[发明专利]对称半桥式软开关直流变换器

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力电子变换器领域，尤其涉及一种对称半桥式软开关直流变换器。

【背景技术】

半桥式结构变换器具有功率器件少，结构简单，控制简单，变压器磁芯利用率高等优点，在中等功率场合得到了广泛应用。

传统半桥变换器，存在两种控制方法，即对称式控制和非对称式控制。使用对称式控制的半桥变换铁芯双向磁化，利用率高，且不存磁偏，功率管上的电压应力低，因此适用于高输入电压场合，但是两个开关管完全工作在硬开关状况下，限制了变换器开关频率和效率的提高。而采用非对称式控制的半桥变换器可实现软开关，但却使变压器产生磁偏，增大了开关管的电压应力，而且该变换器的输出电压与占空比的关系是非线性的，在输入电压波动范围较大时，相比对称半桥，其稳定性变差。

【发明内容】

本发明所要解决的是技术方案在于提供一种对称半桥式软开关直流变换器，能够有效解决对称半桥直流变换器的硬开关以及电路振荡问题，同时具有抑制磁偏的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种对称半桥式软开关直流变换器，包括输入直流电压源V_in，第一、第二输入电容C₁、C₂，第一、第二主开关管S₁、S₂，第一、第二辅助开关管S₃、S₄，变压器T_r，第一、第二二极管D_O1、D_O2，第一、二辅助二极管D₁、D₂，输出滤波电感L，输出滤波电容C和负载R；

其连接结构为：第一主开关管S₁的漏极与输入直流电压源V_in的正极以及第一输入电容C₁的一端相连，第一主开关管S₁的源极与第二辅助开关管S₂的漏极、第一辅助二极管D₁的阳极、第二辅助二极管D₂的阴极以及变压器T_r原边绕组的一端相连；第二主开关管S₂的源极与输入直流电压源V_in的负极以及第二输入电容C₂的一端连接；第一辅助开关管S₃的漏极与第二辅助开关管S₄的源极、第一输入电容C₁的另一端、第二输入电容C₂的另一端以及变压器T_r原边绕组的另一端相连；变压器T_r的第一副边绕组的一端与第二副边绕组的一端、输出滤波电容C的一端、负载R的一端相连,变压器T_r的第一副边绕组的另一端与第一二极管D_O1的阳极相连，变压器T_r的第二副边绕组的另一端与第二二极管D_O2的阳极相连，第一二极管D_O1的阴极与第二二极管D_O2的阴极以及输出滤波电感L的一端相连，输出滤波电感L的另一端与输出滤波电容C的另一端以及负载R的另一端相连。

与现有技术相比，本发明在常规对称半桥式直流变换器的基础上增加第一、第二辅助开关管S₃、S₄与第一、第二辅助二极管D₁、D₂，在自动纠正磁偏的同时，还可以实现主开关管以及辅助开关管的软开关，有效抑制由于电路寄生参数引起的电路振荡问题等特点。

【附图说明】

图1为本发明的对称半桥式软开关直流变换器的电气原理图。

图2为本发明的对称半桥式软开关直流变换器的工作波形示意图。

图3（a）～图3（l）为本发明的对称半桥式软开关直流变换器的等效电路示意图。