[发明专利]多谐振软开关变换器有效

专利信息
申请号: 200810063428.5 申请日: 2008-08-07
公开(公告)号: CN101335490A 公开(公告)日: 2008-12-31
发明(设计)人: 华桂潮;吴新科;姜德来 申请(专利权)人: 英飞特电子(杭州)有限公司
主分类号: H02M3/335 分类号: H02M3/335;H02M7/5383
代理公司: 浙江杭州金通专利事务所有限公司 代理人: 沈孝敬
地址: 310053浙江省杭州市滨江区*** 国省代码: 浙江;33
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 谐振 开关 变换器
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种多谐振变换器电路。更确切地说,本发明涉及的是一种五元件电流谐振型软开关变换器。 

背景技术

传统的PWM斩波变换器,其功率元件工作于硬开关模式下,开关损耗大,效率低,难以通过高频化实现功率密度的提升,同时EMI特性较差,需要增加了很多滤波抑制单元,既增加了成本,也降低了效率。 

谐振变换器利用谐振电路为功率元件创造了软开关条件,降低了开关损耗。谐振变换器中以三元件LLC电流谐振变换器(见图1)最为典型,应用最为普遍。 

相比于其它软开关变换器,LLC变换器可以在整个负载范围内实现原边MOSFET的零电压开通和副边二极管的零电流关断。这既降低了开关损耗,提高了效率,便于高频化,提高功率密度,同时也降低了元器件应力,减小了EMI。 

LLC变换器的缺点:由于LLC只有在谐振频率附近工作效率最优,因此往往将额定工作点设置在谐振频率点附近,当输入电压降低或输出电压增大时,通过降低工作频率来获得较大的增益;当输入电压增大或输出电压降低时,通过提高工作频率来获得较低的增益。但在谐振频率之上,频率对增益调节能力不够,调节范围较窄。即使能够调节,工作频率范围也会非常宽(见图5)。因此,LLC变换器不适合宽电压范围应用,包括宽输入电压范围和宽输出电压范围。这在很大程度上限制了LLC软开关变换器的应用。在许多需要宽电压范围应用的场合,现有LLC变换器难以获得较好地应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足,而提供一种能够适应宽电压范围应用的电流谐振型软开关变换器。 

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:多谐振软开关变换器,包括对称方波脉冲产生电路、谐振电路和变压器T1,所述的谐振电路包括谐振电感L1、谐振电容C1、励磁电感Lm、辅助电感L2和辅助电容C2,其特征在于所述的谐振电感L1和谐振电容C1构成串联支路a,其一端接对称方波脉冲产生电路的输出正端,另一端接励磁电感Lm的一端及变压器T1原边绕组的同名端;励磁电感Lm的另一端接变压器T1原边绕组的非同名端和辅助电容C2的一端;辅助电容C2的另一端接对称方波脉冲产生电路的输出负端;辅助电感L2与串联支路a并联。 

本发明还要提供另一种多谐振软开关变换器,包括对称方波脉冲产生电路、谐振电路和变压器T1,所述的谐振电路包括谐振电感L1、谐振电容C1、励磁电感Lm、辅助电感L2和辅助电容C2,其特征在于所述的谐振电感L1和谐振电容C1构成串联支路a,其一端接对称方波脉冲产生电路的输出正端,另一端接励磁电感Lm的一端及变压器T1原边绕组的同名端;励磁电感Lm的另一端接变压器T1原边绕组的非同名端和辅助电感L2的一端;辅助电感L2的另一端接对称方波脉冲产生电路的输出负端;辅助电容C2与串联支路a并联。 

本发明还要再提供一种多谐振软开关变换器,包括对称方波脉冲产生电路、谐振电路和变压器T1,所述的谐振电路包括谐振电感L1、谐振电容C1、励磁电感Lm、辅助电感L2和辅助电容C2,其特征在于所述的谐振电感L1和谐振电容C1构成串联支路a,其一端接对称方波脉冲产生电路的输出正端,另一端接励磁电感Lm的一端及变压器T1原边绕组的同名端;励磁电感Lm的另一端接变压器T1原边绕组的非同名端、辅助电感L2和辅助电容C2的一端;辅助电感L2和辅助电容C2的另一端接对称方波脉冲产生电路的输出负端。 

所述的对称方波脉冲产生电路可以采用半桥结构、全桥结构或推挽结构。变压器T1副边可以采用中心抽头整流结构、全桥整流结构、倍压整流结构或钳位整流结构。 

与现有技术相比,本发明的有益效果是: 

1、由于增加了辅助单元,在其谐振频率附近,谐振单元阻抗快速变化,直至无穷大,因此实现了增益调节,为宽电压范围应用实现了可能; 

2、减小了工作频率范围,容易实现控制保护和优化效率; 

3、由增益曲线(见图6)可以看出,通过适当的参数设计,可以引入了高次谐波(比如三次谐波),使电流波形更接近方波,从而降低电流的有效值,提高效率。 

附图说明

图1为现有技术中LLC谐振变换器电路图。 

图2为本发明提出的谐振变换器电路功能框图。 

图3为本发明提出的基于阻抗等效的谐振变换器电路功能框图。 

图4为本发明提出的基于阻抗等效的谐振变换器电路功能框图。 

图5为传统LLC的增益Gain随标幺化频率Fs/Fr的变化曲线。 

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于英飞特电子(杭州)有限公司,未经英飞特电子(杭州)有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/200810063428.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top