一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，本發(fā)明基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎(chǔ)上，通過變壓器原邊側(cè)兩個(gè)變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個(gè)全橋輸出端的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明通過對(duì)開關(guān)管K1、K2的控制，能靈活的實(shí)現(xiàn)變壓器原邊(變壓器副邊)電路結(jié)構(gòu)，在不改變開關(guān)頻率調(diào)整范圍的情況下，有效的改變變壓器副邊側(cè)電壓范圍，降低了整體電路的損耗，使得該電路在電壓變比較大的場合下能夠有較高的轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】
一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的電力電子接口變換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隔離型雙向有源全橋諧振變換電路，屬于電力電子與電工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的雙向有源全橋變換電路中，如圖2所示，變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍狹窄且全橋變換電路轉(zhuǎn)換效率低。傳統(tǒng)的諧振變換器的輸出是通過改變開關(guān)管的開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)改變輸出電壓，由于隨著輸出電壓的升高，開關(guān)器件的工作頻率調(diào)整范圍也變大，隨之帶來在器件上的開關(guān)損耗增大，使系統(tǒng)效率底下。而且在雙向有源全橋諧振變換器兩端壓差很大的場合，變壓器原邊開關(guān)管需要承受較大的電壓，需要選擇耐壓等級(jí)高的開關(guān)管，損耗也增大;變壓器副邊開關(guān)管承受的電流較大，導(dǎo)致開關(guān)管發(fā)熱嚴(yán)重，造成大量的損耗。因此現(xiàn)有的雙向有源全橋諧振拓?fù)湓诟咦儔罕鹊膱龊洗嬖诿黠@的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有雙向有源全橋諧振變換電路在變壓比較大場合轉(zhuǎn)換效率低、變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍狹窄的問題，提供一種靈活改變變壓器原邊繞組匝數(shù)和變壓器副邊輸出電路結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)?，降低電路損耗，改善電路效率，提高變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供的解決方案是:
[0005]本發(fā)明一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎(chǔ)上，通過變壓器原邊側(cè)兩個(gè)變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個(gè)全橋輸出端的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，包括第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管Ql、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第九開關(guān)管K1、第十開關(guān)管K2、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI;
[0007]所述的第一開關(guān)管SI的漏極與第三開關(guān)管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關(guān)管S2的源極與第四開關(guān)管S4的源極、電源Vl的負(fù)極連接，第一開關(guān)管SI的源極、第二開關(guān)管S2的漏極、第一電感Lri的一端連接，第一電感Lri的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關(guān)管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關(guān)管另一端、第三開關(guān)管S3的源極、第四開關(guān)管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關(guān)管Ql的源極、第六開關(guān)管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關(guān)管Q3的源極、第八開關(guān)管Q4的漏極連接，第五開關(guān)管Ql的漏極、第七開關(guān)管Q3的漏極、第十一開關(guān)管Q5的漏極、第十三開關(guān)管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關(guān)管Q2的源極與第八開關(guān)管Q4的源極、極性電容C2的負(fù)極、第十二開關(guān)管Q6的源極、第十四開關(guān)管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負(fù)極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關(guān)管Q5的源極、第十二開關(guān)管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關(guān)管Q7的源極、第十四開關(guān)管Q8的漏極連接。
[0008]與現(xiàn)有雙向有源全橋諧振變換器相比，本發(fā)明通過對(duì)開關(guān)管K1、K2的控制，能靈活的實(shí)現(xiàn)變壓器原邊(變壓器副邊)電路結(jié)構(gòu)，在不改變開關(guān)頻率調(diào)整范圍的情況下，有效的改變變壓器副邊側(cè)電壓范圍，降低了整體電路的損耗，使得該電路在電壓變比較大的場合下能夠有較高的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明電路原理圖；
[0010]圖2為傳統(tǒng)隔離型雙向有源全橋諧振變換電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0012]圖1為本發(fā)明的原理圖，與現(xiàn)有隔離型雙向有源全橋變換器相比通過對(duì)開關(guān)管Κ1、開關(guān)管Κ2的控制，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)變壓器原邊繞組的串聯(lián)及變壓器副邊側(cè)兩個(gè)全橋輸出端的并聯(lián)。
[0013]本專利中所涉及開關(guān)管泛指一切全控型器件，但在本專利對(duì)電路的解釋中以MOS管為例進(jìn)行描述。
[0014]—種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，包括第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管Ql、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第九開關(guān)管Κ1、第十開關(guān)管Κ2、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器Τ2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI;
