[实用新型]一种零电流开关的全桥DC-DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电器元件技术领域，更具体地，涉及一种新型零电流开关的全桥DC-DC变换器。

背景技术

DC-DC变换器是电力电子技术领域中的一个重要研究方向，其主要工作原理是通过电路中的晶体管周期性的开关动作，完成对一个直流电压的升降压变换。这种电路被广泛应用于光伏系统，风力发电，航电系统，以及电机拖动等领域中。近年来，随着新能源技术的快速发展，DC-DC变换器作为其中重要的一环，自然也成为了研究热点。在DC-DC变换器的研究过程中，一项用于衡量变换器性能优劣的重要指标是它的能量转换效率，即电能在变换器中的损耗大小。

对于工业上常用的全桥型DC-DC变换器而言，其电能损耗主要包括两大类：一类是电流流经各元器件时产生的传导损耗，另一类是由于变换器中的晶体管在打开和关断的一瞬间所产生的开关损耗。对于传导损耗的抑制，工业上多采用电气特性更好的分立元器件搭建电路，但这会带来制造成本的大幅上升。而对于开关损耗的抑制，

目前工业上多采用基于LLC谐振的电路拓扑结构来实现，这类技术统称为软开关技术。其基本原理又包括两大类：一类是在晶体管打开的瞬间保持其两端的电压为零的方法，简称零电压开关（ZVS），另一类是在晶体管关断的瞬间保持其中电流为零的方法，简称零电流开关（ZCS）。其中零电压开关技术主要应用于低输入电压（小于1KV）的DC-DC变换器，原因是这类变换器中使用的开关晶体管多为金属-氧化物半导体场效应管（MOSFET），而MOSFET的开关损耗主要是由于其较大的寄生电容造成的，因此零电压开关能够较好的改善其工作性能。

这类DC-DC变换器已经十分普遍，许多公开发表的研究成果也都是基于零电压开关技术所做的创新，其中最常见的电路之一是移相全桥电路。但是当输入电压超过1KV时，由于通常硅材料的MOSFET耐压值较低，工业上多采用耐压值较高但工作频率偏低的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）来制作变换器。导致IGBT开关损耗的主要因素是其在关断的时刻会有一个较大的反冲电流，学术上称作尾电流。因此零电流开关技术对于这类变换器的性能改善有更好的效果。但目前该领域的大部分研究主要集中在升压变换器中，很少有基于降压变换器的创新。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种零电流开关的全桥DC-DC变换器，将零电流开关技术应用于降压型全桥DC-DC变换器，提高该类变换器的工作效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种零电流开关的全桥DC-DC变换器，包括前端DC-AC转换的模块、由四个二极管D_A-D_D组成的后端全波整流桥、连接前端和后端的高频变压器、输出滤波电感、输出滤波电容和跨接在高频变压器次级线圈两端的辅助支路； 

其中所述前端DC-AC转换的模块包括4个IGBT管 S₁-S₄，4个二极管D₁-D₄，依次连接的IGBT管 S₁、二极管D₁、IGBT管S₃及二极管D₃为串联连接，依次连接的IGBT管 S₂、二极管D₂、IGBT管 S₄及二极管D₄为串联连接；

IGBT管 S₁、二极管D₁与IGBT管S₃、二极管D₃之间接高频变压器的初级线圈的一端，IGBT管 S₂、二极管D₂与IGBT管 S₄、二极管D₄之间接高频变压器的初级线圈的另一端；