[发明专利]一种用于主动钳位电路的缓冲电路

说明书

一种用于主动钳位电路的缓冲电路，包含一个缓冲电容Cs和一个旁路二极管Ds。缓冲电容Cs的一端分别与旁路二极管Ds的阳极、主动钳位电路的正极连接，缓冲电容Cs的另一端与主动钳位电路负极连接，旁路二极管Ds的阴极与主动钳位电路中钳位电容上端连接。所述的缓冲电路可用于Boost全桥隔离变换器电路，与主动钳位电路控制方法配合，抑制钳位电路两端的冲击电压。

技术领域

本发明涉及一种抑制主动钳位电路冲击电压的缓冲电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，对大功率、高电压、高变比设备的需求越来越多。基于Boost全桥隔离变换器(BFBIC)拓扑的设备应用增多，特别是在光伏高压直流升压变换应用中。但是此类变换器在全桥电路开关切换时存在电压冲击问题，给IGBT带来了较大的电压应力。

R.Watson和F.C.Lee在论文《A Soft-Switched,Full-Bridge Boost ConverterEmploying an Active-Clamp Circuit》中应用了一种主动钳位电路抑制全桥电路开关切换时电压冲击，该电路应用于几百瓦的小功率电源时能够起到良好的效果，但仍然存在一些问题：

1、对于几十kW的大功率电路，虽然采用了主动钳位电路，但仍然存在较大的电压冲击。实验表明，对于50kW的变换器，增加主动钳位电路后电压尖峰仍然能够达到25％。

2、目前常用在IGBT两端增加吸收电容的方法，但是该方法对于此种冲击电压吸收效果不好。

3、目前常用的方法对吸收电容的容值选择尚无较为明确的原理阐述及确定的容值选取方法。

专利CN201620999446.4一种三相不平衡调节模块的IGBT吸收电路，提出了类似的RCD缓冲电路，但该缓冲电路主要解决开关管两端尖峰电压问题，同时没有给出关键的缓冲电容的容值计算方法。类似专利都主要解决IGBT开关管的尖峰电压问题，针对主动钳位电路两端的尖峰电压问题尚未见到好的方法。

发明内容

为克服目前常用的主动钳位电路应用在大功率设备中存在的电压冲击的缺点，本发明提出一种用于主动钳位电路的缓冲电路。

所述的主动钳位电路包括开关管电路12和钳位电容电路13，其中开关管电路12和钳位电容电路13串联连接。开关管电路12包含钳位开关管S_a、开关管体二极管D_a、寄生电容C_a和开关管寄生电感L_a。钳位开关管S_a、开关管体二极管D_a、寄生电容C_a、开关管寄生电感L_a集成在内部，其中钳位开关管S_a、开关管体二极管D_a、寄生电容C_a并联连接，随后与开关管寄生电感L_a串联连接；钳位电容电路13包含钳位电容C_a-c、钳位电容寄生电感L_a-c，二者串联连接，集成在一起。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于主动钳位电路的缓冲电路，包含一个缓冲电容Cs和一个旁路二极管Ds。所述缓冲电容Cs的一端分别与旁路二极管Ds阳极、主动钳位电路正极连接，缓冲电容Cs的另一端与主动钳位电路的负极连接，旁路二极管Ds的阴极与主动钳位电路中钳位电容的上端连接。

本发明缓冲电路与主动钳位电路控制方法配合，可以达到更好效果。

主动钳位电路中的钳位开关管S_a导通时刻必须晚于开关管体二极管D_a的导通时刻，保证缓冲电容Cs能够充分吸收电压尖峰。