[发明专利]具有组合箝位电路的移相全桥变换器

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源，特别是涉及应用于开关电源中的一种具有组合 箝位电路的移相全桥变换器。

背景技术

传统的移相全桥电路是一种比较优秀的DCDC变换器，利用谐振电感 来实现开关管的零电压开关，减小了开关管的开关损耗。它具有电路控制 简单、开关管容易实现软开关、电路效率高、EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)小等优点。由于增加了谐振电感，在副边二极 管反向恢复过程时，二极管会产生较大的电压尖峰和振荡，增大了二极管 开关损耗，使电路的EMI变差。如果提高二极管耐压(选用耐压高的二极 管)，二极管的反向恢复时间更长，会使电路的性能更差。如图1所示，具 有谐振电感箝位的移相全桥软开关电路通过谐振电感Lr上增加箝位绕组 来实现谐振电感的电压箝位，使得在副边二极管反向恢复结束后，谐振电 感储存的多余能量通过电磁感应转移到箝位绕组，避免谐振电感与寄生参 数引起震荡，从而消除了副边二极管的反向恢复影响，降低了其电压应力， 提高了电路的可靠性。

对于ACDC大功率电源，由于中间母线电压一般高达400V左右，为了 保证后级移相全桥变换器滞后桥臂MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Transistor，金属氧化物半导体晶体管)实现ZVS(Zero Voltage Switch， 零电压开关)，谐振电感一般取值较大，远远大于变压器的漏感，因此变压 器的漏感不是引起副边二极管电压尖峰的主要原因，一般不用考虑变压器 漏感的影响。但是，对于DCDC大功率电源，由于输入电压一般为36V～75V， MOS管的源漏极间电压Vds较低，一般采用较小的谐振电感就可以实现在 很大的负载范围内实现滞后桥臂MOS管的ZVS，故变压器的漏感尽管较小， 但在此情形下其感量与谐振电感感量相比并不能忽略，所以变压器漏感引 起的副边二极管电压尖峰必须消除以保证副边二极管不被电压尖峰击穿。 请参考图2，上述谐振电感箝位的移相全桥软开关电路对谐振电感本身的 影响可以很好的消除，但其并不能消除变压器漏感引起的二极管电压尖峰， 易导致电压尖峰超过二极管的额定值从而被击穿。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有组合箝位 电路的移相全桥变换器，能很好地消除谐振电感和变压器漏感对副边二极 管反向恢复的影响，使得由谐振电感和变压器漏感造成的副边二极管反向 电压尖峰均得到抑制。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有组合箝位电路的移相全桥变换器，包括第一桥臂、第二桥臂、 谐振电感、变压器以及用于箝位所述谐振电感电压的谐振电感箝位电路， 所述第一桥臂和所述第二桥臂分别跨接在正母线和负母线之间，所述谐振 电感接所述变压器的原边绕组，所述谐振电感箝位电路耦合到所述谐振电 感，其特征在于，还包括用于箝位所述变压器原边绕组电压的变压器箝位 电路，所述变压器箝位电路耦合到所述变压器原边绕组。

优选地，所述变压器箝位电路包括变压器箝位绕组、第三二极管和第 四二极管，所述第四二极管的阳极接负母线，所述第四二极管的阴极接所 述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极接正母线，所述变压器箝位 绕组的一端接所述第一桥臂的中点，所述变压器箝位绕组的另一端接所述 第三二极管与所述第四二极管的连接点，所述变压器箝位绕组的另一端与 所述变压器原边绕组接所述第二桥臂的一端互为同名端。

优选地，所述谐振电感箝位电路包括谐振电感箝位绕组、第一二极管 和第二二极管，所述第二二极管的阳极接负母线，所述第二二极管的阴极 接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极接正母线，所述谐振电 感箝位绕组与所述谐振电感耦合形成互感，所述谐振电感箝位绕组的一端 接所述谐振电感的一端，所述谐振电感箝位绕组的另一端接所述第一二极 管与所述第二二极管的连接点，所述谐振电感箝位绕组的另一端与所述谐 振电感接所述变压器原边绕组的一端互为同名端。

优选地，还包括耦合箝位电容，所述耦合箝位电容接于所述谐振电感 箝位绕组的另一端与所述谐振电感的同名端之间。

优选地，还包括箝位电阻和箝位电容，所述箝位电阻和箝位电容并接 于所述谐振电感箝位绕组的另一端与所述第一二极管的阳极之间。

优选地，还包括隔直电容，所述隔直电容接于所述谐振电感与所述第 一桥臂的中点之间。