專利名稱：一種滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流開關(guān)的全橋變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流開關(guān)的全橋變換器。

背景技術(shù)：
目前采用全橋移相軟開關(guān)電路的全橋變換器，多為超前橋臂通過零電壓實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷，滯后橋臂通過零電流實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷，這種電路超前橋臂在開關(guān)過程中有輸出電感的參與，它等效一個(gè)恒流源，因此，很容易達(dá)到通過零電壓實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷，而滯后橋臂在開關(guān)過程中，變壓器原邊是短路的，此時(shí)整個(gè)變換器就被分成兩部分，一部分是原邊電流逐漸改變流通方向，其流通路徑由逆變橋提供；另一部分是負(fù)載電流由整流橋提供續(xù)流回路，負(fù)載側(cè)與變壓器原邊沒有關(guān)系，此時(shí)用來(lái)實(shí)現(xiàn)零電壓的能量只是諧振電感(漏感和附加諧振電感)中的能量，而諧振電感很小，因此，滯后橋臂開關(guān)管除滿載時(shí)外實(shí)現(xiàn)零電壓開通比較困難，而滯后橋臂通過零電流實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷一般是通過在原邊電壓過零期間使原邊電流復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也有的利用超前橋臂開關(guān)管的反向雪崩擊穿為滯后橋臂提供零電流開關(guān)的條件；或者在變壓器原邊使用隔直電容和飽和電感，或者加輔助開關(guān)等等方法，這樣既增加了成本，又增加了額外的損耗，同時(shí)這種電路構(gòu)成變換效率較低，占空比容易丟失，開關(guān)范圍受輸入電壓和負(fù)載的影響。
綜上所述，目前現(xiàn)有技術(shù)中的全橋變換器，存在著成本高、損耗大、效率較低、占空比容易丟失、開關(guān)范圍受輸入電壓和負(fù)載的影響等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、損耗小、效率高、占空比不容易丟失、開關(guān)范圍不受輸入電壓和負(fù)載影響的滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流開關(guān)的全橋變換器。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括一次側(cè)電路和二次側(cè)電路及變壓器，所述變壓器包括一次繞組和二次繞組，所述二次側(cè)電路包括四只開關(guān)三極管S1、S2、S3、S4和四只二極管D1、D2、D3、D4組成的單相全橋電路，基中一只開關(guān)三極管的集電極和發(fā)射極間并聯(lián)一只二極管，所述二極管的正極接所述開關(guān)三極管的發(fā)射極，所述二極管的負(fù)極接所述開關(guān)三極管的集電極，所述四只二極管中D1的正極接D3的負(fù)極、D2的正極接D4的負(fù)極、D1的負(fù)極接D2的負(fù)極、D3的正極接D4的正極，兩二極管正、負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的交流輸入端，兩二極管正極與正極、負(fù)極與負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的直流輸出端，所述二次側(cè)電路還包括兩只寄生電容，所述兩只寄生電容分別并聯(lián)在所述開關(guān)三極管S1和S3的集電極與發(fā)射極之間，所述二次側(cè)電路還包括諧振電感和隔直電容，所述全橋電路的交流輸入端串聯(lián)諧振電感和隔直電容與所述變壓器的二次側(cè)繞組連接，所述全橋電路的直流輸出端與直流電源連接，所述一次側(cè)電路包括由四只二極管組成的橋式整流電路，所述橋式整流電路的交流輸入端與所述變壓器的一次繞組連接，所述一次側(cè)電路還包括輔助電路元件電容Ch、二極管Dd、Df，電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管負(fù)極接所述電容Ch、電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管正極接所述二極管Dd的正極，所述電感L的另一端連接所述二極管Df的負(fù)極，所述電容Ch的另一端與所述二極管Df的正極和所述二極管Dd的負(fù)極相連接。