[发明专利]一种带下拉有源钳位支路的隔离型DC-DC升压变换器

摘要

本发明属于电学技术领域，涉及一种带下拉有源钳位支路的隔离型DC‑DC升压变换器，在单端反激型电路拓扑的基础上，在其变压器原边并联谐振电容，在主开关管漏源两端并联下拉有源钳位支路，在变压器副边级联高频倍压电路，并联的谐振电容与变压器原边电感进行谐振，使原电路变成双向励磁，提高磁芯利用率，并且提高隔离变换器输出对输入的电压增益；有源钳位支路的辅助开关管与主开关管的开关周期相同，但辅助开关管每个开关周期只导通一小段时间，导通损耗大大减小，而且主开关管和辅助开关管都能实现软开关，不存在直通问题；变压器副边级联的高频倍压电路使得变压器副边绕组输出的不对称电压得到有效利用，使变换器的整体效率提高。

主权项

1.一种带下拉有源钳位支路的隔离型DC‑DC升压变换器，其特征在于：在单端反激型电路拓扑的基础上，在其变压器原边并联谐振电容，在主开关管漏源两端并联下拉有源钳位支路，在变压器副边级联高频倍压电路，并联的谐振电容与变压器原边电感进行谐振，具体结构包括输入电压、电容、谐振电容、高频变压器、主开关管、第一二极管、下拉有源钳位支路、高频倍压电路、等效负载和控制驱动电路；第一二极管为主开关管的反并联二极管，输入电压经过电容滤波后，由主开关管、第一二极管和下拉有源钳位支路将直流电逆变成高频交流电，高频交流电施加在原边电感的两端，副边电感两端感应出高频交流电压，并经高频倍压电路后为等效负载供电；输入电压为待升压的直流电压或者为工频市电整流滤波后的电压，电容吸收高频变压器原边电感回馈的能量并起到滤波作用，高频变压器由原边电感、副边电感和磁芯电连接组成，其中磁芯为带有气隙的磁芯，其耦合系数为0.5‑0.95，高频变压器和谐振电容一起将能量从原边传递到副边，主开关管、第一二极管和下拉有源钳位支路用于实现电能逆变，下拉有源钳位支路由辅助开关管、第二二极管和钳位电容电连接组成，用于降低主开关管承受的电压，第二二极管为辅助开关管的反并联二极管，辅助开关管和主开关管开关频率相同，辅助开关管和主开关管的导通存在死区，辅助开关管的导通时间较短，损耗较小；第一整流二极管、第二整流二极管、第一滤波电容和第二滤波电容电连接组成高频倍压电路，用于对高频交流电进行整流、滤波，同时为等效负载供电，等效负载为容性负载或感性负载，从第一电压检测点处检测变换器的直流输出电压，并将检测到的直流输出电压送至控制驱动电路，从第二电压检测点处检测主开关管漏源极之间的电压，并将检测到的电压送至控制驱动电路，在主开关管当前驱动信号上升沿到来之前，通过检测主开关管漏源极间的电压是否为零判断当前主开关管是否实现零电压开通；从第三电压检测点处检测钳位电容两端的电压，并将检测到的电压送至控制驱动电路，当检测到钳位电容两端的电压增加时，控制驱动电路将辅助开关管的驱动信号保持为高电平，辅助开关管实现零电压开通，当钳位电容两端的电压增加时，原边电感通过第二二极管为钳位电容充电，第二二极管导通，辅助开关管漏源极之间的电压为零；控制驱动电路接收到从第一电压检测点、第二电压检测点和第三电压检测点处检测到的电压信号后分别输出主开关管和辅助开关管的控制信号，控制信号经过隔离放大之后驱动主开关管和辅助开关管，用于稳定变换器输出的直流电压、主开关管的零电压开通控制、辅助开关管的零电压开通控制。