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一種適用于高壓大功率場合的諧振升壓直/直變換器及其控制方法與流程

文檔序號:12200979閱讀:來源:國知局
一種適用于高壓大功率場合的諧振升壓直/直變換器及其控制方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種適用于高壓大功率場合的諧振升壓直/直變換器,其特征在于:包括全橋逆變電路、諧振單元以及整流單元;所述全橋逆變電路的輸入端連接直流輸入電源,全橋逆變電路的輸出端連接所述整流單元的輸入端,所述整流單元的輸出端連接負載,所述諧振單元與全橋逆變電路的輸出端以及整流單元的輸入端并聯(lián)連接;其中,所述全橋逆變電路包括第一至第四開關(guān)管(Q1~Q4)、原邊第一二極管(Di1)以及原邊第二二極管(Di2);所述原邊第一二極管(Di1)、第一開關(guān)管(Q1)、第三開關(guān)管(Q3)依次串聯(lián)構(gòu)成第一支路,所述原邊第二二極管(Di2)、第二開關(guān)管(Q2)、第四開關(guān)管(Q4)的依次串聯(lián)構(gòu)成第二支路,所述第一支路以及第二支路并聯(lián)在直流輸入電源兩端;所述整流單元包括第一整流二極管(DR1)、第二整流二極管(DR2)、第一濾波電容(C1)以及第二濾波電容(C2);所述第一整流二極管(DR1)和第二整流二極管(DR2)正向串聯(lián)連接構(gòu)成第三支路,所述第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)串聯(lián)連接構(gòu)成第四支路,所述第三支路和第四支路并聯(lián)在負載兩端;所述諧振單元為由電感(Lr)和電容(Cr)構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路;所述LC并聯(lián)諧振電路的一端連在所述第一開關(guān)管(Q1)和第三開關(guān)管(Q3)的相接端,同時連在第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)的相接端;所述LC并聯(lián)諧振電路的另一端連在所述第二開關(guān)管(Q2)和第四開關(guān)管(Q4)的相接端,同時連在所述第一整流二極管(DR1)和第二整流二極管(DR2)的相接端。2.權(quán)利要求1所述一種適用于高壓大功率場合的諧振升壓直/直變換器的控制方法,其特征在于:所述控制方法的一個控制周期分為連續(xù)的八個階段,其中:第一階段:t0<t<t1在t0時刻,第一開關(guān)管(Q1)和第四開關(guān)管(Q4)導(dǎo)通,vCr=Vin,其中vCr為諧振單元中的電容的電壓,Vin為直流輸入電源的電壓;輸入端電流回路由直流輸入電源、原邊第一二極管(Di1)、第一開關(guān)管(Q1)、電感(Lr)以及第四開關(guān)管(Q4)構(gòu)成,電感(Lr)上的電壓等于輸入電壓Vin,t0~t1時刻內(nèi)電感(Lr)的電流(iLr)呈線性增加,電感電流從I0開始線性增加到I1,第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)提供負載(RL)輸出電流;第二階段:t1<t<t2在t1時刻,第一開關(guān)管(Q1)和第四開關(guān)管(Q4)同時關(guān)斷,電感(Lr)和電容(Cr)發(fā)生并聯(lián)諧振,直到vCr=-Vo/2,其中Vo為變換器輸出電壓;第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)提供負載(RL)輸出電流;第三階段:t2<t<t3在t2時刻,vCr=-Vo/2,第一整流二極管(DR1)導(dǎo)通,電感(Lr)中的電流流過第一整流二極管(DR1)給第一濾波電容(C1)充電,并提供負載(RL)電流;在t2~t3內(nèi),vCr保持不變,電感(Lr)上電流線性減少為零;第四階段:t3<t<t4在t3時刻,iLr=I3=0,vCr=-Vo/2,其中iLr表示諧振電感(Lr)的電流,I3表示諧振電感在t3時刻的電流,第一整流二極管(DR1)關(guān)斷,電感(Lr)和電容(Cr)發(fā)生并聯(lián)諧振,直到vCr=-Vin;第五階段:t4<t<t5在t4時刻,第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)導(dǎo)通,vCr=-Vin,輸入端電流回路由直流輸入電源、原邊第二二極管(Di2)、第二開關(guān)管(Q2)、電感(Lr)以及第三開關(guān)管(Q3)構(gòu)成,電感(Lr)上的電壓等于負輸入電壓-Vin,t4~t5時刻內(nèi)電感(Lr)的電流(iLr)呈線性反向增加,電感電流從-I4開始反向線性增加到-I5,第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)提供負載(RL)輸出電流;第六階段:t5<t<t6在t5時刻,第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)同時關(guān)斷,電感(Lr)與電容(Cr)發(fā)生并聯(lián)諧振,直到vCr=Vo/2,第一濾波電容(C1)和第二濾波電容(C2)提供負載(RL)輸出電流;第七階段:t6<t<t7在t6時刻,vCr=Vo/2,第二整流二極管(DR2)導(dǎo)通,電感(Lr)中的電流流過第二整流二極管(DR2),給第二濾波電容(C2)充電,并提供負載(RL)電流;在t6~t7內(nèi),vCr保持不變,電感(Lr)上電流線性減少為零;第八階段:t7<t<t8在t7時刻,iLr=I7=0,vCr=Vo/2,I7為諧振電感在t7時刻的電流,第二整流二極管(DR2)關(guān)斷,電感(Lr)和電容(Cr)發(fā)生并聯(lián)諧振,直到vCr=Vin。
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