[实用新型]高增益高功率密度变换器

说明书

本实用新型公开了一种高增益高功率密度变换器，高增益高功率密度变换器包括第一组耦合电感、第二组耦合电感、变换器低压侧电路、变换器高压侧电路，该高增益高功率密度变换器可以做到所有功率开关管零电压关断、零电流开通，近似于零电压开通，高压侧正反向充电、放电过程中，共享副边绕组，采用可控功率开关管替换正反向充电二极管，通过控制其占空比来灵活控制输出电压大小，从而拓宽了负载输出电压的控制范围和灵活性；使得电路器件得以减小，结构简化，功率密度、可靠性提高，降低成本。

技术领域

本实用新型涉及变换器领域，尤其涉及一种高增益高功率密度变换器。

背景技术

近些年出现的高增益直流变换器在提高功率密度、提高增益，软开关方面取得了很多进展，软开关的实现基本上都是采用有源箝位或无源箝位电路，但是总体上来说所用的开关管数量偏多，且结构复杂，功率开关管的电流应力较大，在谐振式拓扑实现软开关拓扑中又存在着谐振电容电流过大的问题,目前的原边功率开关管通过有源箝位或无源箝位电路可以做到零电压开通或零电压关断，但是没有做到零电流开通，对应的辅助支路开关管在对应的主功率开关管关断后开通；有用开关电容实现变压器增益的拓展，但该方法有瞬间的电流冲击，而且要实现很高的电压输出时所需的开关电容数量多，结构复杂，还有采用三绕组耦合电感的方法实现变压器增益的拓展，解决了输出二极管的反向恢复问题，但该方法的耦合电感工艺实现复杂，不利于工业化生产，在电压增益的调整上主要还是依靠原边功率管占空比的改变及变压器或耦合电感的匝比的改变来调整，电压调整的范围不宽，灵活度不高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高增益高功率密度变换器，该高增益高功率密度变换器可以做到所有功率开关管零电压关断、零电流开通，近似于零电压开通，高压侧正反向充电、放电过程中，共享副边绕组，采用可控功率开关管替换正反向充电二极管，通过控制其占空比来灵活控制输出电压大小，从而拓宽了负载输出电压的控制范围和灵活性；使得电路器件得以减小，结构简化，功率密度、可靠性提高，成本降低。

其技术方案如下：

高增益高功率密度变换器，包括第一组耦合电感、第二组耦合电感、变换器低压侧电路、变换器高压侧电路，所述第一组耦合电感包括第一低压侧绕组、第一高压侧绕组，所述第二组耦合电感包括第二低压侧绕组、第二高压侧绕组；所述变换器低压侧电路包括第一准谐振软开关电路、第二准谐振软开关电路、第一低压支路、第二低压支路、低压电源，所述第一低压侧绕组、第二低压侧绕组的同名端分别与所述低压电源的正极连接；

所述第一低压侧绕组的非同名端分别与所述第一低压支路、第一准谐振软开关电路的一端连接，所述第二低压侧绕组的非同名端分别与所述第二低压支路、第二准谐振软开关电路的一端连接；所述第一低压支路、第二低压支路、第一准谐振软开关电路、第二准谐振软开关电路的另一端分别与所述低压电源的负极连接；

所述变换器高压侧电路包括第一倍压电容、第二倍压电容、第一高压侧功率开关管、第二高压侧功率开关管、第一电容、第二电容、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口，所述第一高压侧绕组的同名端与所述第二高压侧绕组的同名端相连接，所述第一高压侧绕组的非同名端分别与所述第一倍压电容、第二倍压电容的一端连接，所述第一倍压电容的另一端分别与所述第一高压侧功率开关管的漏极、第一输出端口连接，所述第二倍压电容的另一端分别与所述第二高压侧功率开关管的源极、第二输出端口连接；

所述第二高压侧绕组的非同名端分别与所述第一高压侧功率开关管的源极、第二高压侧功率开关管的漏极、第三输出端口连接；所述第一电容、第二电容分别与所述第一高压侧功率开关管漏源极之间、第二高压侧功率开关管漏源极之间并联连接。

所述第一低压支路包括第一谐振电感、第一二极管、第一低压侧功率开关管，所述第一谐振电感的一端与所述第一低压侧绕组的非同名端串联连接，所述第一谐振电感的另一端与所述第一低压侧功率开关管的漏极连接，所述第一低压侧功率开关管的源极与所述低压电源的负极连接，所述第一二极管与所述第一低压侧功率开关管反并联连接。