[实用新型]一种用于逆变器轻载零电压零电流开关的辅助变压器电路

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及用于中功率直流电源的逆变器，特别是一种用于逆变器轻载零电压零电流开关的辅助变压器电路。

背景技术

目前，为实现零电压零电流开关，中功率直流电源的逆变器采用全桥逆变移相谐振电路。但是由于滞后桥臂的零电压零电流开关条件受负载变化的影响，当负载处于轻载或空载状态时，会失去零电压零电流条件，增大了开关损耗，限制了逆变器移相谐振电路的零电压零电流工作范围。为解决逆变器零电压零电流开关在轻载或空载状态不能工作的问题，传统的技术方法是：在高频变压器的初级串联一个阻断电容器，次级并联一个换流电感，在谐振电路引入一定值的环流，以实现零电压零电流开关条件。

但是，高频变压器次级并联的换流电感，在逆变器处于轻载或空载状态下耗能很大，引入谐振电路的环流值不易调整，不利于系统的稳定工作。

发明内容

为了克服现有的换流电感在逆变器处于轻载或空载状态下耗能很大，引入谐振电路的环流值不易调整，不利于系统的稳定工作的不足，本实用新型提供一种用于逆变器轻载零电压零电流开关的辅助变压器电路的技术方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：接在高频变压器输出侧的辅助变压器组成的电路，实现逆变器轻载或空载状态下的零电压零电流开关工作条件，减小损耗，保持系统的稳定工作。

在上述方法中，逆变器的全桥逆变移相谐振电路，在功率开关器件开关过程中实现谐振换相，保证较低的开关损耗。而在开关管导通之后，采用PWM调制的方法提供方波电压和电流。该设计采用的辅助变压器电路，充分利用励磁能量拓宽了软开关范围。

在上述方法中，辅助变压器Tr2的两个初级绕组与逆变器高频变压器Tr1的两个次级绕组连接，辅助变压器Tr2的次级绕组外接可调电阻R，辅助变压器Tr2的铁氧体磁芯形成一个含气隙的闭合磁路。

本实用新型还提供了一种实现上述方法的系统，该系统由谐振软开关和PWM两种电路拓扑组合，辅助变压器Tr2的含气隙的闭合磁路，由两个E型铁氧体磁芯对接形成。两个初级绕组分别置于磁芯的上下端部，一个次级绕组置于中间位置。初级绕组与逆变器高频变压器Tr1的两个次级绕组按照同相耦合连接，辅助变压器Tr2的次级绕组外接一个控制环流的可调电阻R。

本实用新型的有益效果是，在中功率直流电源的逆变器功率变换过程中，特别是轻载状态下，辅助变压器电路功耗小，可以调整引入谐振电路的环流值，达到有利于系统的稳定工作的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为用于逆变器轻载零电压零电流开关的辅助变压器电路结构图

具体实施方式

在图1中，逆变器利用谐振电感和功率器件的外接电容来实现零电压零电流开关。V_in是输入的直流电压源。功率器件Q₁～Q₂组成的桥臂为超前臂，Q₃和Q₄组成的桥臂为滞后臂。C₁～C₂分别是Q₁～Q₂的外接电容。高频变压器T_r1的初级绕组串联谐振电感L_r、隔直电容Cb，高频变压器T_r1的次级绕组经整流二极管DR₁～DR₄整流，输出滤波电感L_f滤波，接入负载Rf。高频变压器T_r1的次级绕组还连接在辅助变压器Tr2的两个初级绕组上，辅助变压器Tr2的次级绕组外接可调电阻R。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种用于逆变器轻载零电压零电流开关的辅助变压器电路，该电路是接在高频变压器Tr1输出侧的辅助变压器Tr2组成的电路，实现逆变器轻载或空载状态下的零电压零电流开关工作条件，减小损耗，保持系统的稳定工作。

在上述方法中，逆变器的全桥逆变移相谐振电路，在功率开关器件开关过程中实现谐振换相，保证较低的开关损耗。而在开关管导通之后，采用PWM调制的方法提供方波电压和电流。该设计采用的辅助变压器电路，充分利用励磁能量拓宽了软开关范围。