[发明专利]一种磁集成双有源桥变换器

说明书

本发明公开了一种磁集成双有源桥变换器。其特征在于，包括原边全桥、副边全桥、磁集成结构、原边直流电源、副边直流电源、输入滤波电容、输出滤波电容；能量正向传递时原边全桥工作在逆变状态，副边全桥工作在整流状态，能量正向传递时副边全桥工作在逆变状态，原边全桥工作在整流状态。磁集成结构在一个磁芯中集成了储能电感、变压器两项功能。整个变换器仅含有一个磁元件，大大减小了磁性元件的体积，进而提高功率密度。本发明可在移相控制或不对称的PWM控制下实现大功率、小体积、高效双向能量传递。

技术领域

本发明涉及电力电子磁集成技术，具体涉及一种磁集成双有源桥变换器。

背景技术

近年来，双向DC/DC变换器在生产生活各领域得到了广泛的应用，伴随着第三代半导体器件碳化硅、氮化镓等的应用，变换器正向着高频率、高功率密度的方向发展。然而根据统计磁元件如变压器、电感的重量一般占变换器的30％～40％、体积大约占20％～30％，因此磁元件成为限制变换器功率密度提升的主要因数。因此过多的磁元件会导致变换器体积、重量增加，设计成本上升，影响电源功率密度及效率。随着磁集成技术的提出，磁元件的数量体积得以下降。现有的技术大部分对非隔离变换器进行磁集成，部分实现隔离型变换器能量单向传输的磁集成，对隔离型变换器的能量双向传输磁集成较少。现有技术实际设计时，隔离型变换器电感与变压器的磁集成磁芯侧柱容易饱和。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种磁集成双有源桥变换器，以实现双有源桥变换器能量双向传输的磁集成，以及降低磁集成后的磁芯侧柱的饱和度，进而可以进一步降低磁集成后的磁芯大小。

本发明提供一种磁集成双有源全变换器，包括原边全桥、副边全桥、磁集成结构、原边直流电源、副边直流电源、原边输入滤波电容、副边输出滤波电容；所述原边全桥包括开关器件S₁、开关器件S₂、开关器件S₃、开关器件S₄，开关器件S₁的源极同开关器件S₂的漏极相连接，开关器件S₃的源极同开关器件S₄的漏极相连接，开关器件S₁的漏极同开关器件S₃的漏极相连接，开关器件S₂的源极同开关器件S₄的源极相连接；所述副边全桥包括开关器件Q₁、开关器件Q₂、开关器件Q₃、开关器件Q₄，开关器件Q₁的源极同开关器件Q₂的漏极相连接，开关器件Q₃的源极同开关器件Q₄的漏极相连接，开关器件Q₁的漏极同开关器件Q₃的漏极相连接，开关器件Q₂的源极同开关器件Q₄的源极相连接；所述输入滤波电容同原边全桥的开关器件S₁漏极、开关器件S₃漏极和开关器件S₂源极、开关器件S₄源极相连接；所述输出滤波电容同副边全桥的开关器件Q₁漏极、开关器件Q₃漏极和开关器件Q₂源极、开关器件Q₄源极相连接；所述原边直流电源同输入滤波电容相连接；所述副边直流电源同输出滤波电容相连接；所述磁集成结构端口1同原边全桥端口A相连接，磁集成结构端口2同原边全桥端口B相连接，磁集成结构端口3同原边全桥端口C 相连接，磁集成结构端口4同原边全桥端口D相连接。