[发明专利]一种软开关型双向串联谐振变换器及其恒增益控制方法

摘要

本发明公开的一种软开关型双向串联谐振变换器及其恒增益控制方法，属于电力电子领域的开关电源技术领域。本发明的变换器通过添加的辅助电感(L1、L2)使所有MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8)实现全负载范围内的零电压开通(ZVS)，降低系统的开关损耗；并且在本发明的恒增益控制方法下能够减小环流损耗，有效地提高传输效率。由于本发明采用对称的拓扑结构，在正反向运行模式下，变换器的工作性能一样，在本发明恒增益控制方法下，当能量流动方向发生变化时，无需更换控制逻辑，能够实现能量的自然双向流动。本发明的输入输出电压比直接为变压器变比，呈现不随负载变动的恒电压增益特性。

主权项

1.一种软开关型双向串联谐振变换器，其特征在于：包括主电路和控制电路，主电路包括开关网络、谐振网络、辅助器件和一个理想变压器；理想变压器的匝比为n：1，其原边、副边的两个开关网络均为全桥网络，分别连接电压V₁和电压V₂，当正向工作时V₁为输入电压，V₂为输出电压；当反向工作时V₂为输入电压，V₁为输出电压；原边、副边都由四个MOS管组成，原边是Q₁、Q₂、Q₃、Q₄，副边是Q₅、Q₆、Q₇、Q₈；原边、副边的两个谐振网络均为LC串联谐振网络，原边的谐振电感为L_r1，谐振电容为C_r1，副边的谐振电感为L_r2，谐振电容为C_r2；原副边均有一个电感作为辅助器件，原边的辅助电感为L₁，副边的辅助电感为L₂；在所述软开关型双向串联谐振变换器的原边，电压V₁的正极同时与MOS管Q₁和MOS管Q₃的漏极相连，电压V₁的负极同时与MOS管Q₂和MOS管Q₄的源极相连，MOS管Q₁的源极和MOS管Q₂的漏极同时与谐振电容C_r1和辅助电感L₁的一端相连，MOS管Q₃的源极和MOS管Q₄的漏极同时与辅助电感L₁的另一端以及变压器原边的负极相连，谐振电容C_r1的另一端与谐振电感L_r1的一端相连，谐振电感L_r1的另一端与变压器正极相连；在变压器副边，变压器副边的正极与谐振电感L_r2的一端相连，谐振电感L_r2的另一端与谐振电容C_r2的一端相连，变压器副边负极同时和MOS管Q₅的源极、MOS管Q₆的漏极以及辅助电感L₂的一端相连，辅助电感L₂的另一端同时与MOS管Q₇的源极、MOS管Q₈的漏极以及谐振电容C_r2的另一端相连，MOS管Q₅和MOS管Q₇的漏极与电压V₂的正极连在一起，MOS管Q₆和MOS管Q₈的源极与电压V₂的负极相连。