[发明专利]一种谐振软开关变换器

说明书

本发明公开了一种谐振软开关变换器，涉及电路设计技术领域。本发明包括谐振电路：串联连接的谐振电感、电容性元件，其中，电容性元件至少包括两个相互并联连接的第一电容、第二电容；两个相互串联并反向接入电源的第二钳位二极管、第一钳位二极管，还包括驱动控制电路，根据第二开关电压的反馈，用于向第二开关提供驱动信号，稳定变压器的输出电压，其中第一电容的电容量远大于第二电容的电容量，第一电容、第二电容电压反馈至驱动控制电路。本发明通过第二开关管以及钳位二极管和的共同作用以及向驱动控制电路提供反馈，并通过驱动控制电路对谐振电路进行调节，大幅提高满载开关频率，有利于高频化高功率密度设计。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，特别是涉及一种谐振软开关变换器。

背景技术

在电源领域，高功率密度、高效率和低成本的驱动电源更加具有竞争力。通常驱动电源会选择谐振电路来达到实现高功率密度及高效率的目的。谐振电路可以实现原边两个或两个以上的开关管的零电压开通和副边整流二极管的零电流关断，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。

在功率变换器的谐振电路的设计中，如果可以采用高频工作，不仅会使变压器的尺寸大大降低，还会增大功率密度，降低无源器件成本，工作效率也不会降低。

图7为现有技术提供的一种LLC谐振电路图，图8为LLC谐振电路图工作频率、电流曲线图。现有的LLC谐振电路，将输入电源为Vin的输入电源转化成负载需要的形式。但是，在现有技术中，在LLC谐振电路正常工作区间内，随着工作频率的增大，谐振电路的增益会减小，从而输出功率减小。由此可见，现有的LLC谐振电路，其工作频率会随着负载功率的减小而增大，尤其是负载较轻，频率非常高，其曲线如图2所示。一般来说，电路最大工作频率需要被限制，这就使得满载工作频率无法大幅提高。

因此，如何改变谐振电路的工作模态，提高其满载工作频率和功率密度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐振软开关变换器，通过第二开关管S3以及钳位二极管D1和D2的共同作用以及向驱动控制电路提供反馈，并通过驱动控制电路对谐振电路进行调节，大幅提高满载开关频率，有利于高频化高功率密度设计。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种谐振软开关变换器，包括一个桥式电路，藕接于输入电源Vin；

一个谐振电路，藕接于所述桥式电路；

一个变压器T1，藕接于所述谐振电路；

谐振电路包括串联连接的谐振电感Lr、电容性元件，其中，电容性元件至少包括两个相互并联连接的第一电容Cr1、第二电容Cr2；

两个相互串联并反向接入电源的第二钳位二极管D2、第一钳位二极管D1；

第二钳位二极管D2的阴极还分别连接第三开关S3的一端、第二电容Cr2的一端及变压器T1的输入端，第二钳位二极管D2的阳极还分别连接第一电容Cr1的一端、第二电容Cr2的另一端及第二开关S2的一端并接地，第一电容Cr1的另一端连接第三开关S3的另一端，输入电源Vin负极接地；

第一钳位二极管D1的阴极还分别连接输入电源Vin的正极、第一开关S1的一端，第一钳位二极管D1的阳极连接第二钳位二极管D2的阴极，第一开关S1的另一端分别连接第二开关S2的另一端和谐振电感Lr的一端，谐振电感Lr的另一端连接变压器T1的另一输入端；

还包括，驱动控制电路，根据电压的反馈，用于向第三开关S3提供驱动信号Vg_s3，其中第一电容Cr1的电容量远大于第二电容Cr2的电容量，第一电容Cr1、第二电容Cr2电压反馈至驱动控制电路。

优选地，变压器T1的原边还是副边串联于谐振电路。