[发明专利]一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构在审

专利信息
申请号: 202110361202.9 申请日: 2021-04-02
公开(公告)号: CN113098302A 公开(公告)日: 2021-07-09
发明(设计)人: 曼苏乐;徐雅梅 申请(专利权)人: 常州天曼智能科技有限公司
主分类号: H02M7/219 分类号: H02M7/219;H02M1/34
代理公司: 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 代理人: 杨宏泰
地址: 213032 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 开关 功率 维也纳 整流器 拓扑 结构
【说明书】:

发明涉及一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构,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与现有技术相比,本发明具有软开关、大功率、零电压开关导通等优点。

技术领域

本发明涉及电路拓扑技术领域,尤其是涉及一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构。

背景技术

在现有的技术中,存在很多电路拓扑采用有源和无源缓冲电路来产生半导体器件和整流二极管的软开关条件,这些缓冲电路是用于限制二极管电流的变化率,并为电路的半导体元件创造软开关条件,现有文献R.Streit and D.Tollik,High efficiencytelecom rectifier using a novel soft-switched boost-based input currentshaper,[Proceedings]Thirteenth International Telecommunications EnergyConference-INTELEC 91,Kyoto,Japan,1991,pp.720-726,doi:10.1109/INTLEC.1991.172474.中提出了采用有源缓冲电路的变换器电路,除了开关导通和整流器关断的软开关外,还具有减小的电流和电压应力,然而,有源缓冲电路的辅助开关具有较高的电流应力,并且在硬开关条件下工作。

在文献C.M.C.Duarte and I.Barbi,“An improved family of ZVS-PWM active-clamping dc-to-dc converters,”in Conf.Rec.IEEE PESC’98,May 1998,pp.669–675.描述的boost拓扑结构中,主开关和辅助开关都在软开关条件下工作,但是,主开关的电压应力要高很多,这需要通过适当选择缓冲电感值和开关频率来控制,此外,门极驱动电路要求复杂、价格昂贵不易控制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种软开关高功率的维也纳整流器拓扑结构,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。

在维也纳整流器中,电源依次经过线路电感、第一主开关和第二主开关后接地,并且通过两个直流环节电容器后与负载的正负两端连接,电源分别通过第一整流二级管和第二整流二级管连接到负载两端。

对于连接第一整流二级管与第一直流环节电容器的第一辅助电路,该辅助电路由第一谐振电感、第一变压器、第一阻塞二极管、第二阻塞二极管以及第一辅助开关构成,所述的第一谐振电感一端与第一整流二级管正极连接,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与负载正极连接,并且第一变压器的一次绕组还与第一辅助开关的漏极连接,所述的第一辅助开关的源极连接到第二主开关和地之间,并且依次通过第一变压器的二次绕组和第一阻塞二极管后与负载正极连接。

所述的第二阻塞二极管为快速恢复二极管,用以避免在第一辅助开关打开时的反向恢复损耗。

所述的第一辅助开关以及第二阻塞二极管采用低功率半导体器件。

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