[发明专利]一种复合式正激直流变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流变换器，尤其涉及一种复合式正激直流变换器，属于直流变换器领域。

背景技术

开关电源以其效率高、体积小、重量轻等显著优点而被广泛应用于工业生产、交通运输、新能源发电等国民生产领域。随着应用范围的不断拓宽和应用设备的增加，对电源系统的稳定性提出了更高的要求。

双管正激变换器由于原边开关管电压应力低、具有内在抗桥臂直通能力、可靠性高而在工业领域获得了广泛的应用。通过对双管正激变换器进行并联、串联组合，使双管正激变换器在中、大功率变换领域获得了更广泛的应用，但双管正激变换器的开关管最大占空比只能为0.5。

为了提高开关电源的变换效率，需要采用软开关技术，从而降低开关损耗提高变换效率。近年来，围绕开关变换器的软开关技术，国内外学者作了大量的研究，提出了各种软开关电路，减小了开关损耗。

中国专利CN1545200A提出了一种双路双管正激变换器拓扑，该拓扑由输入并联双管正激变换器推导得到，保留了双管正激变换器高可靠性的优点，但该变换器仅适用于用作直流变压器，即只能在开环下工作，实现直流电能的隔离和变换，而无法实现输出电压的闭环调节，在输入电压发生变化时无法保证输出电压的稳定。中国专利CN1725617A提出了一种零电压开关复合式交错并联双管正激三电平直流变换器，该变换器能够实现部分开关管的零电压开通且具有开关管电压应力低等优点，但该变换器使用的开关管数量多，结构复杂，在实际应用中较少采用。

发明内容

本发明针对背景技术中现有直流变换器存在的缺陷而提出一种可靠性高、变换效率高的复合式正激直流变换器。

本发明的复合式正激直流变换器，其结构包括：原边电路、第一高频变压器、第二高频变压器和副边电路，其中：原边电路包括直流电源、第一分压电容、第二分压电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第一磁复位二极管、第二磁复位二极管和第三磁复位二极管，直流电源的正极分别连接第一分压电容的一端、第一磁复位二极管的阴极和第三功率开关管的漏极，直流电源的负极分别连接第二分压电容的一端、第二磁复位二极管的阳极和第四功率开关管的源极，第一分压电容的另一端分别连接第二分压电容的另一端、第一功率开关管的源极和第二功率开关管的漏极；第一高频变压器包括第一原边绕组和第一副边绕组，第二高频变压器包括第二原边绕组和第二副边绕组，第一原边绕组的同名端分别连接第三功率开关管的源极和第三磁复位二极管的阴极，第一原边绕组的非同名端分别连接第一功率开关管的漏极和第一磁复位二极管的阳极，第二原边绕组的同名端分别连接第二功率开关管的源极和第二磁复位二极管的阴极，第二原边绕组的非同名端分别连接第四功率开关管的漏极和第三磁复位二极管的阳极；副边电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、续流二极管、滤波电感、滤波电容和负载，第一整流二极管的阳极连接第一副边绕组的同名端，第一整流二极管的阴极分别连接第二整流二极管的阴极、续流二极管的阴极和滤波电感的一端，第二整流二极管的阳极连接第二副边绕组的同名端，第二副边绕组的非同名端分别连接第一副边绕组的非同名端、续流二极管的阳极、滤波电容的一端和负载的一端，滤波电容的另一端分别连接滤波电感的另一端和负载的另一端。

所述第一分压电容与第二分压电容相等；所述第一原边绕组的匝数与第二原边绕组的匝数相等，第一副边绕组的匝数与第二副边绕组的匝数相等。

本发明具有如下有益效果：

1、保留了双管正激变换器原边开关管电压应力低、不存在桥臂直通、可靠性高等优点，其中功率开关管S₁、S₂及磁复位二极管D₁、D₂的电压应力仅为输入电压的一半；

2、实现了功率开关管S₃、S₄的零电压开通，有利于提高变换效率；

3、副边交错并联输出结构提高了等效占空比和等效开关频率，有利于减小输出滤波器的大小和体积，提高了变换器的动态响应速度；

4、开关管的最大占空比为0.66。

附图说明

图1是本发明复合式正激直流变换器电路原理图。