一种宽电压输出高效软开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种宽电压输出高效软开关电路，包括原边开关组合电路、变压器、谐振腔及副边整流电路，原边开关组合电路通过谐振腔连接所述变压器的原边，谐振腔包括谐振电感和谐振电容，谐振电感和谐振电容设于变压器的原边和/或副边，副边整流电路通过谐振腔与变压器的副边连接。本发明专利技术是通过在变压器上增加谐振元件形成谐振腔达到谐振工作状态，使原边开关组合电路的开关管工作在零电压开通状态，有效提升转换效率；副边侧整流至少减少一个整流二极管，使整流导通电压降低，有效提升转换效率；通过谐振腔和整流二极管的共同作用，使输出侧LC滤波电路工作在脉宽调制PWM状态，调制增益可以接近0到1，有效实现了电压的宽范围输出。有效实现了电压的宽范围输出。有效实现了电压的宽范围输出。

【技术实现步骤摘要】
一种宽电压输出高效软开关电路


[0001]本专利技术涉及开关电路控制领域，尤其涉及一种宽电压输出高效软开关电路。

技术介绍

[0002]目前，用于隔离型直流/直流变换器，如图1a所示，是典型的宽电压输出硬开关全桥电路，在原边侧的四个开关管开通时由于并不是零电压开通，故存在开通损耗，具体原因如下：
[0003]如图2、3所示，令开关管开开通后流经开关管的电流为Id，关断后加在开关管两端的电压为Vds，开关管硬开关开通过程，电压下降与电流上升在时间上有交叠部分，此过程产生开通损耗Pon＝a*Vds*Id*ton；
[0004]目前，另一种用于隔离型直流/直流变换器，如图1b所示，是典型的窄范围输出的软开关全桥电路，原边侧的四个开关管开通时，电压在电流上升之前已经降到0，电压下降与电流上升在时间上错开没有交叠部分，此过程不会产生损耗，实现零电压零损耗开通，但该电路的调制增益一般在0.7～1.2之间，无法实现电压的宽范围输出。
[0005]并且常规电路，在副边需要使用全桥整流电路，四个二极管都会存在导通损耗以及反向恢复损耗。
[0006]基于上述原因，传统电路存在转换效率低或输出电压范围窄的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种宽电压输出高效软开关电路。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种宽电压输出高效软开关电路，包括原边开关组合电路、变压器、谐振腔及副边整流电路，所述原边开关组合电路通过谐振腔连接所述变压器的原边，所述谐振腔包括谐振电感和谐振电容，所述谐振电感和谐振电容设于所述变压器的原边和/或副边，所述副边整流电路通过所述谐振腔与所述变压器的副边连接。
[0010]优选的，所述变压器为单一变压器或在原边侧并联有励磁电感Lm1或者副边侧并联有励磁电感Lm2或在原边侧并联有励磁电感Lm1和副边侧并联有励磁电感Lm2。
[0011]优选的，所述谐振腔包括原边谐振电容Cr_p、原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述原边谐振电容Cr_p和原边谐振电感Lr_p串联后连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。
[0012]优选的，所述谐振腔包括副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。
[0013]优选的，所述谐振腔包括原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s，所述原边谐振电感Lr_p连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s、连接于所述变压器的副边。
[0014]优选的，所述谐振腔包括原边谐振电容Cr_p、原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s，所述原边谐振电容Cr_p和原边谐振电感Lr_p串联后连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s连接于所述变压器的副边。
[0015]优选的，所述谐振腔包括原边谐振电容Cr_p、副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述原边谐振电容Cr_p连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。
[0016]优选的，所述谐振腔包括原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述原边谐振电感Lr_p连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。
[0017]优选的，所述原边开关组合电路为全桥逆变电路或半桥逆变电路。
[0018]优选的，所述副边整流电路包括二极管D5、输出电感Lo、输出电容Co，所述输出电感Lo与所述输出电容Co串联后并联在所述二极管D5的两端。
