[发明专利]一种集成电子软开关电路

说明书

技术领域

本发明属于功率变换领域，涉及到一种功率变换电路中的电子软开关器件或组件，用于替代传统电路中的电子硬开关。 

背景技术

现有技术中硬开关电路较多，它的好处是开关控制比较简单，结构也较为简单。但硬开关工作方式存在开关损耗大，电磁辐射严重的缺点，是制约开关型功率变换器性能提升的巨大阻碍。现有功率变换设备的应用场合对其效率，体积，电磁干扰的要求越来越高，而硬开关电路的工作已成为制约其进一步发展的主要矛盾。 

针对硬开关电路的缺点，在开关型功率变换器的发展过程中，业界提出一些软开关电路拓扑和控制方法，率先在某些开关型功率变换领域实现了开关器件的软开关。但是仍然有许多功能性电路拓扑无法实现开关器件的软开关工作，如应用广泛的有源功率因数校正电路，桥式逆变电路，三电平逆变电路，buck电路等，只能采用硬开关的工作方式，这也成为制约开关型功率变换器提高效率，提高频率，提高功率密度的最大障碍，影响了功率变换技术的发展和广泛应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有开关型功率变换器中，开关管在工作过程中的硬开关问题，设计了一种集成电子软开关电路。 

本发明采用的具体技术方案是，一种集成电子软开关电路，包括由四个电子开关管连接组成的逆变桥，电感连接在逆变桥两输出端之间，并且 在每个电子开关管的两端分别并联有一个二极管，关键是：在每个电子开关管的两端分别并联一个电容。 

所述的开关电路的输入端为逆变桥中二极管的共阴极端，开关电路的输出端为逆变桥中二极管的共阳极端。 

与电子开关管并联的二极管是独立的；也可以是电子开关管寄生的。 

与电子开关管并联的电容是独立的；也可以是电子开关管寄生的。 

本发明的关键在于增加了四个保护电容，在保护电容的保护下，在电感的续流作用下，通过控制四个电子开关的开关顺序，可以实现四个电子开关的软开关工作。 

本发明的有益效果是，用该器件或组件，可使原有硬开关工作的开关器件实现软开关工作，从而达到降低开关损耗，提高开关频率的目的；开关电路的结构简单，应用范围广泛。 

附图说明

图1是本发明的软开关电路的原理图。 

图2是第一种状态的电流回路示意图。 

图3是第二种状态的电流回路示意图。 

图4是第三种状态的电流回路示意图。 

图5是第四种状态的电流回路示意图。 

图6是第五种状态的电流回路示意图。 

图7是第六种状态的电流回路示意图。 

图8是第七种状态的电流回路示意图。 

图9是第八种状态的电流回路示意图。 

图10是第九种状态的电流回路示意图。 

图11是第十种状态的电流回路示意图。 

图12是本发明在boost电路中的应用实施例。 

图13是本发明在buck电路中的应用实施例。 

图14是本发明在全桥逆变电路中的应用实施例。 

附图中，L1、L2代表电感，T1、T2、T3、T4代表电子开关管，D1、D2、D3、D4、D5代表二极管，C1、C2、C3、C4、C5代表电容，U代表电源。 

具体实施方式

一种集成电子软开关电路，包括由四个电子开关管T1、T2、T3、T4连接组成的逆变桥，电感L1连接在逆变桥两输出端之间，并且在每个电子开关管T1、T2、T3、T4的两端分别并联有一个二极管D1、D2、D3、D4，关键是：在每个电子开关管T1、T2、T3、T4的两端分别并联一个电容C1、C2、C3、C4。 

所述的开关电路的输入端为逆变桥中二极管D1、D2的共阴极端，开关电路的输出端为逆变桥中二极管D3、D4的共阳极端。 

与电子开关管T1、T2、T3、T4并联的二极管D1、D2、D3、D4是独立的；也可以是电子开关管T1、T2、T3、T4寄生的。 

与电子开关管T1、T2、T3、T4并联的电容C1、C2、C3、C4是独立的；也可以是电子开关管T1、T2、T3、T4寄生的。 

工作原理如下： 

首先控制电子开关管T1、T4处于导通状态，电子开关管T2、T3处于关断状态，此时回路中的电流回路如图2所示。电流经电子开关管T1、电感L1、电子开关管T4流过，方向为从左到右。