[实用新型]一种零电压开关反激变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流变换器领域，特别涉及一种可应用于DC/DC升降压功率变换场合的，可实现反激变换器零电压开关的电路。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，汽车已经成为人们出行和运输必不可少的交通工具。然而，随着汽车数量的不断增加，一些问题也逐渐显现出来。首先，石油危机问题引起了人们的担忧。截止到2011年年底，全世界已探明石油储量为2314.2亿吨，目前全世界每年石油消耗量为40.88亿吨，其中超过三分之一的石油都被汽车所消耗。以这个速度计算，54年后我们将面临无油可用的危机。另外，环境污染问题也逐渐被人们所关注。随着汽车数量的逐渐增多，汽车尾气造成的空气污染问题也愈发严重。经环境保护组织检测，目前城市空气中60％以上的污染物来自汽车尾气。出于应对石油危机、缓解空气污染、抢占电动汽车市场等目的，自上世纪90年代以来，各国政府和各大汽车厂商纷纷投入大量人力物力来推动电动汽车的推广和研发。

目前，制约电动汽车发展的瓶颈在于电动汽车动力蓄电池技术。电动汽车不仅节能、环保而且使用成本低、噪声小，市场前景广阔。但是，由于受到续航里程短、充电不方便、电池使用寿命短等因素的制约，影响了电动汽车推广普及的速度。在目前电动汽车动力蓄电池技术没有获得突破性进展的情况下，我们只能努力改善电动汽车电气系统的控制策略和性能，提高电动汽车电源变换器的效率，研发新型便捷的充电装置，使电动汽车能够方便地进行充电,提高电能使用效率，减少充电次数，延长蓄电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提出一种零电压开关反激变换器，该变换器能够实现开关管的零电压导通和近似零电压关断，软开关减小开关损耗，提升变换器的效率，适合应用于电动汽车领域。

本实用新型的技术方案如下：

一种零电压开关反激变换器，连接直流输入电源和负载，包括开关管、保护二极管、谐振单元、整流二极管、隔离变压器以及滤波电容；所述谐振单元由谐振电容和隔离变压器的激磁电感组成，谐振电容并联在隔离变压器的原边，谐振单元与开关管串联，保护二极管反相并联在开关管的集电极和发射极之间；所述直流输入电源一端接在谐振单元一侧，另一端接在开关管一侧；所述隔离变压器的副边接整流二极管和滤波电容，构成一个回路。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型的零电压开关反激变换器在实现升降压功能的同时，使开关管实现了软开关，有效减小了损耗，具有很高的效率。

附图说明

图1是所举实施例的零电压开关反激变换器拓扑结构图。

图2是图1所示电路相关元件工作波形示意图。

图3是图1所示电路第一阶段工作模态示意图。

图4是图1所示电路第二阶段工作模态示意图。

图5是图1所示电路第三阶段工作模态示意图。

图6是图1所示电路第四阶段工作模态示意图。

图7是图1所示电路第五阶段工作模态示意图。

图8是图1所示电路主要仿真波形图。

图9是图1所示电路开关管电压电流仿真波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本实用新型涉及一种零电压开关反激变换器，图1为本实用新型的一个实施例电路拓扑结构图。如图1所示，本实用新型的零电压开关反激变换器连接直流输入电源V_in和负载R_L，包括开关管Q、保护二极管D₁、谐振单元、整流二极管D₂、隔离变压器T以及滤波电容C_o。谐振单元由谐振电容C_r和隔离变压器的激磁电感L_r并联组成，谐振电容C_r并联在隔离变压器T的原边。谐振单元与开关管Q串联，保护二极管D₁反相并联在开关管Q的集电极和发射极之间。直流输入电源V_in一端接在谐振单元一侧，另一端接在开关管Q一侧。隔离变压器T的副边接包括整流二极管D₂和滤波电容C_o在内的整流滤波元件，构成一个回路。

下面对本实用新型的零电压开关反激变换器的控制方法进行详细说明。

如图2、图3所示，第一阶段：t₀<t<t₁；