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型包括一次側(cè)電路和二次側(cè)電路及變壓器，所述變壓器包括一次繞組和二次繞組，所述二次側(cè)電路包括四只開關(guān)三極管S1、S2、S3、S4和四只二極管D1、D2、D3、D4組成的單相全橋電路，所述全橋電路的交流輸入端串聯(lián)電感和電容與所述變壓器的二次側(cè)繞組連接，所述全橋電路的直流輸出端與直流電源連接，所述一次側(cè)電路包括由四只二極管組成的橋式整流電路，所述橋式整流電路的交流輸入端與所述變壓器的一次繞組連接，本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含飽和電感、輔助開關(guān)、不產(chǎn)生大的環(huán)流、沒有額外的箝位電路，所有的元器件均在低電壓、低電流下工作，所以具有負(fù)載范圍寬，占空比損失小等優(yōu)點(diǎn)，從而具有高效率，低成本，解決了目前常見變換器的許多問題，在高功率場(chǎng)合很有發(fā)展前途。

圖1是本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括一次側(cè)電路1和二次側(cè)電路3及變壓器2，所述變壓器2包括一次繞組和二次繞組，所述二次側(cè)電路3包括四只開關(guān)三極管S1、S2、S3、S4和四只二極管D1、D2、D3、D4組成的單相全橋電路，其中一只開關(guān)三極管的集電極和發(fā)射極間并聯(lián)一只二極管，所述二極管的正極接所述開關(guān)三極管的發(fā)射極，所述二極管的負(fù)極接所述開關(guān)三極管的集電極，所述四只二極管中D1的正極接D3的負(fù)極、D2的正極接D4的負(fù)極、D1的負(fù)極接D2的負(fù)極、D3的正極接D4的正極，兩二極管正、負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的交流輸入端，兩二極管正極與正極、負(fù)極與負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的直流輸出端，所述二次側(cè)電路3還包括兩只寄生電容，所述兩只寄生電容分別并聯(lián)在所述開關(guān)三極管S1和S3的集電極與發(fā)射極之間，所述二次側(cè)電路3還包括諧振電感和隔直電容，所述全橋電路的交流輸入端串聯(lián)諧振電感和隔直電容與所述變壓器2的二次側(cè)繞組連接，所述全橋電路的直流輸出端與直流電源連接，所述一次側(cè)電路1包括由四只二極管組成的橋式整流電路，所述橋式整流電路的交流輸入端與所述變壓器2的一次繞組連接，所述一次側(cè)電路1還包括輔助電路元件電容Ch、二極管Dd、Df，電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管負(fù)極接所述電容Ch、電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管正極接所述二極管Dd的正極，所述電感L的另一端連接所述二極管Df的負(fù)極，所述電容Ch的另一端與所述二極管Df的正極和所述二極管Dd的負(fù)極相連接。
圖中S1、S2、S3、S4是開關(guān)管，其中S1、S3是超前橋臂，S2，S4是滯后橋臂C1、C2、C3、C4為開關(guān)管S1、S2、S3、S4的寄生電容，D1，D2，D3，D4為開關(guān)管S1、S2、S3、S4的反向續(xù)流二極管，開關(guān)管和二極管可以是復(fù)合管或特制的組合器件，其它所有二極管、電容、電感均為理想元件，Lr是諧振電感用于滯后橋壁的零電壓開關(guān)，L是輸出濾波電感參與超前壁的零電壓開關(guān)，本電路無(wú)須增加耗能元件和有源開關(guān)實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流，不僅為原邊開關(guān)提供零電壓、零電流條件，而且箝位副邊整流二極管，使電路的效率高而且價(jià)格便宜，體積更小。