[发明专利]一种隔离型软开关降压直流变换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔离型软开关降压直流变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。

背景技术

隔离型直流降压变换器适用于要求输入输出电气隔离且输出电压低于输入电压的场合，这类变换器在通信电源、服务器电源、航空航天等各个领域具有广泛的应用。

传统的隔离型直流变换器，例如正激变换器、推挽变换器、半桥变换器、全桥变换器等，都属于降压型直流变换器。在输出电压远低于输入电压的应用场合，半桥变换器的应用最为广泛。然而，以半桥变换器为代表的传统隔离型降压直流变换器存在以下问题：变换器副边整流二极管的电压应力高；变压器漏感大且漏感能量得不到有效利用，引起开关器件的电压尖峰和震荡，进一步加剧了开关器件的应力、降低了可靠性和效率。此外，传统的直流变换器通常不能实现开关管的软开关，限制了变换器的效率提高。近年来，LLC谐振变换器以其出色的软开关、低电压应力等优势获得了广泛关注和应用，然而，LLC谐振变换器需要采用变频控制，变换器设计、实现和控制都较传统变换器复杂的多。

正是上述因素促使电力电子技术领域研发人员不断研究和提出新型高性能、高可靠性、易于控制和实现的直流变换器解决方案。

发明内容

发明目的：

本发明针对现有技术的不足，提供一种隔离型软开关降压直流变换器及其控制方法。

技术方案：

本发明采用以下技术方案：

所述隔离型软开关降压直流变换器由输入源(U_in)、第一输入滤波电容(C_in1)、第二输入滤波电容(C_in2)、第一开关管(S₁)、第二开关管(S₂)、第三开关管(S₃)、第四开关管(S₄)、电感(L_f)、变压器(T)、第一二极管(D₁)第二二极管(D₂)、输出滤波电容(C_o)和负载(R_o)构成，其中变压器(T)由原边绕组(N_P)、第一副边绕组(N_S1)和第二副边绕组(N_S2)构成；

所述输入源(U_in)的正极分别连接第一输入滤波电容(C_in1)的一端和第一开关管(S₁)的漏极，输入源(U_in)的负极分别连接第二输入滤波电容(C_in2)的一端和第二开关管(S₂)的源极，第一开关管(S₁)的源极分别连接第二开关管(S₂)的漏极、第三开关管(S₃)的漏极和滤波电感(L_f)的一端，滤波电感(L_f)的另一端与变压器(T)原边绕组(N_P)的同名端相连，变压器(T)原边绕组(N_P)的非同名端分别连接第四开关管(S₄)的漏极、第一输入滤波电容(C_in1)的另一端和第二输入滤波电容(C_in2)的另一端，第三开关管(S₃)的源极与第四开关管(S₄)的源极相连；

所述变压器(T)第一副边绕组(N_S1)的同名端与第一二极管(D₁)的阳极相连，变压器(T)第一副边绕组(N_S1)的非同名端分别与变压器(T)第二副边绕组(N_S2)的同名端、输出滤波电容(C_o)的一端和负载(R_o)的一端相连，变压器(T)第二副边绕组(N_S2)的非同名端与第二二极管(D₂)的阳极相连，第二二极管(D₂)的阴极分别与第一二极管(D₁)的阴极、输出滤波电容(C_o)的另一端和负载(R_o)的另一端相连。

本发明隔离型软开关降压直流变换器中所述电感(L_f)可以由变压器(T)的漏感代替。