[发明专利]用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器

说明书

技术领域

本发明涉及一种偏磁抑制与能量回馈器，更具体地说，是涉及一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器。

背景技术

在全控型变换器应用当中，直流隔离变换电路结构被广泛应用在电源领域，其输入侧和输出侧的电源能量在进行变换时，正因为采用了变压器实现信号隔离和能量传递，或多或少会产生偏磁现象。有偏磁的存在，特别是当工作的开关频率或调制频率在听觉范围时，其变压器的机械噪声会增大。另外，无视偏磁的后果是十分严重的，轻则会使变压器和全控型变换器模块的功耗增加，温升加剧，严重时还会损坏功率器件，使得变换器不能正常工作。因此，抗偏磁是直流隔离全控型变换器电源应用领域的关键问题之一。

当前，在直流隔离正激式变换器电路结构中，采用的抗偏磁方法较多，但是都有局限性，主要表现在于：

（1）最普遍采用的方法，是在直流隔离正激式变换器电路结构中，设置钳位绕组和快速二极管组成的钳位回路来实现有效的抗偏磁。但是，该技术方案无法实现隔离变压器铁芯正方向与反方向的双向抗偏磁，仅能实现隔离变压器铁芯正方向的抗偏磁.。

（2）对于频率较低，功率较小的变换器，由于变压器绕组的阻值较高，自平衡能力较强，可以采用增加铁心截面，或使铁心保留一定气隙，并适当加大功率器件的容量，使偏磁的危害得到抑制或缓解。然而对于大功率高频变换器，以上所述的措施，不但经济上不合算，而且很难奏效。

（3）中大功率的变换器常采用变压器隔离型半桥或全桥电路结构，抑制偏磁的方法都是在变压器一次回路中串入了电容器。其运行时，串入主回路的电容器通过全部的高频电流，造成电容器容量大、体积重量大、温升高，并且长期运行可靠性较差，难以实现真正的大功率设计。

（4）在变压器主回路中设置相应的传感器、采样保持器、加法器、PID调节器等电路来构成脉冲宽度微调电路，其目的是把变压器磁通密度的摆动范围保持在原点对称范围内，因而设计变压器时可取较高的磁密值，从而减小变压器的体积和重量，可实现在变压器一次回路中不必串入电容器。但是这种方法电路复杂，制作成本较高，通用性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器，该装置设计简单、结构合理、构建方便、通用性好，不但能够有效克服现有直流隔离全控型变换器运用当中对偏磁抑制的不足，有效实现隔离变压器铁芯正方向与反方向的双向抗偏磁，而且还能实现偏磁能量的回馈。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器的技术实现方案，包括输入端口、全桥整流电路、滤波电路和输出端口四大部分；

所述的输入端口又包含E端和F端，连接时可不用考虑极性，即并联在变压器一次回路中变压器主绕组一次侧的两个端子上；

所述的全桥整流电路是由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成的典型桥式整流电路，其交流输入部分连接所述输入端口的E端和F端；

所述的滤波电路是由电容器C1和电容器C2并联组成的，且都并联在所述全桥整流电路的直流输出部分，其中，电容器C1为高频电容器，电容器C2为低频电容器；

所述的输出端口又包含G端和H端，其中的G端不但连接所述全桥整流电路的正端，还与外部的直流隔离全控型变换器的输入电源正极性端相连接，而H端不但连接所述全桥整流电路的负端，还与外部的直流隔离全控型变换器的输入电源负极性端相连接。

优选的，所述的全桥整流电路中的二极管可采用普通二极管或快速二极管，其中普通二极管运用在开关频率较低的电源电路，快速二极管运用于开关频率较高的电源电路。

本发明的有益效果是，提供一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器，设计简单、结构合理、构建方便、通用性好，不仅克服了现有直流隔离全控型变换器运用当中对偏磁抑制的不足，有效实现隔离变压器铁芯正方向与反方向的双向抗偏磁，而且还能实现偏磁能量的回馈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面将对实施例或技术方案描述中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发明的较典型实施例或结构组成，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。

图1是本发明一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器的组成示意图。

图2是本发明一种用于全控型变换器的单相全桥型偏磁抑制与能量回馈器基本应用方案的示意图。