[发明专利]一种大功率软开关斩波电路

权利要求书

1.一种大功率软开关斩波电路，其特征是：包括软开关斩波模块、变压器T1、高频整流半导体器件D7、D8、D9、D10、电抗器L2、电容器C3，由软开关斩波模块通过变压器T1、与电抗器L2、电容器C3电连接构成，桥式电路由高频整流半导体器件D7、D8、D9、D10组成；

所述的软开关斩波模块由三相整流器通过电抗器L1、直流接触器KM1、电容器C1与谐振H桥电连接构成，所述谐振H桥由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、整流管DQ1、DQ2、DQ3、DQ4、电容CQ1、CQ2、Cb和变压器T1组成，一路由一个MOS管Q1输出端通过整流管DQ1、电容CQ1的并联电路，与另一个MOS管Q2输出端通过整流管DQ2、电容CQ2的并联电路再串联构成；该串联点a通过电容Cb、变压器漏感L1k电连接构成的输出端为H桥输出电压Uinv一端；另一路由一个MOS管Q3输出端通过整流管DQ3串联电路，与一个MOS管Q4输出端通过整流管DQ4串联电路再串联构成；该串联点b的输出端为H桥输出电压Uinv另一端；构成全桥软开关斩波模块；其中电容器C1的两端连接有霍尔电压传感器CHV1，直流接触器KM1与电容器C1之间连接有霍尔电流传感器CHK1。

2.根据权利要求1所述的一种大功率斩波开关电路，其特征是：所述MOS管Q1、Q2、Q3、Q4或替换为晶闸管、IGBT ；其中Q1栅源极驱动信号连接G1、E1， Q2栅源极驱动信号连接G2、E2， Q3栅源极驱动信号连接G3、E3， Q4栅源极驱动信号连接G4、E4。

3.根据权利要求1所述的大功率软开关斩波电路，所述的霍尔电压传感器电源端CHV1的15V+、15V-接外部电源+15V、-15V；采样端DCVP、DCVN为采样输出电压信号，霍尔电流传感器CHK1的15V+、15V-接外部电源+15V、-15V；DCIP、DCIN为采样输出电流信号。

4.根据权利要求1所述的一种大功率软开关斩波电路，其特征在于：所述的若干个软开关斩波模块与变压器电连接组成的软开关斩波电路，其中的变压器包括：单个变压器初级多绕组次级单绕组输出，多个变压器次级绕组串联输出，多个变压器次级绕组并联输出；

第一种由若干个软开关斩波模块的输出端分别与单个次级单绕组、初级多绕组的变压器对应的初级多绕组相连构成；

第二种由若干个软开关斩波模块的输出端分别与多个一比一绕组变压器次级绕组串联的变压器对应的初级绕组相连构成；

第三种由若干个软开关斩波模块的输出端分别与多个一比一绕组变压器次级绕组并联的变压器对应的初级绕组相连构成。

5.一种大功率软开关斩波电路的工作方法，其特征是：整流二极管D1、D2、D3、D4组成的三相不控整流电路，将工频三相交流电变为脉动的直流，电抗器L1限制整流后直流脉动的副值，使其变为平滑的直流；

启动时，直流接触器与电容器C1形成软启动回路，谐振H桥直流母线电压Ud1缓慢上升，减少启动过程中的电流冲击；

当开关管Q1、Q4或Q2、Q3同时导通时，变压器原边向负载提供能量；通过移相控制，在关断Q1时并不马上关断Q4，而是根据输出反馈信号决定移相角，经过一定时间后再关断Q4，在关断Q1之前，由于Q1导通，其并联电容CQ1上电压等于Q1的导通压降，理想状况下其值为零；

当关断Q1时刻，CQ1开始充电，由于电容电压不能突变，因此，Q1即是零电压关断；由于变压器漏感L1k以及副边整流滤波电感的作用，Q1关断后，原边电流不能突变，继续给Cb充电，同时CQ2也通过原边放电；

当CQ2电压降到零后，DQ2自然导通，这时开通Q2，则Q2即是零电压开通；

当CQ1充满电、CQ2放电完毕后，由于DQ2是导通的，此时加在变压器原边绕组和漏感上的电压为阻断电容Cb两端电压，原边电流开始减小，但继续给Cb充电，直到原边电流为零，这时由于DQ4的阻断作用，电容Cb不能通过Q2、Q4、DQ4进行放电，Cb两端电压维持不变，这时流过Q4电流为零，关断Q4即是零电流关断；

Q1、Q2、Q3、Q4、DQ1、DQ2、DQ3、DQ4、CQ1、CQ2、Cb和变压器T1组成的全桥软开关斩波模块，大大降低了开关管开通和关断时的损耗，从面提高了该软开关斩波器的效率；

该软开关斩波模块通过移相调压方式调整H桥输出电压Uinv，变压器副边通过不控全桥整流、LC滤波电路，输出平滑可控的直流电压Ud2；其中G1、E1接Q1栅源极驱动信号，G2、E2接Q2栅源极驱动信号，G3、E3接Q3栅源极驱动信号，G4、E4接Q4栅源极驱动信号。