反激式多谐振Sepic变换器制造技术

本发明专利技术公开了反激式多谐振Sepic变换器，属于多谐振变换器的技术领域。涉及的反激式多谐振Sepic变换器包括适用于电气隔离场合的隔离型变换器以及适用于不需要电气隔离以及输入输出电压反向场合的非隔离型变换器。其中，隔离型变换器吸收变压器的漏感作为谐振电感的一部分，吸收开关管的结电容以及二极管的结电容作为谐振电容的一部分。本发明专利技术涉及的两种变换器可以同时实现开关管和二极管的零电压开关，变换器的开关损耗几乎为零，提高了变换器的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了反激式多谐振Sepic变换器，属于多谐振变换器的

技术介绍
随着科学技术的发展，人们对电源体积重量的要求越来越高，而提高变换器的开关频率是提尚功率密度的有效手段。但是对于硬开关电路来说，提尚开关频率意味着开关损耗的增加，会大大降低变换器的整体效率。因此研究软开关技术，即在不增加开关损耗的基础上提尚变换器的开关频率十分重要。谐振变换器是实现软开关的典型变换器，主要包括准谐振变换器、多谐振变换器以及谐振变换器。其中准谐振变换器和多谐振变换器均为单管变换器，控制比较简单。零电压开关准谐振变换器(Zero-voltage-switching mult1-resonant converter, ZVS MRC)器件电压应力较高，对于电路中的开关管以及二极管，只能改善其中一个器件的开关条件，而零电压开关多谐振变换器能够同时改善两个器件的开关条件。零电压开关多谐振变换器分为隔离型和非隔离型两种，非隔离的主要有Buck、Boost、Buck/Boost、Cuk、Sepic、Zeta零电压开关多谐振变换器，隔离的主要的有隔离型Forward、Flyback、Cuk、Speic、Zeta零电压开关多谐振变换器。隔离型零电压开关多谐振变换器可以吸收变压器的漏感作为谐振电感的一部分，吸收开关管的结电容以及二极管的结电容作为谐振电容的一部分，因此可以解决高频工作下寄生参数影响明显的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了反激式多谐振Sepic变换器，实现了开关管和二极管的零电压开关，变换器的开关损耗几乎为零，提高了变换器的效率，解决了零电压开关准谐振变换器只能改善开关管和二极管中一个器件的开关条件、隔离型多谐振Sepic变换器导通损耗大且效率低的技术问题。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案: 隔离型拓扑结构的反激式多谐振Sepic变换器，包括:隔离变压器、原边电路、副边电路，其中， 所述原边电路包括:直流电源、输入侧电感、MOS管、第一谐振电容、隔直电容、谐振电感； 所述副边电路包括:二极管、第二谐振电容、输出滤波电容； 输入侧电感一端接直流电源正端，输入侧电感另一端与MOS管的漏极、第一谐振电容的一极、隔直电容的一极相连接，隔直电容另一极接谐振电感一端，谐振电感另一端接隔离变压器原边绕组一端，直流电源的负端、MOS管的源极、第一谐振电容的另一极、隔离变压器原边绕组的另一端均接地，二极管阳极与第二谐振电容的一极、隔离变压器副边绕组的一端相连接，二极管阴极与第二谐振电容的另一极、输出滤波电容的一极相连接，输出滤波电容的另一极、隔离变压器副边绕组的另一端均接地，隔离变压器原边绕组与谐振电感连接的一端、隔离变压器副边绕组与输出滤波电容连接的一端为同名端。作为所述隔离型拓扑结构反激式多谐振Sepic变换器的进一步优化方案， 所述第一谐振电容容量等效为MOS管结电容容量与并联在MOS管源极、漏极之间的谐振电容的容量之和； 所述第二谐振电容容量等效为二极管结电容容量与并联在二极管两极间的谐振电容的容量之和； 所述谐振电感的电感值等效为隔离变压器漏感电感值与串接在隔直电容、隔离变压器原边绕组之间的谐振电感的电感值之和。进一步的，所述隔离型拓扑结构反激式多谐振Sepic变换器的原边电路还包括寄生体二极管，寄生体二极管阳极与MOS管源极相连接，寄生体二极管阴极与MOS管漏极相连接。非隔离型拓扑结构的反激式多谐振Sepic变换器，包括:直流电源、输入侧电感、MOS管、第一谐振电容、隔直电容、谐振电感、储能电感、二极管、第二谐振电容、输出滤波电容，其中， 输入侧电感一端接直流电源正端，输入侧电感另一端与MOS管的漏极、第一谐振电容的一极、隔直电容的一极相连接，隔直电容另一极接谐振电感一端，谐振电感另一端与储能电感的一端、输出滤波电容的一极相连接，直流电源的负端、MOS管的源极、第一谐振电容的另一极、储能电感的另一端、二极管的阳极均接地，二极管阴极接输出滤波电容另一极，第二谐振电容并联在二极管两极之间。