[0015]所述的第一開關(guān)管SI的漏極與第三開關(guān)管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關(guān)管S2的源極與第四開關(guān)管S4的源極、電源Vl的負(fù)極連接，第一開關(guān)管SI的源極、第二開關(guān)管S2的漏極、第一電感Lrl的一端連接，第一電感Lrl的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關(guān)管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關(guān)管另一端、第三開關(guān)管S3的源極、第四開關(guān)管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關(guān)管Ql的源極、第六開關(guān)管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關(guān)管Q3的源極、第八開關(guān)管Q4的漏極連接，第五開關(guān)管Ql的漏極、第七開關(guān)管Q3的漏極、第十一開關(guān)管Q5的漏極、第十三開關(guān)管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關(guān)管Q2的源極與第八開關(guān)管Q4的源極、極性電容C2的負(fù)極、第十二開關(guān)管Q6的源極、第十四開關(guān)管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負(fù)極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關(guān)管Q5的源極、第十二開關(guān)管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關(guān)管Q7的源極、第十四開關(guān)管Q8的漏極連接。
[0016]當(dāng)需要的變壓器副邊(變壓器原邊)電壓范圍較大(小)時(shí)，第九開關(guān)管K1、第十開關(guān)管K2閉合，第一變壓器Tl、第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管Ql、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4接入電路，第二變壓器T2、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8從電路中切除，本電路就變成了現(xiàn)有的隔離型雙向有源全橋諧振變換電路，通過改變開關(guān)管第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器副邊輸出電壓范圍的控制；
[0017]當(dāng)需要的變壓器副邊(變壓器原邊)電壓范圍較小(大)時(shí)，第九開關(guān)管K1、第十開關(guān)管K2斷開，第一變壓器Tl、第二變壓器T2，第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管Q1、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8均接入電路，在變壓器副邊側(cè)第五開關(guān)管Q1、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4與第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8通斷是保持同步，由于第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8的接入使變壓器副邊輸出電壓范圍減小一倍；
[0018]本電路還可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，當(dāng)能量從變壓器原邊側(cè)流向變壓器副邊側(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4進(jìn)行全橋逆變，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)第五開關(guān)管Q1、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8進(jìn)行全橋整流；當(dāng)能量從變壓器副邊側(cè)流向變壓器原邊側(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)第五開關(guān)管Ql、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8進(jìn)行全橋逆變，與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4進(jìn)行全橋整流；
[0019]應(yīng)當(dāng)注意，在說明本發(fā)明的某些特征或者方案時(shí)所使用的特殊術(shù)語不應(yīng)當(dāng)用于表示在這里重新定義該術(shù)語以限制與該術(shù)語相關(guān)的本發(fā)明的某些特定特點(diǎn)、特征或者方案。總之，不應(yīng)當(dāng)將在隨附的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語解釋為將本發(fā)明限定在說明書中公開的特定實(shí)施例，除非上述詳細(xì)說明部分明確地限定了這些術(shù)語。因此，本發(fā)明的實(shí)際范圍不僅包括所公開的實(shí)施例，還包括在權(quán)利要求書之下實(shí)施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，其特征在于:基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎(chǔ)上，通過變壓器原邊側(cè)兩個(gè)變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個(gè)全橋輸出端的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型變結(jié)構(gòu)雙向有源全橋諧振變換器，其特征在在于:基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎(chǔ)上，通過變壓器原邊側(cè)兩個(gè)變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個(gè)全橋輸出端的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，具體包括第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管Q1、第六開關(guān)管Q2、第七開關(guān)管Q3、第八開關(guān)管Q4、第九開關(guān)管Kl、第十開關(guān)管K2、第十一開關(guān)管Q5、第十二開關(guān)管Q6、第十三開關(guān)管Q7、第十四開關(guān)管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI; 所述的第一開關(guān)管SI的漏極與第三開關(guān)管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關(guān)管S2的源極與第四開關(guān)管S4的源極、電源Vl的負(fù)極連接，第一開關(guān)管SI的源極、第二開關(guān)管S2的漏極、第一電感Lrl的一端連接，第一電感1^的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關(guān)管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關(guān)管另一端、第三開關(guān)管S3的源極、第四開關(guān)管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關(guān)管Ql的源極、第六開關(guān)管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關(guān)管Q3的源極、第八開關(guān)管Q4的漏極連接，第五開關(guān)管Ql的漏極、第七開關(guān)管Q3的漏極、第十一開關(guān)管Q5的漏極、第十三開關(guān)管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關(guān)管Q2的源極與第八開關(guān)管Q4的源極、極性電容C2的負(fù)極、第十二開關(guān)管Q6的源極、第十四開關(guān)管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負(fù)極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關(guān)管Q5的源極、第十二開關(guān)管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關(guān)管Q7的源極、第十四開關(guān)管Q8的漏極連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/219GK105896996SQ201610446782
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】杭麗君, 干彪, 張豪, 王亦龍, 童安平
【申請人】杭州電子科技大學(xué)