[发明专利]一种基于倍流整流器的新型全桥直流变换器

说明书

本发明实施例公开了一种基于倍流整流器的新型全桥直流变换器，原边侧包括第一至第四开关管构成的全桥逆变电路，第一、第二隔离变压器，稳压电容，副边侧包括由第一至第四整流二极管和第一、第二滤波电感构成的倍流整流器，还包括直流电源、输出滤波电容。该新型全桥直流变换器克服了传统变换器存在的零电压开关范围窄、原边环流损耗大等问题，并且电路结构简单、转换效率高。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于倍流整流器的新型全桥直流变换器。

背景技术

直流变换器利用电力电子器件的开关可控性，通过改变功率回路，实现对输出直流信号的控制。在器件开关的过程中，电压和电流发生变化有一个过渡过程，存在交叠，产生所谓的开关损耗。显然，开关损耗随着频率的增大而增大，严重地制约着直流变换器效率的进一步提升。为进一步提高直流变换器的开关频率与转换效率，软开关技术应用越来越多。当全桥变换器采用移相控制模式时，所有开关管均能够利用器件自身的寄生参数，实现软开关，该种技术自诞生以来，受到国内外电力电子技术从业者的关注，经过二十余年的发展，移相全桥直流变换器在中大功率场合得到广泛的应用。

移相全桥变换器副边常采用的整流结构为全桥整流、全波整流和倍流整流。全桥整流包含四个二极管，其电压应力最低，变压器结构简单，适用于高压输出；全波整流包含两个二极管，其电压应力最高，变压器结构复杂，适用于低压输出；倍流整流具有变压器结构简单，二极管数量少等优势，广泛应用于低压大电流输出。

传统的移相全桥变换器虽然受到广泛关注，但是在具体实际应用中，主要存在以下几个问题：(1)变压器漏感与整流二极管结电容产生振荡，二极管电压应力较大；(2)滞后桥臂开关管在轻载时难以实现软开关；(3)原边存在环流，在宽输入输出电压工况下传导损耗加剧。

发明内容

本发明的目的是要解决现有移相全桥变换器存在的上述问题，提供一种基于倍流整流器的新型全桥直流变换器，能够削弱二次侧电压振荡、拓宽滞后臂开关管软开关范围、消除原边环流损耗，进而提高直流变换器的转换效率。其具体方案如下：

一种基于倍流整流器的新型全桥直流变换器，其特征在于，包括第一至第四开关管、第一、第二电容、第一、第二隔离变压器、第一至第四整流二极管、第一、第二滤波电感和直流电源；

所述第一至第四开关管构成全桥逆变电路，正向并联在所述直流电源正负输出端；

所述第一变压器包含一个原边绕组和一个副边绕组，所述第一变压器的原边绕组的一端与所述第一、第三开关管的连接点相连，另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一变压器的副边绕组的两端分别与所述第一整流二极管的阳极、第三整流二极管的阴极的连接点和第二整流二极管的阳极、第四整流二极管阴极的连接点相连；

所述第二变压器包含一个原边绕组和一个副边绕组，所述第二变压器的原边绕组的一端与所述第二、第四开关管的连接点相连，另一端与所述第一电容的一端相连，所述第二变压器的副边绕组的两端分别与所述第三整流二极管的阴极、第二滤波电感的连接点和第四整流二极管的阴极、第二滤波电感的连接点相连；

所述第一电容的另一端与所述直流电源的负端相连，所述第一、第二滤波电感的另一端与所述第二电容的一端相连，作为输出电压的正端，所述第二电容的另一端与第一、第二整流二极管的阳极相连，作为输出电压的负端。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：变换器全桥桥臂仍然由四个开关管构成，与常规全桥变换器采用相同的恒频移相控制模式，可以直接使用现有的驱动芯片；双变压器设计，保证了原副边功率传递的连续性，消除了原边环流损耗，同时有助于降低变换器的热设计、拓宽开关管的软开关范围和减小二次侧电压振荡，进而能够提高变换器的转换效率和功率密度。

附图说明

图1是本发明的整体电路结构示意图；