[发明专利]一种电流型推挽桥式软开关双向直流变换器

权利要求书

1.一种电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，设于高压侧与低压侧之间，其特征在于，包括：

滤波电路，与所述低压侧电连接，所述滤波电路至少包括一输入滤波电感；

第一侧开关电路，包括至少一与所述滤波电路电连接的开关元件，用于进行导通或截止的切换；

高频变压电路，包括第一侧及第二侧，所述高频变压电路的第一侧通过绕组漏感与所述第一侧开关电路电连接；

第二侧开关电路，设于所述高频变压电路的第二侧及高压侧之间，并分别与所述高频变压电路的第二侧及高压侧电连接；

轻载状态下高压侧与低压侧之间的电压关系为：

式中，V₁为低压侧电压，V₂为高压侧电压，d为理想升压状态下第一功率管及与第一功率管的占空比，d′为开关元件的导通时间，n为变压器变比，f_s为开关频率，I_in为平均输入电流，L_lk为变压器漏感。

2.根据权利要求1所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，所述第一侧开关电路包括第一开关元件及第二开关元件，所述第一开关元件的第一端与低压侧滤波电容的第二端及第二开关元件的第一端电连接，所述第一开关元件及第二开关元件的第二端分别与第一、第二绕组漏感的第一端电连接。

3.根据权利要求2所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，所述第一开关元件包括第一功率管及与所述第一功率管反并联的第一二极管，所述第二开关元件包括第二功率管及与所述第二功率管反并联的第二二极管，在升压过程中，所述第一功率管与第二功率管的驱动信号的相位差为180°，且占空比大于50％。

4.根据权利要求1所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，所述高频变压电路包括第一绕组及第二绕组，所述第一绕组的中心轴头端与所述输入滤波电感的第二端电连接，所述第一绕组的第一端及第二端分别与第一、第二绕组漏感的第二端电连接。

5.根据权利要求4所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，所述第二侧开关电路包括相并联的第一桥臂及第二桥臂，所述第一桥臂包括两个相串联的第三开关元件及第四开关元件，所述第三开关元件及第四开关元件的连接中心与高频变压电路的第二绕组的第一端电连接；所述第二桥臂包括两个相串联的第五开关元件及第六开关元件，所述第五开关元件及第六开关元件的连接中心与高频变压电路的第二绕组的第二端电连接。

6.根据权利要求5所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，所述第三开关元件包括第三功率管及与所述第三功率管反并联的第三二极管；所述第四开关元件包括第四功率管及与所述第四功率管反并联的第四二极管；所述第五开关元件包括第五功率管及与所述第五功率管反并联的第五二极管；所述第六开关元件包括第六功率管及与所述第六功率管反并联的第六二极管，在降压过程中，所述第三功率管、第四功率管、第五功率管与第六功率管的驱动信号的相位差分别为180°，且占空比小于50％。

7.根据权利要求1所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，漏感的选择模型为：

式中，L_{lk_T}为变压器漏感以及所需要的串联电感之和，V₁为低压侧电压，V₂为高压侧电压，d为理想升压状态下第一功率管及与第一功率管的占空比，n为变压器变比，f_s为开关频率，I_in为平均输入电流，L_lk1、L_lk2为第一、第二绕组漏感，η为效率，P_o为负载功率。

8.根据权利要求1所述的电流型推挽桥式软开关双向直流变换器，其特征在于，高频变压器的选择模型为:

式中，AP为效导磁面积和窗口面积的乘积，I₁为一次绕组的有效值电流，I₂为二次绕组的有效值电流，V₁为低压侧电压，V₂为高压侧电压，A_w为窗口面积，A_e为效导磁面积，K_w为窗口填充系数，J为导线的电流密度，f_s为开关频率，B_s为饱和磁通密度，B_m为最大磁通密度。