[发明专利]无应力冲击宽负载范围直流变换器及其控制策略

说明书

本发明公开了无应力冲击宽负载范围直流变换器及其控制策略，包括：(1)由四个自关断器件S₁、S₂、S₃、S₄和变压器T₁，全波整流电路组成的移相全桥电路；(2)复位变压器T_R串联在变压器T₁的原边与电源负极之间与C_BL串联，连接在MOS管S_A1、S_A2的栅极处；(3)过零检测算法，能使过零检测算法使原边环流降为零且没有反向增大。本发明具有新型的复位环路电流的电路结构，通过复位变压器T_R、电容C_BL和MOS管的组合结构使原边电流快速复位至零。本发明在传统的移相全桥的电路中增加复位电路，过零检测算法使原边环流降为零且没有反向增大，在此时开通滞后桥臂，能实现滞后桥臂自关断器件的零电流开关，可广泛应用于DC/DC直流变换器领域中。

技术领域

本发明属于直流变换器技术领域，具体涉及基于过零检测无应力冲击宽负载范围直流变换器及其控制策略。

背景技术

随着大功率电源的研究与应用，硬开关受制于开关器件的损耗，无法将开关频率提升以获得更高的功率密度，因此，出现了软开关的全桥拓扑结构。

在超前桥臂的体二极管导通后与滞后桥臂关断前的这段时间内，由于二极管的箝位作用，原边电压保持为零，而原边存在有一定的循环电流，流经自关断器件从而造成环流损耗，如

原边存在有一定的循环电流，流经自关断器件从而造成环流损耗，导致变换器效率降低，从而在一定程度上限制了全桥变换器的发展。

为了消除环流带来的损耗问题，出现了很多的电流复位方式。主要有如下几种：

1、在原边加入电感L_lk，参考图2。实现超前桥臂的零电压和滞后桥臂的零电流开关。LIk折衷选择，可以实现原边电流复位到零且不会反向增大。

2、反向通路的阻断，参照图3。在0状态时，当i减小到零后不允许继续反方向增长，因此必须切断i_p的反向通路。在变压器原边串入一个饱和电感，在0状态时，饱和电感工作在线性状态，阻止i_p反向流动，在+1状态和-1状态时，它工作在饱和状态。

现有的电流复位电路中存在的缺点：变换器给负载供电方式是电流源形式，电感L_lk电流交流变化，输入电流脉动很大，限制了变换器的工作效率；电流原边串联饱和电感频率很高，使得饱和电感的损耗较大，在低输入电压时会引起较为严重的副边占空比丢失，降低了变换器的工作效率。

发明内容

本发明提供了基于过零检测无应力冲击宽负载范围直流变换器及其控制策略，为此，在提高电路的电流复位效率的同时，应该降低所加辅助电路的损耗，达到变换器整体效率最优。