[发明专利]一种新型双半桥变换器电路

说明书

技术领域

本发明专利公开了一种新型双半桥变换器电路，涉及电力电子技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力电子技术的应用领域越来越广泛，它们对电源的要求也越来越高，使电源朝着轻重量、小体积、高效率、高频化的方向发展。高频化在改善电源性能的同时，也带来了功率开关管的电压电流应力增加，器件的开关损耗增加等问题。采用软开关技术可以使开关管实现零电压开通或零电流关断，提高了效率，并减小了电磁干扰。移相全桥DC/DC变换器因其实现软开关技术、电路结构简单、控制方便等特点，得到了广泛的应用。

传统的移相全桥变换器可以实现零电压开关，无需任何额外的器件，这使得移相全桥变换器非常适合中高功率应用。然而，传统的移相全桥变换器具有几个突出的严重问题。首先，在轻载工作情况下，变换器无法实现系统的ZVS特性，从而导致系统效率降低，电磁干扰变高。其次，变换器整流过程中的寄生振荡增加了器件的电压应力和输出电压纹波。最后，在变换器的续流期间，导通损耗也显著增加。

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题是：为克服现有技术中存在的不足，提供一种新型双半桥变换器电路，可以在轻载下实现开关管的零电压开关和零电流开关，增加了变换器实现软开关技术的工作范围，同时显著降低了输出纹波，提高变换效率。

本发明专利为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种新型的双半桥变换器电路，包括电阻，电感，第一至第三电容，第一、第二IGBT，第一、第二MOSFET，第一至第六二极管，第一、第二变压器，其中，

所述第一IGBT的发射极分别与输入端正极、第一MOSFET的漏极相连接，第一IGBT的集电极分别与第二IGBT发射极、第一电容的一端相连接，第二IGBT的集电极分别与输入端负极、第一变压器初级绕组的一端、第二变压器初级绕组的一端、第二MOSFET的源极相连接，第一电容的另一端与第一变压器初级绕组的另一端相连接，第一MOSFET的源极与第二MOSFET的漏极、第二电容的一端相连接，第二电容的另一端与第二变压器初级绕组的另一端相连接。所述第一二极管的阴极与第二二极管的阴极、第三二极管的阴极、电感的一端相连接，第一二极管的阳极与第一变压器次级绕组的一端、第四二极管的阴极相连接，第二二极管的阳极与第一变压器次级绕组的另一端、第二变压器次级绕组的一端、第五二极管的阴极相连接，第三二极管的阳极与第二变压器次级绕组的另一端、第六二极管的阴极相连接，第四二极管的阳极与第五二极管的阳极、第六二极管的阳极、电容的一端、电阻的一端相连接并接地，电感的另一端与电容的另一端、电阻的另一端相连接。

本发明与现有技术相比的主要技术特点是，

滞后臂开关管可以在宽范围实现零电流开关，超前臂开关管可以在宽范围实现零电压开关。变压器漏感可以设计的很小，显著减小占空比丢失和二次侧整流电压振荡。

由变压器、隔直电容和两个开关管构成的每个半桥结构，能够在变压器端口形成一个对称的交流方波电压，两个变压器的副边在整流侧串联连接，以便实现全周期内将能量由输入侧传递到输出侧，并因此实现所述双半桥变换器电路的整流电压为多阶梯形式。

附图说明

图1是本发明专利的电路连接示意图，

其中：R₀为电阻，L₀为电感，C₁、C₂、C₀分别为第一至第三电容，Q₁、Q₃分别为第一、第二IGBT，Q₂、Q₄分别为第一、第二MOSFET，D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆分别为第一至第六二极管，T₁、T₂分别为第一、第二变压器，n_p1、n_p2分别为第一、第二变压器的初级绕组，n_s1、n_s2分别为第一、第二变压器的次级绕组。

图2是本发明的双半桥变换器的主要工作波形示意图。

图3～9是本发明的双半桥变换器的等效电路结构示意图。