[发明专利]一种互补有源钳位软开关推挽变换器及其调制方法

说明书

本发明提供了一种互补有源钳位软开关推挽变换器及其调制方法。该方案包括第一推挽有源开关管、第二推挽有源开关管、钳位电容、高频变压器、整流电路、输入直流电容、输出直流电容；其中，所述整流电路包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关；所述第一推挽有源开关管包括第一端和第二端，所述第二推挽有源开关管包括第三端和第四端；所述钳位电容在所述第一推挽有源开关管和所述第二推挽有源开关管之间。该方案通过两个推挽有源开关管对称交替工作形成软开关特性，并利用钳位电容形成钳位电路，解决开关管关断时的漏感尖峰和整流二极管的自然换流问题，以减少变换器的电磁干扰和提高运行效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种互补有源钳位软开关推挽变换器及其调制方法。

背景技术

随着能源和环境问题日益突出，可再生能源和电动汽车正快速发展。直流变换器是可再生能源、储能系统和电动汽车等的重要组成部分，对系统性能的提升有着关键作用。目前，高功率密度、低成本、高效率和高可靠性的直流变换器逐渐成为研究的热点。

现有技术方案中，推挽变换器存储在漏感中的能量在开关关闭时，会造成电压尖峰，为了使得这部分能量被吸收，采用的包括被动和主动钳位电路，但现有的钳位电路拓扑的结构复杂、且存在很高的谐振尖峰、漏感电感量很小，在开关管开通瞬间其电流迅速增加，开通损耗较大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种互补有源钳位软开关推挽变换器及其调制方法，本方案通过两个推挽有源开关管对称交替工作形成软开关特性，并利用钳位电容形成钳位电路，实现推挽变换器开关管的软开关能力，解决开关管关断时的漏感尖峰和整流二极管的自然换流问题，以减少变换器的电磁干扰和提高运行效率，实现在保证结构简单和输出稳定的前提下的导通占空比、开关频率和传输功率的调节，使变换器的工作模式具有软开关特性。

根据本发明实施例第一方面，提供一种互补有源钳位软开关推挽变换器。

所述的一种互补有源钳位软开关推挽变换器具体包括：第一推挽有源开关管、第二推挽有源开关管、钳位电容、高频变压器、整流电路、输入直流电容、输出直流电容；其中，所述整流电路包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关；所述第一推挽有源开关管包括第一端和第二端，所述第二推挽有源开关管包括第三端和第四端；

所述钳位电容在所述第一推挽有源开关管和所述第二推挽有源开关管之间；

所述整流电路与所述输出直流电容并联；

所述高频变压器的副边与所述整流电路并联；

所述第二端与所述高频变压器电连接；

所述第三端与所述高频变压器电连接；

所述输入直流电容与所述第一端、所述第四端电连接。

在一个或多个实施例中，优选地，所述钳位电容串联在所述第二端和所述第三端之间。

在一个或多个实施例中，优选地，变换器的控制信号为所述第一推挽有源开关管的栅极输入和所述第二推挽有源开关管的栅极输入，对所述第一推挽有源开关管的栅极输入和所述第二推挽有源开关管的栅极输入的信号的控制方式为占空比和开关管频率，其中，所述第一推挽有源开关管的栅极输入和所述第二推挽有源开关管的栅极输入通过相互配合的方式，使所述第一推挽有源开关管和所述第二推挽有源开关管交替导通。

在一个或多个实施例中，优选地，所述高频变压器为一个三绕组高频变压器，三个绕组分别为第一绕组，第二绕组和第三绕组，其中，所述第一绕组和所述第二绕组为原边绕组，所述第三绕组为副边绕组，所述第一绕组对应存在一个第一漏感，所述第二绕组对应存在一个第二漏感，所述第一绕组和所述第一漏感组成第一感性串联电路，所述第二绕组和第二漏感组成第二感性串联电路，所述第一感性串联电路与所述第二端和所述第四端电连接，所述第二感性串联电路与所述第一端和所述第三端电连接。