[实用新型]谐振型开关变换器

说明书

依据本实用新型的实施例涉及一种谐振型开关变换器，包括能够产生至少具有两个数值的不大于输入电压的第一电压信号的多电平产生电路和谐振回路。谐振回路复用部分或者全部多电平产生电路中的功率晶体管，降低了谐振支路的输入电压，并使之可控，降低了功率晶体管所承受的压降，降低开关管应力，以及开关损耗；并且，通过多路具有相同数值的第一电压信号的路径之间的切换控制，等同于提高了开关频率，更加有利于实现高频化，减小系统电路的体积和成本。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种谐振型开关变换器。

背景技术

随着电力电子领域的发展，开关型变换器获得了越来越广泛的应用，相应的，开关型变换器的设计也面临着越来越多的挑战，其中包括高功率密度，高效率和快速的动态特性等综合性能的要求。

为了达到更高的功率密度，通常采用提高开关频率的方法来减小电容以及变压器、电感等磁性元件的体积，但是开关频率的提高会导致开关损耗的增加，从而降低开关型变换器的效率。

软开关技术是使开关型变换器实现高频化的重要技术之一。采用谐振的原理，使得开关型变换器中的功率器件的电流或者电压按照准正弦规律变化，从而实现软开关，解决了硬开关变换器中的硬开关损耗问题，容性开通问题，感性关断问题，二极管反向恢复，以及硬开关所引起的电磁干扰(EMI)等问题。

现有的隔离型变换器，例如反激式变换器，正激式变换器、半桥变换器等，可以利用准谐振的方式实现软开关，但是仍然存在功率器件所承受的应力较大、功率损耗较大，开关频率的限制影响功率密度的提高，变压器的变比较大，体积大等问题。

实用新型内容

有鉴于此，依据本实用新型实施例，提供了一种新型的谐振型开关变换器，在实现谐振控制的同时，降低功率器件所承受的电压应力，降低损耗，间接获得更高的开关频率，以获得更高的效率。

根据本实用新型实施例的第一方面的一种谐振型开关变换器，包括：

多电平产生电路，用以接收输入电压并产生至少具有两个数值的第一电压信号；在每一开关周期中，第一电压信号包括数值为零的第一类型时间区间和数值不为零并且不大于所述输入电压的第二类型时间区间；

谐振回路，被配置为通过复用所述多电平产生电路中的至少两个所述功率晶体管，以接收所述第一电压信号，并实现谐振控制。

优选的，所述多电平产生电路被配置为根据所述输入电压的大小，控制所述第一电压信号的数值，使得当所述输入电压较小时，所述第一电压信号与所述输入电压的比值较大，以及当所述输入电压较大时，所述第一电压信号与所述输入电压的比值较小。

优选的，在每一所述开关周期内，所述第一类型时间区间和所述第二类型时间区间交替变化。

优选的，在每一所述开关周期内，所述第一类型时间区间和所述第二类型时间区间交替变化的频率为所述谐振型开关变换器的工作频率的整数倍。

优选的，在每一所述开关周期内，所述输入电压的数值为所述第一电压信号的不为零值的数值的整数倍。

优选的，在一所述开关周期内，所述第一电压信号的不为零值的数值不相同。

优选的，在所述第一类型时间区间或者所述第二类型时间区间内，所述谐振回路向所述谐振型开关变换器的输出侧传递能量；在剩余的另一类型的时间区间内，所述谐振回路不向所述谐振型开关变换器的输出侧传递能量。

优选的，控制所述功率晶体管的开关状态，使得在一所述开关周期内，通过不同的导通路径向所述谐振回路提供相同数值的电压。