[发明专利]一种有源钳位隔离双向谐振型变换器及其调制方法

权利要求书

1.种有源钳位隔离双向谐振型变换器，其特征在于，包括：输入电容、母线电容、第一开关管、第二开关管、磁性元件、辅助电感、谐振电容、第三开关管、第四开关管和输出电容；

所述输入电容的正极分别与所述母线电容的第一端、所述磁性元件的第一输入端连接，所述输入电容的负极与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关管的第一端、所述磁性元件的第二输入端连接，所述第二开关管的第二端与所述母线电容的第二端连接；

所述磁性元件的第一输出端分别与所述辅助电感的第一端、谐振电容的第一端连接，所述磁性元件的第二输出端分别于所述辅助电感的第二端、所述第四开关管的第一端、所述输出电容的负极连接，所述第四开关管的第二端分别于所述第三开关管的第一端、所述谐振电容的第二端连接，所述第三开关管的第二端与所述输出电容的正极连接；

所述磁性元件包括：主变压器和漏感；

所述主变压器原边的第一端与所述母线电容的第一端连接，所述主变压器原边的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述主变压器副边的第一端与所述漏感的第一端连接，所述主变压器副边的第二端与所述辅助电感的第二端连接，所述漏感的第二端与所述辅助电感的第一端连接；

励磁电感，所述励磁电感的第一端与所述主变压器原边的第一端连接，所述励磁电感的第二端与所述主变压器原边的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的有源钳位隔离双向谐振型变换器，其特征在于，谐振网络为所述漏感和所述谐振电容串联组成的半桥谐振网络。

3.根据权利要求1所述的有源钳位隔离双向谐振型变换器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管均为MOSFET管。

4.根据权利要求3所述的有源钳位隔离双向谐振型变换器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管的开关频率均固定且等于谐振频率。

5.一种有源钳位隔离双向谐振型变换器的调制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一项所述的有源钳位隔离双向谐振型变换器，包括：

步骤1，定义占空比α为所述第一开关管和所述第三开关管的占空比；

步骤2，所述有源钳位隔离双向谐振型变换器进入死区时刻，所有开关管保持关断状态，所述励磁电感的电流流入所述输入电容，所述辅助电感的电流给所述谐振电容充电，并通过所述第三开关管的体二极管流入所述输出电容，直到PWM驱动信号控制所述第一开关管和所述第三开关管零电压导通；

步骤3，谐振电感的电流从0开始以正弦波形式进入正半周期谐振，所述励磁电感的电流和所述辅助电感给所述谐振电容充电，所述谐振电容的电流从最小值线性增加到峰值，直到所述PWM驱动信号控制所述第一开关管和所述第二开关管关断；

步骤4，所述有源钳位隔离双向谐振型变换器进入死区时间，所述开关管保持关断状态，所述励磁电感的电流经所述第二开关管的体二极管给所述母线电容充电，所述辅助电感的电流经所述第二开关管的体二极管给所述谐振电容进行充电，直到所述PWM驱动信号控制所述第二开关管和所述第四开关管零电压导通；

步骤5，所述谐振电感的电流从正弦波的正半周期进入到负半周期，所述励磁电感的电流和所述辅助电感给所述谐振电容充电，所述谐振电容的电流冲峰值减小到最小值，直到所述PWM驱动信号控制所述第二开关管和所述第四开关管关断。

6.根据权利要求5所述的有源钳位隔离双向谐振型变换器的调制方法，其特征在于，所述有源钳位隔离双向谐振型变换器采用对称占空比调制方法，通过一组PWM驱动信号控制所述第一开关管和所述第三开关管的占空比调节输出电压，所述第一开关管和所述第三开关管的PWM驱动信号完全一致。