作为所述非隔离型拓扑结构反激式多谐振Sepic变换器的进一步优化方案， 所述第一谐振电容容量等效为MOS管结电容容量与并联在MOS管源极、漏极之间的谐振电容的容量之和； 所述第二谐振电容容量等效为二极管结电容容量与并联在二极管两极间的谐振电容的容量之和。进一步的，所述非隔离型拓扑结构反激式多谐振S印ic变换器还包括寄生体二极管，寄生体二极管阳极与MOS管源极相连接，寄生体二极管阴极与MOS管漏极相连接。本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果: (1)反激式多谐振Sepic变换器可以同时实现开关管和二极管的零电压开关，而且与现有的多谐振Sepic变换器相比，具有导通损耗更小、效率更高的优点； (2)本专利技术涉及的反激式多谐振Sepic变换器包括:反激式隔离型多谐振Sepic变换器和反激式非隔离型多谐振Sepic变换器，在需要电气隔离的应用场合可以选用反激式隔离型多谐振Sepic变换器，在不需要电气隔离以及输入输出电压反向的应用场合可以选用反激式非隔离型多谐振Sepic变换器； (3)反激式隔离型多谐振Sepic变换器吸收变压器的漏感作为谐振电感的一部分，吸收开关管的结电容以及二极管的结电容作为谐振电容的一部分，既解决了高频工作下寄生参数影响明显的问题又提高了变换器效率。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是反激式隔离型多谐振Sepic变换器电路结构示意图。图2是反激式非隔离型多谐振Sepic变换器电路结构示意图。图3是反激式多谐振Sepic变换器主要波形示意图。图4至图7是反激式多谐振Sepic变换器各开关模态的等效电路结构示意图。图8是反激式隔离型多谐振Sepic变换器与传统隔离型多谐振Sepic变换器谐振电感电流有效值对比图。图9是反激式隔离型多谐振S^ic变换器与传统隔离型多谐振S^ic变换器开关管电流有效值对比图。图10是反激式隔离型多谐振S印ic变换器与传统隔离型多谐振S^ic变换器开关管峰值电压对比图。图11是反激式隔离型多谐振S印ic变换器与传统隔离型多谐振S^ic变换器二极管峰值电压对比图。图中标号说明:匕?、输入电压，4、输入侧电感，^ MOS管，Za1、储能电感，仏、开关管寄生体二极管，Cs、第一谐振电容，6；、隔直电容，Zs、谐振电感，7；、隔离变压器，&、变压器原边绕组匝数，A、变压器副边绕组匝数，从二极管，&第二谐振电容，6；、输出滤波电容，K-开关管栅源极驱动电压，Ks、开关管漏源极电压，二极管两端电压，i,、谐振电感电流，Iin,输入电流，/σ、输出电流，I输出电压。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施方式，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能本文档来自技高网...

【技术保护点】
反激式多谐振Sepic变换器，其特征在于，包括：隔离变压器、原边电路、副边电路，其中，所述原边电路包括：直流电源、输入侧电感、MOS管、第一谐振电容、隔直电容、谐振电感；所述副边电路包括：二极管、第二谐振电容、输出滤波电容；输入侧电感一端接直流电源正端，输入侧电感另一端与MOS管的漏极、第一谐振电容的一极、隔直电容的一极相连接，隔直电容另一极接谐振电感一端，谐振电感另一端接隔离变压器原边绕组一端，直流电源的负端、MOS管的源极、第一谐振电容的另一极、隔离变压器原边绕组的另一端均接地，二极管阳极与第二谐振电容的一极、隔离变压器副边绕组的一端相连接，二极管阴极与第二谐振电容的另一极、输出滤波电容的一极相连接，输出滤波电容的另一极、隔离变压器副边绕组的另一端均接地，隔离变压器原边绕组与谐振电感连接的一端、隔离变压器副边绕组与输出滤波电容连接的一端为同名端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金科，顾玲，惠琦，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32