專利名稱：倍壓整流推挽正激變換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明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：
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，本地交流負載及電 網電壓通常較高。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。在高壓場合，變壓器副邊整流二極管的反向恢復特性往往造成二極 管關斷尖峰，實際應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)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是在研究上述技術的基礎上，提出一種倍壓整流推挽 正激變換器，利用倍壓整流電路實現(xiàn)變壓器部分漏感能量與副邊諧振整流電容諧振實現(xiàn)副 邊整流二極管軟開關，同時變壓器部分漏感能量轉移至原邊箝位電容，抑制原邊開關管尖 峰。并取消了副邊濾波電感，減小了變壓器副邊對原邊匝比，有利于變換器高功率密度集 成。技術方案本發(fā)明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、第一開關管、電源負極，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、第二開關管、變壓器原邊第二繞組、電源負極，其中變 壓器原邊第二繞組的同名端接電源負極；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成，第三電容上端 與電源正輸出端連接，下端與電源負輸出端連接；第二條支路由第一電容、第二電容串聯(lián) 支路構成，第二條支路的兩端分別接在電源的正、負輸出端；第三條支路由第一二極管及第 二二極管串聯(lián)支路構成，第一二極管的負極與電源正輸出端連接，第二二極管的正極與與 電源負輸出端連接；
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。
有益效果本發(fā)明公開了一種倍壓整流推挽正激直直變換器，包括原邊兩個開關 管Si、&，一個電容C。，副邊兩個二極管Dp D2，三個電容Cp C2, C3，以及一個變壓器(包含兩 個原邊繞組，一個副邊繞組)。本發(fā)明實現(xiàn)了副邊二極管軟開關，解決了副邊二極管反向恢 復尖峰問題，取消了副邊電感，且有效減小了變壓器副邊對原邊匝比。


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施方式
中倍壓整流推挽正激電路原邊開關管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施方式
中倍壓整流推挽正激電路原邊開關管Sp S2的 占空比dp d2、開關管S1兩端電壓v_ds及箝位電容電壓v_clamp。
具體實施例方式以下結合具體實施方式
并對照附圖，對本發(fā)明作進一步說明。圖1為傳統(tǒng)全橋整流推挽正激電路。開關管S1導通時，原邊輸入電源V1、繞組Npl、開關管S1導通，同時箝位電容C。、繞 組Np2、開關管S1亦構成回路，同時向副邊傳遞能量。副邊二極管D”D4正偏，向負載傳遞能量。原邊開關管S1關斷后，原邊輸入電源V1、繞組Npl、電容C。、繞組^構成回路，繞組 Npl, Np2短路，電容電壓等于輸入電源電壓，同時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管關斷電壓尖峰；副邊此時原先導通的D1A4與原先關斷的D2、 D3共同續(xù)流維持電感電流向負載供電；S2開通后,DpD4電流逐漸減小，D2、D3電流逐漸增大， 實現(xiàn)換流，直至D2、D3完全承擔負載電流，DpD4正向電流減小為零，但此時D1A4承受反壓， 二級管反向恢復特性導致此時D”D4會有電流反向流過，部分漏感能量與二極管結電容諧 振，造成較大損耗及整流二極管尖峰，影響了整機效率及可靠性。圖2為所提出倍壓整流推挽正激電路。開關管S1導通時，原邊輸入電源V1、繞組Npl、開關管S1導通，同時箝位電容C。、繞 組Np2、開關管S1亦構成回路，同時向副邊傳遞能量。副邊二極管D1正偏，向負載傳遞能量。 所不同于圖1電路的是，此時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導通時間之內諧振至零，完成零電流自然關斷。此時變壓器漏感能量亦有效向負載 端傳遞，完成漏感能量回收。原邊開關管S1關斷后，原邊輸入電源V1、繞組Npl、電容C。、繞組^構成回路，繞組 Npl, Np2短路，電容電壓等于輸入電源電壓，同時僅余部分線路漏感能量釋放到箝位電容上， 開關管尖峰將抑制得更好；副邊二極管D” D2均關斷，由電容C” C2、C3向負載端供電，二極 管反向承受電壓僅為輸出直流電壓，避免了圖1電路的硬開關反向恢復尖峰。
同時需要指出的是，該副邊電路不僅充當了諧振電路部分，且本身亦是倍壓整流 電路，可以有效降低副邊匝數(shù)。同時取消了輸出濾波電感，可以有效提高變換器功率密度。 相對于付出的二極管諧振電流峰值較大的代價，還是值得的。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本方面的具體實施只限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發(fā)明構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，都應當視為屬 于本發(fā)明的保護范圍，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( )、第一開關管(S》、電源負極，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、第二開關管(S》、變壓器原邊第二繞 組(Np2)、電源負極，其中變壓器原邊第二繞組(Np2)的同名端接電源負極；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)構成，第三電容 (C3)上端與電源正輸出端連接，下端與電源負輸出端連接；第二條支路由第一電容(C1)、第 二電容(C2)串聯(lián)支路構成，第二條支路的兩端分別接在電源的正、負輸出端；第三條支路由 第一二極管(D1)及第二二極管(D2)串聯(lián)支路構成，第一二極管(D1)的負極與電源正輸出端 連接，第二二極管(D2)的正極與與電源負輸出端連接；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 個繞組匝數(shù)相同。
3.如權利要求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。
全文摘要
一種倍壓整流推挽正激直直變換器由兩個開關管，兩個二極管，一個箝位電容，兩個整流電容，一個輸出濾波電容和一個三繞組變壓器組成。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，實現(xiàn)了副邊二極管軟開關，有效降低變壓器匝比，并很好地箝位了原邊開關管尖峰，有利于變換器高功率密度、高可靠性集成。
文檔編號H02M1/12GK102111075SQ201110052350
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者嵇保健, 王建華, 趙劍鋒 申請人:東南大學