[发明专利]一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构

权利要求书

1.一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，该拓扑结构由维也纳整流器以及两个辅助电路组成，所述的维也纳整流器由两个整流二级管、两个直流环节电容器以及两个主开关构成，每个辅助电路分别与维也纳整流器中两个整流二级管所在支路连接，用以分别为维也纳整流器的主开关和整流二级管创造软开关条件，两个辅助电路结构相同，均由一个谐振电感、一个变压器、一个辅助开关和两个阻塞二极管组成。

2.根据权利要求1所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，在维也纳整流器中，电源依次经过线路电感(L)、第一主开关(S1)和第二主开关(S2)后接地，并且通过两个直流环节电容器后与负载(R_L)的正负两端连接，电源分别通过第一整流二级管(D1)和第二整流二级管(D2)连接到负载两端。

3.根据权利要求2所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，对于连接第一整流二级管(D1)与第一直流环节电容器(C01)的第一辅助电路，该辅助电路由第一谐振电感(Ls1)、第一变压器、第一阻塞二极管(Ds1)、第二阻塞二极管(Ds2)以及第一辅助开关(Ss1)构成，所述的第一谐振电感(Ls1)一端与第一整流二级管(D1)正极连接，另一端与第一变压器的一次绕组连接，第一变压器的一次绕组通过第二阻塞二极管(Ds2)与负载(R_L)正极连接，并且第一变压器的一次绕组还与第一辅助开关(Ss1)的漏极连接，所述的第一辅助开关(Ss1)的源极连接到第二主开关(S2)和地之间，并且依次通过第一变压器的二次绕组和第一阻塞二极管(Ds1)后与负载(R_L)正极连接。

4.根据权利要求3所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，所述的第二阻塞二极管(Ds2)为快速恢复二极管，用以避免在第一辅助开关(Ss1)打开时的反向恢复损耗。

5.根据权利要求3所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，所述的第一辅助开关(Ss1)以及第二阻塞二极管(Ds2)采用低功率半导体器件。

6.根据权利要求3所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，当第一主开关(S1)和第一辅助开关(Ss1)均被关闭时，电源通过第一整流二极管(D1)传输到负载，施加在第一主开关(S1)上的电压为V₀₁，当第一辅助开关(Ss1)的栅极施加信号导通时，电源的输入电流除流经整流第一整流二极管(D1)外，还继续流经第一谐振电感(Ls1)、变压器的一次绕组、第一辅助开关(Ss1)后返回到输入电源，此时，流过第一变压器一次绕组的电流在变压器的二次绕组中产生电流，则第一变压器二次绕组上施加的电压为V₀₁，使得第一变压器一次绕组上的反射电压为nV₀₁，而通过第一谐振电感(Ls1)的电流从零线性增大到最终值Ii的速率与电流从Ii通过第一整流二极管(D1)从Ii线性减小到零的速率相同。

7.根据权利要求6所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，第一整流二极管(D1)的电流i_D1减小的速率的表达式为：

其中，n为一变压器一次绕组与二次绕组的匝数比。

8.根据权利要求7所述的一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构，其特征在于，通过选择变压器一次绕组与二次绕组的匝数比n以及第一谐振电感(Ls1)的值，控制通过第一整流二极管(D1)电流的关断率。