一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器，包括直流电压源V

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造


[0001]本技术涉及开关电源
，具体为一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造。

技术介绍

[0002]传统LC串联谐振变换器通过谐振电容和谐振电感产生谐振。采用变频控制仅能改变开关频率，会造成开关频率与谐振频率失配，导致磁性损耗增大，电路环流增大，电路调压特性差等问题，基于此，本技术设计了一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造，以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器，通过对可控开关电容的调节，改变谐振频率，实现变频调制中，开关频率和谐振频率同步可调。结合脉宽调制策略，不仅能够在宽电压范围下实现软开关范围，而且可以实现电流RMS值的优化，提高了变换器的性能和效率。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造，全半桥谐振变换器拓扑结构包括输入电路和输出电路；
[0005]所述输入电路即一次侧的全桥电路，由直流电压源V
in
，开关管S1、S2、S3、S4，体二极管D1、D2、D3、D4，寄生电容C1、C2、C3、C4，谐振电容C
eq
由可控开关电容C
scc
和电容C
s
串联等效，高频变压器Tr和谐振电感L
s
构成，其中，C
scc
包括开关管S
a
、S
b
和电容C
a
>；
[0006]所述输出电路即二次侧的半桥电路，由输出负载V
out
，开关管S5、S6，体二极管D5、D6，寄生电容C5、C6，均压电容C
o1
和C
o2
组成。
[0007]优选的，所述体二极管D1反并联开关管S1上；
[0008]寄生电容C1并联开关管S1上,体二极管D2反并联开关管S2上；
[0009]寄生电容C2并联开关管S2上,体二极管D3反并联开关管S3上；
[0010]寄生电容C3并联开关管S3上,体二极管D4反并联开关管S4上；
[0011]寄生电容C4并联开关管S4上，体二极管D5反并联开关管S5上；
[0012]寄生电容C5并联开关管S5上，体二极管D6反并联开关管S6上；
[0013]寄生电容C6并联开关管S6上。
[0014]优选的，可控开关电容C
scc
由开关管S
a
和S
b
反向串联和电容C
a
并联组成，然后与电容Cs串联等价为电容C
eq
，电容C
eq
串联电感L
s
，高频隔离变压器匝数比为1：n，均压电容C
o1
和C
o2
并联在输出负载V
out
上，一次侧中点高频交流电压v
AB
正电位连接在开关S1和S2的中间，负电位连接在开关S3和S3的中间，二次侧中点高频交流电压v
CD
正电位连接在开关S5和S6之间，负电位连接在均压电容C
o1
和C
o2
之间。
[0015]优选的，变换器结合调制策略可以实现宽电压范围下的ZVS，能够在额定功率下，电压增益为0.5
‑
1之间实现全部开关的ZVS。
[0016]优选的，所有开关管均选用MOSFET或IGBT。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术电路拓扑一次侧为全桥，二次侧为半桥，采用脉宽调制能够使得一次侧全桥在全桥状态和半桥状态之间转换，从而扩大了变换器电压范围，能够在额定功率下，电压增益为0.5
‑
1之间实现所有开关的ZVS，提高了变换器的效率。并且本技术通过可控开关电容来调节谐振频率，实现开关频率与谐振频率的动态调整。避免变频调制时，开关频率与谐振频率失配问题，减少磁性元件的损耗，同时为变换器增加了一个可调节的自由度，可对电流RMS值进行优化。本技术电路比较简单，具有良好的应用价值。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造的电路原理图；
[0020]图2为本技术基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造调制策略的波形图；
[0021]图3为本技术基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造可控开关电容的波形图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]本技术提供一种技术方案：
[0024]如图1所示，是基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造的电路原理图，所述变换器拥有一共6个开关管S1‑
S6,且每个开关管都有相对应的反并联二极管D1‑
D6和并联寄生电容C1‑
C6，其中一次侧由开关管S1‑
S4、D1‑
D4和C1‑
C4组成全桥，二次侧半桥由S5‑
S6、D5‑
D6、C5‑
C6和均压电容C
o1
‑
C
o2
组成。此外，一次侧通过谐振电容C
eq
和谐振电感Ls组成谐振单元，其中C
eq
由可控开关电容C
scc
串联电容C
s
组成，而可控开关电容C
scc
由开关S
a
和S
b
反串联并联电容C
a
组成，通过调节可控开关电容中开关的占空比可以改变谐振频率，从而减小对磁性元件的影响，降低了设计的复杂度，可以调控变换器输出，同时为变换器增加一个可调节的自由度，可针对电流RMS值进行优化。
[0025]直流源V
in
用于为电池组提供充电电源、V
out
为直流输出、高频隔离变压器T
r
用来电器隔离，且匝数比为1：n、一次侧中点高频交流电压为v
AB
、二次侧中点高频交流电压为v
CD
。
[0026]如图2所示，是基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造调制策略波形图，通过对开关管占空比的调节，配合所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造，其特征在于：全半桥谐振变换器拓扑结构包括输入电路和输出电路；所述输入电路即一次侧的全桥电路，由直流电压源V
in
，开关管S1、S2、S3、S4，体二极管D1、D2、D3、D4，寄生电容C1、C2、C3、C4，谐振电容C
eq
由可控开关电容C
scc
和电容C
s
串联等效，高频变压器Tr和谐振电感L
s
构成，其中，C
scc
包括开关管S
a
、S
b
和电容C
a
；所述输出电路即二次侧的半桥电路，由输出负载V
out
，开关管S5、S6，体二极管D5、D6，寄生电容C5、C6，均压电容C
o1
和C
o2
组成。2.根据权利要求1所述的一种基于可控开关电容的全半桥谐振变换器构造，其特征在于：所述体二极管D1反并联开关管S1上；寄生电容C1并联开关管S1上,体二极管D2反并联开关管S2上；寄生电容C2并联开关管S2上,体二极管D3反并联开关管S3上；寄生电容C3并联开关管S3上,体二极管D4反并联开关管S4上；寄生电容C4并联开关管S4上，体二极管D5反并联开关管S5上；寄生电容C5并联开关管S5上，体二极管D6反...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡松，汪锐，杨浩东，吕庭，黄欢，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：新型
国别省市：