[实用新型]一种低功耗无源的软开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流-直流/直流-直流转换过程中的软开关技术，具体涉及低功耗无源的软开关电路。 

背景技术

所谓“软开关”是与“硬开关”相对应的。硬开关是在控制电路的开通和关断过程中，电压和电流的变化剧烈，产生较大的开关损耗和噪声，开关损耗随着开关频率的提高而增加，使电路效率下降；开关噪声给电路带来严重的电磁干扰, 影响周边电子设备的工作。软开关是在硬开关电路的基础上，增加了电感、电容等谐振器件, 构成辅助换流网络, 在开关过程前后引入谐振过程，开关在其两端的电压为零时导通；或使流过开关的电流为零时关断, 使开关条件得以改善, 降低传统硬开关的开关损耗和开关噪声, 从而提高了电路的效率。这种开关方式为电源小型化、高效率创造了条件。

软开关包括软开通和软关断。理想的软开通过程是：电压先下降到零后, 电流再缓慢上升到通态值, 所以开通时不会产生损耗和噪声，软开通的开关称之为零电压开关。理想的软关断过程是：电流先下降到零后,电压再缓慢上升到通态值，所以关断时不会产生损耗和噪声，软关断的开关称之为零电流开关。

自上世纪70 年代以来，国内外电力电子和电源技术领域不断研制开发高频软开关技术，到目前为止，已提出了多种不同的软开关拓扑结构，实际应用也取得了一系列成功。其中，无源无损缓冲电路是实现软开关的重要技术之一,在直流开关电源中也得到了广泛的应用。本实用新型即为一种低功耗无源的零电流和零电压软开关电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低功耗无源的软开关电路，该电路位于输入电路和输出电路之间，用于提高电路的效率。

本实用新型的一种低功耗无源的软开关电路，包括输入电路、软开关电路和输出电路，所述软开关电路级联在输入电路和输出电路的桥臂之间。

优选的，所述输入电路包括MOS管；所述软开关电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；所述输出电路包括第五二极管、第三电感、第三电容和负载电阻。

优选的，所述MOS管的源极与第一二极管的阴极相连，第一二极管的阴极与第一电感的一端相连，第一二极管的阳极与第二二极管的阳极相连，第一二极管的阳极与第一电容的一端相连，第一二极管的阳极与第二电感的一端相连，第二二极管的阴极与第一电感的另一端相连，第二二极管的阴极与第二电容的一端相连，第三二极管的阴极与第二电感的另一端相连，第三二极管的阳极与第二电容的另一端相连，第三二极管的阳极与第四二极管的阴极相连，第四二极管的阳极与第一电容的另一端相连，MOS管的漏极与输入端正极相连，输入端负极与第四二极管的阳极相连。

优选的，所述输出电路的第五二极管的阳极与第四二极管的阳极、第三电容的一端、负载电阻的一端均相连，第五二极管的阴极与第三电感的一端、第一电感的另一端均相连，第三电感的另一端与第三电容的另一端、负载电阻的另一端均相连。

优选的，所述第一电感L1的电感值为：

（1），

其中，t₁的取值为MOS管(T)开关周期T的2%-9%，V_s是MOS管(T)上的电压均值，I_s,max是流过MOS管(T)的最大电流。

优选的，第一电感L1的取值，第一电容C1的电容值满足：

（2），

其中，k是大于0且小于1的数，I_s是流过MOS管(T)电流的均值，I_s的最小值I_s,min小于I_s,max的5%，k满足式（3）：

（3）。

优选的，第一电容C1和第二电容C2的电容值满足：

（4），

第一电感L1的取值、第一电容C1的取值和第二电感L2的取值满足：

（5），

其中，是MOS管(T)电流的纹波大小。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型提出的一种低功耗无源的软开关电路成本低、体积小、结构简单、效率高、功耗低。该电路所包括的电容、电感和二极管都是比较容易获得的，而且成本较低；元件数并不多，整个电路的体积小，结构简单；该零电流和零电压软开关电路在任意一段时间，电流或者电压为0，达到效率高和功耗低的作用。

附图说明

图1低功耗无源的软开关电路原理图。

具体实施方式