[发明专利]一种带电压解耦的单相软开关充电器拓扑及其调制方法

摘要

本发明公开一种带有源电压解耦的单相软开关充电器拓扑及其调制方法，其拓扑包括了电网侧单位功率因数PWM整流电路、全桥移相控制DC/DC变换电路、有源直流电压解耦电路和实现所有开关管零电压软开关的谐振支路，通过有源直流电压解耦电路的控制，大幅度减小直流总线电容容量，提高充电器功率密度；调制方式包括PWM整流电路、DC/DC变换电路、有源直流电压解耦电路和谐振支路的软开关调制方法，具体是把PWM整流电路的桥臂开关器件的控制信号、有源直流电压解耦电路开关器件的控制信号与DC/DC变换桥臂开关器件的控制信号的上升沿进行同步，通过谐振支路的控制，在开关周期内实现所有开关的零电压开通，提高拓扑的转换效率。

主权项

1.一种带有源电压解耦的单相软开关充电器拓扑，其特征在于：所述的带有源电压解耦的单相软开关充电器电路包括四组由两个串联的包含反并二极管的全控型开关构成的桥臂、谐振支路和直流总线电压解耦支路组成；其中：第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_r1、D_r1和S_r3、D_r3，第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_r2、D_r2和S_r4、D_r4，第三桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i1、D_i1和S_i3、D_i3，第四桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i2、D_i2和S_i4、D_i4；谐振支路的辅助开关及其反并二极管分别为S_aux、D_aux，谐振支路还包括谐振电感L_r和箝位电容C_c；直流总线电压解耦支路包括一组两个串联的包含反并二极管的全控型开关构成的桥臂、电感L_pd和储能电容C_pd，其桥臂的上、下开关器件及其反并二极管分别为S_d1、D_d1和S_d2、D_d2；/n第一、二组桥臂上开关器件的漏极以及下开关器件的源极分别连接到直流正母线和负母线上，桥臂中点分别通过输入滤波电路与交流电网连接，以PWM整流方式实现电网电流的单位功率因数；第三桥臂、第四桥臂上开关器件的漏极以及下开关器件的源极也分别连接到直流正母线和负母线上，桥臂中点通过谐振漏感L_k与变压器一次侧绕组相连接，按移相控制实现DC/DC变换；直流总线电压解耦支路中桥臂上开关器件的漏极以及下开关器件的源极同样分别连接到直流正母线和负母线上，桥臂中点通过电感L_pd连接到储能电容C_pd，通过PWM控制储能电容C_pd的充电和放电，实现直流总线电压解耦，消除直流总线上的二倍工频纹波；谐振支路由包含反并二极管的辅助开关与箝位电容C_c串联后再与谐振电感L_r并联，谐振支路一端与直流总线电容C_dc的正极相连，一端与正母线相连，直流总线电容C_dc的负极与直流总线的负母线相连，通过控制该谐振支路的开关器件的关断的相位和占空比，实现第一、二、三、四组桥臂的开关器件、谐振支路上的辅助开关和直流总线电压解耦支路中的开关器件均零电流开通；所述隔离变压器二次侧绕组输出通过整流桥电路和输出滤波电路给电池进行充电。/n