[实用新型]用于软开关ZVT变换器的自适应可调延时电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于软开关ZVT变换器的自适应可调延时电路，尤其涉及一种桥式软开关ZVT逆变器的自适应可调延时电路。

背景技术

高功率密度和小型轻量化是电力电子变换器的发展趋势之一，高频化是实现这一目标的必然选择。传统的硬开关随开关频率的提高而导致的高开关损耗、高电压电流应力，使变换器效率降低、可靠性下降，从而限制了变换器的小型化和轻量化。软开关技术通过引入谐振电路、对开关器件的开关过程进行控制，使其在零电压或零电流状态下开关，从而明显减小甚至消除开关损耗。因此，软开关技术是电力电子变换器小型化和轻量化的必然要求。软开关ZVT变换器是目前软开关电路的典型代表。

当软开关ZVT变换器工作时，辅助开关先于相应的主开关开通，提前开通的时间通常由固定的延时电路来实现。当负载电流大小的变化范围较宽时，这种方法很难保证主开关的ZVS性能。以目前比较流行的耦合电感软开关ZVT逆变器为例，其一桥拓扑如图1所示。如果采用固定的延时时间，当负载电流较小时，延时时间内主开关很快达到零电压状态，但要等到延时时间到才能开通，可能导致有效占空比损失；而负载电流较大时，由于耦合电感电流上升到负载电流以及开始谐振的时间过长，导致主开关达到零电压的时间延长，大于固定的延时时间，当延时时间到、主开关开通时因其两端的电压还未谐振到零，因此无法实现ZVS。为了解决上述问题，人们提出将固定的延时改为可调的延时控制，基本思路是根据负载电流的大小和方向来调节延时时间，但是在过零点时负载电流大小和方向难于判断，且存在噪声干扰以及电流调理电路的偏置问题。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了用于软开关ZVT变换器的自适应可调延时电路，该电路自动调节辅助开关与主开关之间的延时时间，使主开关开通恰好发生在主开关电压降至零的时刻，实现了零电压开关的自适应控制，使变换器在全负载变化范围内软开关高效率运行。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

用于软开关ZVT变换器的自适应可调延时电路，包括用于检测变换器主开关电压过零点的主开关过零检测电路及用于自动调节变换器辅助开关及主开关之间延时时间的主、辅开关逻辑控制电路。

所述变换器的主开关和辅助开关为绝缘栅晶体管IGBT或场效应晶体管MOSFET。

所述主开关过零检测电路包括快恢复二极管和高速电压比较器，快恢复二极管的阴极和主开关的集电极相接，快恢复二极管的阳极和高速电压比较器的反相输入端相接，高速电压比较器的参考地与主开关的发射极相接，高速电压比较器的同相输入端与电阻网络相接。

所述高速电压比较器的同相输入端与电阻网络相接构成滞回比较器，所述滞回比较器上限U_ref+由下式给出：