[0019]本专利技术的优势是通过在变压器上增加谐振元件形成谐振腔使电路在谐振工作状态，使原边开关组合电路的开关管工作在零电压开通状态，有效提升转换效率；确保变压器工作在双极磁化的情况下，副边侧整流相对于传统的全波整流或全桥整流，至少减少一个整流二极管，使整流导通电压降低，有效提升转换效率；副边侧整流方面，传统全波整流或全桥整流是工作在带电流关断,存在反向恢复损耗,而本专利技术中，由于谐振腔和输出电感的共同作用，副边的二级管在谐振态下工作，实现零电流开通零点流关断，实现无反向恢复损耗,有效提升转换效率；本专利技术中，通过谐振腔和整流二极管的共同作用，使输出侧LC滤波电路工作在脉宽调制PWM状态，调制增益可以接近0到1，有效实现了电压的宽范围输出。
附图说明
[0020]图1a为现有硬开关电路的电路原理图；
[0021]图1b为现有窄电压输出LLC软开关电路的电路原理图；
[0022]图2为开关管开通及断开时电流电压示意图；
[0023]图3为开关管硬开关开通及零电压电压开通的电压电流曲线图；
[0024]图4为实施例1的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图；
[0025]图5为实施例1中变压器的结构示意图；
[0026]图6为实施例1中另一变压器的结构示意图；
[0027]图7为实施例1中再一变压器的结构示意图
[0028]图8为实施例1中原边开关组合电路采用半桥形式的电路原理图；
[0029]图9为实施例1中一个工作循环的电压电流曲线图；
[0030]图10为实施例1中工作状态一的电路导通示意图；
[0031]图11为实施例1中工作状态二的电路导通示意图；
[0032]图12为实施例1中工作状态三的电路导通示意图；
[0033]图13为实施例1中工作状态四的电路导通示意图；
[0034]图14为实施例1中工作状态五的电路导通示意图；
[0035]图15为实施例1中工作状态六的电路导通示意图；
[0036]图16为实施例1中工作状态七的电路导通示意图；
[0037]图17为实施例1中工作状态八的电路导通示意图；
[0038]图18为实施例1中工作状态九的电路导通示意图；
[0039]图19为实施例1中工作状态十的电路导通示意图；
[0040]图20为实施例2的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图；
[0041]图21为实施例3的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图；
[0042]图22为实施例4的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图；
[0043]图23为实施例5的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图；
[0044]图24为实施例6的宽电压输出高效软开关电路的电路原理图。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0046]实施例1
[0047]参照图4，本实施例提供一种宽电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽电压输出高效软开关电路，其特征在于:包括原边开关组合电路、变压器、谐振腔及副边整流电路，所述原边开关组合电路通过谐振腔连接所述变压器的原边，所述谐振腔包括谐振电感和谐振电容，所述谐振电感和谐振电容设于所述变压器的原边和/或副边，所述副边整流电路通过所述谐振腔与所述变压器的副边连接。2.根据权利要求1所述的一种宽电压输出高效软开关电路，其特征在于，所述变压器为单一变压器或在原边侧并联有励磁电感Lm1或者副边侧并联有励磁电感Lm2或在原边侧并联有励磁电感Lm1和副边侧并联有励磁电感Lm2。3.根据权利要求2所述的一种宽电压输出高效软开关电路，其特征在于，所述谐振腔包括原边谐振电容Cr_p、原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述原边谐振电容Cr_p和原边谐振电感Lr_p串联后连接于所述变压器的原边，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。4.根据权利要求2所述的一种宽电压输出高效软开关电路，其特征在于，所述谐振腔包括副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S，所述副边谐振电容Cr_s、副边谐振电感Lr_S串联后连接于所述变压器的副边。5.根据权利要求2所述的一种宽电压输出高效软开关电路，其特征在于，所述谐振腔包括原边谐振电感Lr_p、副边谐振电容Cr_s，所述原边谐振电感Lr_p连接于所述变压器的原边，所述副边谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩兴，
申请(专利权)人：厦门宝沃尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：