[发明专利]一种软开关移相全桥变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述软开关移相全桥变换器包括：

谐振网络模块，包括左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元，用于提供一个固定的激励电流用于实现功率管的软开关；

移相全桥模块，用于对输出电压进行调节；

所述左侧谐振网络单元、右侧谐振网络单元和移相全桥模块一端分别与电源V1连接；所述移相全桥模块两侧分别与左侧谐振网络单元和右侧谐振网络单元连接。

2.如权利要求1所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述移相全桥模块包括功率管M1、功率管M2、功率管M3和功率管M4，功率管M1和功率管M4一端分别与电源V1连接，功率管M1和功率管M4另一端分别与功率管M3和功率管M2连接。

3.如权利要求2所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述功率管M1两端之间连接有谐振电容C3，所述功率管M3两端之间连接有谐振电容C2，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M4两端之间连接有谐振电容C6，所述功率管M2两端之间连接有谐振电容C5。

4.如权利要求2所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述功率管M1和功率管M3中间与电感L2一端连接，功率管M4和功率管M2中间与变压器T1一端连接，所述电感L2另一端与变压器T1另一端之间连接有隔直电容C4。

5.如权利要求4所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述电感L2与隔直电容C4中间分别与箝位二极管D3、箝位二极管D4连接，所述箝位二极管D4另一端与电源V1连接。

6.如权利要求3所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述左侧谐振网络模块包括箝位二极管D1、箝位二极管D2、分压电阻R1、分压电阻R2、电容C1和电感L1，箝位二极管D1与箝位二极管D2连接，分压电阻R1与分压电阻R2连接，电容C1与电感L1连接，箝位二极管D1与箝位二极管D2中间、分压电阻R1与分压电阻R2中间以及电容C1与电感L1中间连接，所述箝位二极管D1、分压电阻R1另一端分别与电源V1连接；

所述电感L1另一端与功率管M1和功率管M3中间连接。

7.如权利要求3所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述右侧谐振网络单元包括箝位二极管D5、箝位二极管D6、分压电阻R3、分压电阻R4、电容C7和电感L3，箝位二极管D5与箝位二极管D6连接，分压电阻R3与分压电阻R4连接，电容C7与电感L3连接，箝位二极管D5与箝位二极管D6中间、分压电阻R3与分压电阻R4中间以及电容C7与电感L3中间连接，所述箝位二极管D6、分压电阻R4另一端分别与电源V1连接；

所述电感L3另一端与功率管M2和功率管M4中间连接。

8.如权利要求1所述的软开关移相全桥变换器，其特征在于，所述左侧谐振网络单元、右侧谐振网络单元和移相全桥模块均接地。

9.一种如权利要求1所述软开关移相全桥变换器的控制方法，其特征在于，所述软开关移相全桥变换器的控制方法包括：移相全桥的一侧桥臂是对称的互补PWM开通，通过一侧桥臂外加一个LC谐振网络，给功率管提供一个固定的激励电流，当主功率回路在移相角很小时，主功率回路不能提供足够的激励电流时，外加谐振网络提供的激励电流让功率管实现软开关。

10.如权利要求9所述的软开关移相全桥变换器的控制方法，其特征在于，当移相全桥的移相角为0时，即M1和M4同时开关，M3和M2同时开关，2个桥臂的电压是一样的整个回路里的L2电感，C4隔直电容，T1变压器都没有电流流过；

左侧谐振网络单元，其构成由D1，D2，R1，R2，C1，L1组成的谐振网络，因驱动M1和M3功率管为固定频率固定占空比的信号；

当M3开通时，通过L1对C1放电，当M3关闭时，因电感电流不能突变，L1电流方向由左往右流通，但M3已经关闭，电流只能通过M1体二极管流向V1输入电压源；

如果在此时开通M1，则M1既是ZVS零电压开通，当M1开通以后，短路其体二极管，在L1电感电流达到零以后，M1继续导通，V1输入电源电压加载到L1电感右端对C1进行充电，这个时候M1关闭，电感电流不能突变，电流只能由M3的体二极管提供，如在此时开通M3功率管，M3就是ZVS零电压开通，由于加入L1和C1以后，在谐振参数下，M1和M3都能够以零电压开通，L1和C1组成的LC谐振频率应当比M1和M3的开关频率低才能工作在感性状态，零电压开通才能建立，通过调节L1和C1的参数，调节流过L1和C1的最大值电流，最大值电流应当更具M1和M3功率管的寄生电容，并联的电容以及死区时间，输入电压等实际调节进行微调。