[发明专利]一种大功率高效率直流变换拓扑结构

说明书

本发明公开一种大功率高效率直流变换拓扑结构，其包括：前级BUCK降压电路、中间级全桥谐振电路以及后级同步整流电路。本发明是可实现大功率高效率的直流电源拓扑，具有如下优点：(1)两级式级联结构，提高了输入输出的适应范围；(2)前级BUCK降压电路采用闭环控制策略，保证较宽的输入输出适应能力；(3)中间级全桥谐振电路工作在开环状态，不仅提高了电路输出功率等级，还可实现第二功率三极开关管S₂、第三功率三极开关管S₃、第四功率三极开关管S₄、第五功率三极开关管S₅的软开关，进一步提高电路转换效率。

技术领域

本发明涉及大功率、高效率电源技术领域，尤其是涉及一种大功率高效率直流变换拓扑结构。

背景技术

现阶段，在机载、车载供电系统中大多使用直流28V供电体制，来源通常为电池组的输出或是整流后的高压直流。目前，直流电源拓扑机构有多种形式，按功率三极开关管连接方式的不同分为单端反激电路、单端正激电路、半桥电路、全桥电路和推挽电路。单端反激电路能量间接传输和变压器单相限工作的特点决定了其只适应于100-200W小功率场所；单端正激电路变压器同样为单相磁化，利用率低且需考虑磁复位问题；半桥电路功率三极开关管电压应力小，变压器磁芯利用率高，但均压电容的不平衡问题不易解决；全桥电路虽克服了上述局限，但其功率器件较多，不适合大功率场合；推挽电路使用的功率器件较少，但其效率较低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率高效率直流变换拓扑结构，以解决传统直流电源拓扑功率等级小、能量利用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种大功率高效率直流变换拓扑结构，包括：前级BUCK降压电路、中间级全桥谐振电路以及后级同步整流电路。

进一步，所述前级BUCK降压电路包括第一功率三极开关管S₁、续流二级管D₁、第一滤波电容C₁、第二滤波电容C₂以及滤波电感L₁；所述第一功率三极开关管S₁的漏极与所述第一滤波电容C1的负端连接；第一功率三极开关管S₁的源极与所述续流二级管D₁的阳极连接后，与所述滤波电感L₁的一端相接；第一滤波电容C1的正端与续流二级管D₁的阴极连接后，与第二滤波电容C₂的正端、第二功率三极开关管S₂的漏极、第四功率三极开关管S₄的漏极相接；所述滤波电感L₁的另一端与所述第二滤波电容C₂的负端连接后，与第三功率三极开关管S₃的源极、第五功率三极开关管S₅的源极相接。

进一步，所述中间级全桥谐振电路包括第二功率三极开关管S₂、第三功率三极开关管S₃、第四功率三极开关管S₄、第五功率三极开关管S₅、谐振电感L₂、谐振电容C₃以及原边绕组T_p；所述第二功率三极开关管S₂的源极与所述第三功率三极开关管S₃的漏极连接后，与所述谐振电感L₂的一端相连；谐振电感L₂的另一端与所述谐振电容C₃的一端相连；谐振电容C₃的另一端与所述原边绕组T_p的同名端相连；第四功率三极开关管S₄的源极与第五功率三极开关管S₅的漏极连接后，与原边绕组T_p的异名端相连。