[发明专利]一种非接触单管谐振变换器

权利要求书

1.一种非接触单管谐振变换器，其特征在于：包括原边和副边；其中：所述原边包括谐振逆变模块；所述谐振逆变模块包括原边电感L_p、开关管S，所述原边电感L_p和开关管S串联后并联在输入电压V_in两端，还包括在所述原边电感L_p和/或开关管S上分别并联谐振电容；所述副边包括依次连接的副边电感L_s、高阶补偿网络、整流模块。

2.根据权利要求1所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述谐振电容满足如下要求，使得所述谐振逆变模块中的原边电感电流具有准恒流特性，开关管S轻载下实现零电压开通，重载下同时实现零电压和零电流开通；

当所述原边电感L_p和开关管S上分别并联谐振电容C_r1和谐振电容C_r2时：

当所述原边电感L_p或开关管S上并谐振电容C_r时：

式中，R_e为副边折合电阻，_△t为原边谐振逆变模块中的开关管S关断时间，W为原边谐振逆变模块中的开关管S关断时谐振电容和原边电感L_p储存的能量之和。

3.根据权利要求1或2所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述高阶补偿网络由补偿电容C₁、补偿电容C₂、谐振电感L₂组成，所述副边电感L_s与补偿电容C₁串联连接后，再与补偿电容C₂并联连接，然后与谐振电感L₂串联连接；所述高阶补偿网络参数满足如下要求，使得所述非接触单管谐振变换器具有准恒流输出特性：

式中，w为所述开关管S的开关角频率。

4.根据权利要求1或2所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述高阶补偿网络由补偿电容C和谐振电感L₂组成，所述副边电感L_s与补偿电容C并联连接后，再与谐振电感L₂串联连接；所述高阶补偿网络参数需满足如下要求，使得所述非接触单管谐振变换器具有准恒流输出特性：

式中，w为所述开关管S的开关角频率。

5.根据权利要求1或2所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述整流模块包括整流器和滤波器，所述整流器为全桥整流或倍流整流或倍压整流，所述滤波器为LC滤波或C滤波。

6.根据权利要求5所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于，所述整流器为可控整流桥，两个桥臂均由一只二极管与一只MOSFET串联连接组成，其中MOSFET为下管，所述MOSFET的控制特征量D_ctr满足下式，调整整流桥负载的等效阻抗为纯阻性；

其中，R_L为负载电阻。

7.根据权利要求3所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述谐振逆变模块中的谐振电容、所述高阶补偿网络中的补偿电容、所述整流模块中的滤波电容是由串联和/或并联的多个电容组成；所述高阶补偿网络中的谐振电感、所述整流模块中的滤波电感是由串联和/或并联的多个电感组成。

8.根据权利要求4所述的非接触单管谐振变换器，其特征在于：所述谐振逆变模块中的谐振电容、所述高阶补偿网络中的补偿电容、所述整流模块中的滤波电容是由串联和/或并联的多个电容组成；所述高阶补偿网络中的谐振电感、所述整流模块中的滤波电感是由串联和/或并联的多个电感组成。