[实用新型]一种链式双桥自耦降压拓扑

摘要

本实用新型涉及一种链式双桥自耦降压拓扑，解决了传统的降压直流变换器输出功率低、体积大、效率低、可靠性低的弊端。所述降压拓扑包括互为交错增功率驱动和无耦合高频链式降压变压器，由四个功率开关MOS管Q1、Q2、Q3、Q4，一个无耦合高频链式正向升压变压器B，一个谐振电感L1，一个由二极管D1、D2构成的次级整流电路，一个输出滤波电感L2，和一个输出滤波电容C2构成。本技术方案采用双管交错驱动，输出功率可以提升一倍。高频变压器设计为无耦合的“链式”结构，消除耦合变换的能量丢失，提高效率。本技术实现了降压电源在相同功率和电气参数的要求下，体积减小50％，输出功率增加了一倍，效率提高10％，效率最高可以达到96％。

主权项

一种链式双桥自耦降压拓扑，其特征在于：所述降压拓扑包括互为交错增功率驱动和无耦合高频链式降压变压器；所述互为交错增功率驱动为建立了大功率输出的双管驱动结构；所述链式双桥自耦降压拓扑电路，由四个功率开关MOS管Q1、Q2、Q3、Q4，一个无耦合高频链式正向升压变压器B，一个谐振电感L1，一个由二极管D1、D2构成的次级整流电路，一个输出滤波电感L2，和一个输出滤波电容C2构成；功率开关MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的结电容和L2作为谐振元件，使四个开关管一次在零电压下导通，实现恒频软开关，Q1、Q2构成超前臂，Q3、Q4构成滞后臂，当Q1、Q4截止，Q2、Q3导通，无耦合高频链式正向升压变压器B电压为Vin，功率由无耦合高频链式正向升压变压器B原边传送到负载，二极管D2、D4导通，无耦合高频链式正向升压变压器B为L2、C2储能滤波，提供输出电压；上述过程依次变换，随Q1、Q4、Q2、Q3交错驱动双极性磁极化工作，无耦合高频链式正向升压变压器B即可以为输出提供升压电压值；MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成全桥电路，Q1的漏极与Q3漏极接输入端正极，Q1的源极与Q2的漏极相接无耦合高频链式正向升压变压器B的初级首，Q3的源极与Q4的漏极接无耦合高频链式正向升压变压器B的初级尾，Q2的源极与Q4的源极接输入端负极，为了防止桥臂直通短路，Q1和Q2，Q3和Q4之间人为的加入死区时间控制，它是根据开通延时和关断不延时的原则来设置同一桥臂死区时间；所述链式双桥自耦降压拓扑电路具体为，当Q1、Q4导通，Q2、Q3截止，无耦合高频链式升压变压器B电压为Vin，功率由无耦合高频链式正向升压变压器B原边传送到负载，D1、D3导通，L2、C2为储能滤波元件，同时提供输出电压，输出电压＝K*D*Vin，K为匝数比；D为占空比；Vin：输入直流电压；由于匝数比K＜1，因此输出电压较输入电压低。