[发明专利]功率变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子技术领域的装置，具体涉及一种功率变换器。

背景技术

传统的两相交错并联升压变换器均是采用耦合电感或者变压器，借助于硬开关的控制来提高CCM（电流导通）下的有效电感量。主要有两相交错并联耦合电感升压变换器和两相交错并联三态开关升压变换器两种形式。

两相交错并联耦合电感升压变换器和两相交错并联三态开关升压变换器都是使用PWM（脉宽调制）控制，主功率开关管导通时，主电感储能，负载能量由输出滤波电容提供；主功率开关管断开时，主电感向输出滤波电容及负载提供能量；电路通过安排合适的耦合相位，以此提高CCM下的有效电感量，但是由于所有功率开关管都工作于硬开关控制下，开关损耗较大，同时还存在功率二极管的反向恢复问题。

近年来，也出现了交错并联软开关桥式功率变换器。这种变换器使用三个主电感，在两相交错并联换相时，通过电感来实现电流的换相，从而可以实现主功率开关管的零电流开关(ZCS)，但不能实现零电压开关(ZVS)，开关损耗仍然较大。

发明内容

本发明实施例提供一种功率变换器，针对现有技术的不足，通过在两相交错并联耦合电感升压变换器的基础上，再增加一个主电感，并且耦合电感反向耦合，实现功率开关管的零电流开关，以及零电压开关，降低了功率管的开关损耗。

本发明实施例提供了一种功率变换器，用于将电源的电功率提供给负载，包括：电感电路，连接电源，用于对所述电源的输入电流进行换流；

两相交错并联升压电路，与所述电感电路串联，用于将所述电感电路的输出电压升压后提供给所述负载；

所述电感电路包括主电感和反向耦合电感，所述反向耦合电感包括正向电感和反向电感，所述正向电感和所述反向电感为两个相位相反的电感；

所述主电感，一端连接所述电源，另一端连接所述正向电感和所述反向电感的输入端；

所述正向电感和所述反向电感的另一端分别连接所述两相交错并联升压电路的两个二极管的阳极。

进一步，所述两相交错并联升压电路包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管，所述第一开关管的输入端与所述反相耦合电感的正向电感的输出端连接，所述第二开关管的输入端与所述反相耦合电感的反向电感的输出端连接，所述电源与所述第一开关管、第二开关管的输出端连接；所述负载的一端连接所述第一二极管、第二二极管的阴极，另一端连接所述第一开关管和第二开关管的输出端。

进一步，所述两相交错并联升压电路还包括滤波电容，所述滤波电容与所述负载并联；所述滤波电容的输出端接地。

进一步，所述第一开关管和第二开关管采用变频控制模式。

进一步，所述第一开关管和第二开关管为场效应管或双极性绝缘栅型场效应管。

本发明实施例还提供一种控制所述功率变换器的方法，其特征在于，在所述两相交错并联升压电路的第一开关管电流为负时，开通所述第一开关管，在所述两相交错并联升压电路的第二开关管电流为负时，开通所述第二开关管，以使所述第一开关管或第二开关管实现零电压导通。

进一步，通过所述两相交错并联升压电路的所述第一开关管与所述第二开关管的导通控制使得所述主电感的占空比为10%。

本发明实施例采用变频控制，在功率管开通前流过负电流，因此同时能够实现零电压开关(ZVS)，明显降低了功率管的开关损耗。

附图说明

图1是本发明实施例的电路图；

图2是本发明实施例的主要波形示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示是本发明实施例功率变换器的电路图，用于将电源V1的电功率提供给负载R1，包括：电感电路，连接电源V1，用于对电源V1的输入电流进行换流；两相交错并联升压电路，与电感电路串联，用于将电感电路的输出电压升压后提供给负载R1。

电感电路包括主电感L1和反向耦合电感TX1，反向耦合电感TX1为两个相位相反的电感P1和P2。主电感L1一端连接电源V1，另一端连接P1、P2的输入端，P1、P2的输出端分别连接两相交错并联升压电路的两个二极管D1、D2的阳极。