[发明专利]一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器

摘要

本发明公开了一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器，其结构包括：输入直流电压源Uin；高频隔离变压器Tr；第一、第二和第三功率管S1、S2与S3；周波变换器及LC滤波电路。采用提出的PWM开关控制策略，第一、二功率管S1、S2很容易实现ZVS开通，第三功率管S3在变压器漏感能量足够的条件下实现ZVS开通；变压器副边功率管很容易实现ZVS换流，有效的减小了开关损耗，提高了变换器的工作效率。这种变换器主要适用于需要隔离的中低压输入场合。

主权项

1.一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器，其包括高频隔离变压器原边电路与副边电路，高频隔离变压器(3)包括原边第一绕组P₁、原边第二绕组P₂及副边绕组N；变压器原边电路包括直流电压源U_in(1)，带反并联二极管及外并电容的第一功率管S₁、第二功率管S₂和第三功率管S₃(2)；变压器副边电路则包含一个周波变换器(4)和LC滤波电路(5)；LC滤波电路则包括滤波电感L_f与滤波电容C_o；其中，直流电压源U_in的正极接第三功率管S₃的漏极；第三功率管S₃的源极接变压器原边第一绕组P₁的异名端和第二绕组P₂的同名端，第一功率管S₁的源极接第二功率管S₂的源极和直流电压源U_in的负极，第一功率管S₁的漏极接原边第一绕组P₁的同名端，第二功率管S₂的漏极接原边第二绕组P₂的异名端；原边第一绕组P₁的异名端接第二绕组P₂的同名端，变压器的副边绕组N的同名端与周波变换器的上输入端相连，副边绕组N的异名端与周波变换器的下输入端相连；滤波电感Lf的左端则与周波变换器的上输出端相连，滤波电感L_f的右端接滤波电容C_o的上端，滤波电容C_o的下端与周波变换器的下输出端相连，其特征在于：所述的推挽式高频环节DC/AC变换器副边的功率管可以实现ZVS换流；第三功率管S₃的驱动信号u_gs3采用正弦波单极性调制得到，而第一功率管S₁、第二功率管S₂的驱动信号u_gs1、u_gs2及周波变换器的驱动信号则根据第三功率管S₃的驱动信号来设计，设计的原则是要保证得到高频脉冲交流电压的同时能获得各个功率管实现ZVS开通的条件，为了实现功率管的ZVS开通，u_gs1、u_gs2与u_gs3两两之间插入了一定的死区时间；对于全波式周波变换器，第四、第五功率管S₄、S₅与第六、第七功率管S₆、S₇的驱动信号u₄₅和u₆₇，在输出电压正半周期时，周波变换器的功率管驱动信号u₄₅与u_gs2一致，u₆₇与u_gs1一致；在输出电压为负半周期时，周波变换器的驱动信号u₄₅与u₆₇互换，另外，u_gs1与u_gs2的信号分别来源于锯齿波下降沿二分频信号k与反极性信号分别与驱动信号u_gs3与非后所得，而u_gs3是基准标准正弦波电压u_ref与输出反馈电压u_of经比较放大后产生的绝对值信号|u_c|与锯齿波比较产生所得。