[发明专利]软开关隔离型开关电容调节器

说明书

技术领域

本发明公开了软开关隔离型开关电容调节器，属于电力电子器件的技术领域。

背景技术

随着计算机和通讯产业的迅速发展，功率变换器的设计面临着越来越多的挑战，其中包括高功率密度、高效率和快速的动态特性等综合性能的要求。为了达到更高的功率密度，通常采用提高开关频率的方法来减小电容以及磁性元件的体积，但开关频率的提高会导致开关损耗的增加，降低变换器的效率。软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一，它应用谐振的原理，使开关器件中的电流(或电压)按准正弦规律变化，从而实现软开关。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题，而且还能解决由硬开关引起的电磁干扰(Electromagnetic interference，EMI)等问题。目前在中小功率场合常用的隔离型变换器，比如反激变换器、正激变换器、半桥变换器等，主开关管都是硬开关，开关损耗比较大，不适用于高频控制。反激变换器可以利用准谐振的方式实现软开关，但是它的工作模式被限定在电流断续模式，这就使得开关管电流的有效值增大，增加了开关管的导通损耗。而正激变换器和半桥变换器等必须外加一些电路才能实现软开关。因此研究利用电路本身的结构特点就可以容易地实现软开关的隔离型变换器将具有很重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了软开关隔离型开关电容调节器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，所述软开关隔离型开关电容调节器包括第一功率开关管、第二功率开关管、隔直电容、变压器、励磁电感、漏感、二极管、输出滤波电容；

其中：所述第一功率开关管、第二功率开关管串联连接，所述隔直电容、变压器原边绕组、漏感依次串联组成的支路并联在第二功率开关管的两端，所述励磁电感并联在变压器原边绕组的两端，所述变压器副边绕组与二极管、输出滤波电容依次串联连接。

一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，所述软开关隔离型开关电容调节器包括变压器、励磁电感、漏感、隔直电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、输出滤波电容；

其中：所述第一功率开关管、变压器原边绕组依次串联连接，所述励磁电感并联在变压器副边绕组的两端，所述隔直电容、第二功率开关管、漏感依次串联组成的支路并联在励磁电感两端，所述第三功率开关管、输出滤波电容串联组成的支路并联在第二功率开关管的两端。

进一步的，所述软开关隔离型开关电容调节器中，功率开关管为MOS管或者IGBT管。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：软开关隔离型开关电容调节器利用变压器漏感的能量给功率开关管的结电容进行充放电，使得功率开关管可以零电压开关，实现了功率开关管的软开关，从而提高变换器的效率。变压器的引入实现了输入输出的电气隔离，而且使得变换器的等效占空比扩大，因此适用于输入输出电压相差悬殊的场合。

附图说明

图1为具体实施例一的电路图。

图2为具体实施例一的主要波形图。

图3至图9为具体实施例一所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。

图10为具体实施例二的电路图。

图11为具体实施例二的主要波形图。

图12至图16为具体实施例二所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。

图17为具体实施例三的电路图。

图18为具体实施例三的主要波形图。

图19至图23为具体实施例三所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。