[发明专利]一种负载范围扩展的软开关双向相移变换器

说明书

本发明公开了一种负载范围扩展的软开关双向相移变换器，其包括逆变桥、整流桥、连接于该逆变桥的输出侧与该整流桥的输入侧之间的变压器以及表示该变压器原边漏感的等效电感，该逆变桥的输入侧具有直流输入电压，该整流桥的输出侧连接有输出负载。本发明的相移变换器可以适用于轻载情况，又不影响重载情况的运行，因此扩大了本充电器的可用负载范围；本发明在优化控制与拓扑的条件下，可以实现相移变换器的线性控制输出，更有利于对充电器输出特性的控制。

技术领域

本发明有关一种基于零电压开关与零电流开关技术的相移变换器，特别是指一种用于多场合下电动汽车快速充电的系统，能实现输出线性控制以及更大输出负载范围的软开关双向相移变换器。

背景技术

目前，电动汽车行业正在迅速发展并具有广阔前景，而相应的快速充电技术则不可或缺，研发高性能的快速汽车充电桩至关重要。在各种类型的直流-直流变换器中，相移变换器具有损耗小、功率密度大、频率固定、易于控制等优点，因此常被用作电动汽车充电器的基本拓扑结构。然而由于相移变换器拓扑本身的局限性，在轻载情况下其输出效率较低，甚至影响变换器稳定性，而且并不能具备线性输出控制能力。

中国专利CN104333229A公布了一种移相全桥开关变换器，针对现有技术存在的缺陷提供一种能够提高功率半导体开关器件可靠性的移相全桥开关变换器，超前桥臂及其隔离驱动电路与高频变压器之间增设谐振变压器电路及谐振变压器控制器，在输出滤波电路输出地端与相移控制电路之间增设输出电流采样电路。

然而包括上述发明在内，目前社会与学术界关于相移变换器的研究中，并没有解决轻载情况相移变换器效率变低的问题，而且无法实现输出线性控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能实现输出线性控制以及更大输出负载范围的软开关双向相移变换器，可改变个开关管控制方式，使此相移变换器既适用于轻载情况，又不影响重载情况的运行。

为达到上述目的，本发明公开了一种负载范围扩展的软开关双向相移变换器，其包括逆变桥、整流桥、连接于该逆变桥的输出侧与该整流桥的输入侧之间的变压器以及表示该变压器原边漏感的等效电感，该逆变桥的输入侧具有直流输入电压，该整流桥的输出侧连接有输出负载。

所述逆变桥包括实现零电流开关的超前桥臂以及实现零电压开关的滞后桥臂。

该超前桥臂包括相互并联的逆变侧MOSFET开关管Q1和与该逆变侧MOSFET开关管Q1分别对应的反并联二极管D1与杂散电容C1，以及相互并联的逆变侧MOSFET开关管Q2和与该逆变侧MOSFET开关管Q2分别对应的反并联二极管D2与杂散电容C2；该滞后桥臂包括相互并联的逆变侧MOSFET开关管Q3和与该逆变侧MOSFET开关管Q3分别对应的反并联二极管D3与杂散电容C3，以及相互并联的逆变侧MOSFET开关管Q4和与该逆变侧MOSFET开关管Q4分别对应的反并联二极管D4与杂散电容C4。

所述逆变侧MOSFET开关管Q1的漏极连接反并联二极管D1的阳极及杂散电容C1的一端，逆变侧MOSFET开关管Q1的源极连接反并联二极管D1的阴极及杂散电容C1的另一端；该逆变侧MOSFET开关管Q2的漏极连接反并联二极管D2的阳极及杂散电容C2的一端，逆变侧MOSFET开关管Q2的源极连接反并联二极管D2的阴极及杂散电容C2的另一端；所述逆变侧MOSFET开关管Q1的漏极连接逆变侧MOSFET开关管Q2的源极；

所述逆变侧MOSFET开关管Q3的漏极连接反并联二极管D3的阳极及杂散电容C3的一端，逆变侧MOSFET开关管Q3的源极连接反并联二极管D3的阴极及杂散电容C3的另一端；该逆变侧MOSFET开关管Q4的漏极连接反并联二极管D4的阳极及杂散电容C4的一端，逆变侧MOSFET开关管Q4的源极连接反并联二极管D4的阴极及杂散电容C4的另一端；逆变侧MOSFET开关管Q3的漏极连接逆变侧MOSFET开关管Q4的源极。