激變換器漏感吸收電路，由反激變換器和漏感吸收電路構成，所述的反激變 換器包括反激變壓器T1、開關管S1、二極管D3和濾波電容C2,反激變壓器T1原邊同名端連接 到輸入電源正端，原邊非同名端連接到開關管S1漏極，開關管S1源極連接到電源負端，反激 變壓器T1副邊非同名端連接到二極管D3陽極，副邊同名端連接到濾波電容C2的一端，二極 管1)3陰極連接到濾波電容C2的另一端；其特征在于漏感吸收電路中電容C1的一端連接到 反激變壓器T1原邊非同名端和開關管S1漏極，另一端連接到二極管D1的陰極和二極管D2 的陽極，二極管D1的陽極連接到電感L1的一端，二極管&的陰極連接到開關管&的漏極， 電感L1的另一端和開關管&的源極連接到開關管S1的源極和輸入電源的負端。
2.根據(jù)權利1所述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，其特征在于開關管S1的驅 動信號由開關管控制單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元由硬件電路或單片機構成，開關管 S1的開關頻率在IOkHz IOOkHz之間，反激變換器工作在電流斷續(xù)模式或電流連續(xù)模式。
3.根據(jù)權利1所述的反激變換器漏感吸收軟開關控制方法，其特征在于開關管&的驅 動信號由開關管控制單元產(chǎn)生，所述的開關管控制單元在檢測到開關管S1的開通信號后延 遲t。n時間后開通開關管&，開關管控制單元在檢測到開關管S1的關斷信號后延遲t。ff時 間后關斷開關管&。
4.根據(jù)權利3所述的反激變換器軟開關控制方法，其特征在于延遲時間t。n*Ius IOus,同時保證開關管&的開通時刻超前開關管S1的關斷時刻，延遲時間t。ff小于四分之一電感L1和電容C1的諧振時間，即S ^.。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反激變換器漏感吸收電路及其控制方法，它利用存能電容在功率器件關斷瞬間吸收漏感能量并通過諧振電感及輔助開關器件控制，將漏感能量回饋到輸入電源，同時實現(xiàn)全部開關器件的軟開關動作，它能夠實現(xiàn)漏感的吸收及開關器件的軟開關動作，有效提高系統(tǒng)效率，而且不受占空比大小的影響，特別適用于如AC模塊中的微型逆變器等場合。
文檔編號H02M3/335GK102075092SQ20091019902
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權日2009年11月19日
發(fā)明者吳春華, 徐坤, 楊宇 申請人:上海巖芯電子科技有限公司