現(xiàn)已經(jīng)在電力電源3KW和6KW模塊上得到了成功的應(yīng)用， 而以往的電路中要實(shí)現(xiàn)滯后橋壁的零電流，有的利用超前橋臂開關(guān)管的反向雪崩擊穿，為滯后橋臂提供零電流開關(guān)的條件；或者在變壓器原邊使用隔直電容和飽和電感，或者加輔助開關(guān)等等方法，既增加了成本又增加了額外的損耗，此電路原邊加隔直電容和諧振電感，副邊加一個(gè)小電容和兩個(gè)小二極管，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，該方案不含飽和電感，輔助開關(guān)，不產(chǎn)生大的環(huán)流，沒有額外的箝位電路，這是因?yàn)?，副邊整流電壓被箝位于箝位電容電壓與輸出電壓之和，所有的元器件均在低電壓，低電流下工作，還有負(fù)載范圍寬，占空比損失小等優(yōu)點(diǎn)，而且電路滯后橋壁的零電流條件可以隨負(fù)載的變化而進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)解，而滯后橋壁零電壓條件仍然存在，從而使此變換器具有高效率，低成本，解決了目前常見變換器的許多問題，在高功率場(chǎng)合很有發(fā)展前途。
權(quán)利要求1.一種滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流開關(guān)的全橋變換器，包括一次側(cè)電路(1)和二次側(cè)電路(3)及變壓器(2)，所述變壓器(2)包括一次繞組和二次繞組，其特征在于所述二次側(cè)電路(3)包括四只開關(guān)三極管S1、S2、S3、S4和四只二極管D1、D2、D3、D4組成的單相全橋電路，其中一只開關(guān)三極管的集電極和發(fā)射極間并聯(lián)一只二極管，所述二極管的正極接所述開關(guān)三極管的發(fā)射極，所述二極管的負(fù)極接所述開關(guān)三極管的集電極，所述四只二極管中D1的正極接D3的負(fù)極、D2的正極接D4的負(fù)極、D1的負(fù)極接D2的負(fù)極、D3的正極接D4的正極，兩二極管正、負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的交流輸入端，兩二極管正極與正極、負(fù)極與負(fù)極相連點(diǎn)為所述全橋電路的直流輸出端，所述二次側(cè)電路(3)還包括兩只寄生電容，所述兩只寄生電容分別并聯(lián)在所述開關(guān)三極管S1和S3的集電極與發(fā)射極之間，所述二次側(cè)電路(3)還包括諧振電感和隔直電容，所述全橋電路的交流輸入端串聯(lián)諧振電感和隔直電容與所述變壓器(2)的二次側(cè)繞組連接，所述全橋電路的直流輸出端與直流電源連接，所述一次側(cè)電路(1)包括由四只二極管組成的橋式整流電路，所述橋式整流電路的交流輸入端與所述變壓器(2)的一次繞組連接，所述一次側(cè)電路(1)還包括輔助電路元件電容Ch、二極管Dd、Df，電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管負(fù)極接所述電容Ch、電感L，所述橋式整流電路的直流輸出端的二極管正極接所述二極管Dd的正極，所述電感L的另一端連接所述二極管Df的負(fù)極，所述電容Ch的另一端與所述二極管Df的正極和所述二極管Dd的負(fù)極相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種成本低、損耗小、效率高、占空比不容易丟失、開關(guān)范圍不受輸入電壓和負(fù)載影響的滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流開關(guān)的全橋變換器。本實(shí)用新型包括一次側(cè)電路和二次側(cè)電路及變壓器，所述變壓器包括一次繞組和二次繞組，所述二次側(cè)電路包括單相全橋電路，所述一次側(cè)電路包括橋式整流電路，本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含飽和電感、輔助開關(guān)、不產(chǎn)生大的環(huán)流、沒有額外的箝位電路，所以具有負(fù)載范圍寬，占空比損失小等優(yōu)點(diǎn)，從而具有高效率，低成本，解決了目前常見變換器的許多問題，在高功率場(chǎng)合很有發(fā)展前途。
文檔編號(hào)H02M7/162GK201018423SQ20072004911
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者于勤錄 申請(qǐng)人:珠海泰坦科技股份有限公司