[发明专利]一种双输入全隔离集成变流器

摘要

本发明公开了一种双输入全隔离集成变流器，它是由第一个前级输入端口的电流型全桥变换电路，第二个前级输入端口的串联谐振全桥变换电路，高频隔离变压器和后级整流电路组成。它利用电流型全桥变换器实现输入直流电流源的高频方波逆变，同时在采用的移相PWM控制方式下实现开关管的软开关；利用串联谐振变换器实现输入直流电压源的高频正弦电流变换，利用多绕组的变压器实现输入侧高频方波电流和正弦电流的耦合隔离传输，两个输入端口之间不受变压器电压箝位的影响，变压器的原边绕组电压均为输出电压的折算。并且引入的谐振电感和谐振电容与开关频率同频的串联谐振过程，不仅实现输入电源向谐振电流源的转换，并且在谐振电流的过零点实现了所有功率管的开关切换，降低了电路损耗。

主权项

一种双输入全隔离集成变流器，是由第一个前级电流型全桥变换电路，第二个前级输入端口的串联谐振全桥变换电路，高频隔离变压器和后级整流电路组成，其特征在于：第一个前级电流型全桥变换电路采用带有体内反并联二极管的功率开关管V11、V12、V13、V14和各自串联的功率二极管D1、D2、D3、D4组成具有反向电压阻断能力的电流源型全桥逆变电路，直流输入电源VDC1的正极连接输入电感L1的一端，输入电感L1的另一端连接功率二极管D1和D2的阳极，功率二极管D1的阴极连接功率开关管V11的漏极，功率二极管D2的阴极连接功率开关管V12的漏极，功率开关管V11的源极连接功率二极管D3的阳极，功率开关管V12的源极连接功率二极管D4的阳极，功率二极管D3的阴极连接功率开关管V13的漏极，功率二极管D4的阴极连接功率开关管V14的漏极，功率开关管V13和V14的源极连接直流输入电源VDC1的负极；第二个前级输入端口的串联谐振全桥变换电路采用由带有体内反并联二极管的功率开关管V21、V22、V23、V24组成的全桥结构，直流输入电源VDC2的正极连接功率开关管V21和V22的漏极，功率开关管V21的源极连接功率开关管V23的漏极，功率开关管V22的源极连接功率开关管V24的漏极，直流输入电源VDC2的负极与功率开关管V23和V24的源极相连，谐振电感Lr的一端与功率开关管V21的源极和V23的漏极连接，谐振电感Lr的另一端与谐振电容Cr的一端相串联组成串联谐振槽；高频隔离变压器由两个原边绕组N1、N2和两个副边绕组N3、N4组成，两个原边绕组N1、N2的匝数不同但极性相同，两个副边绕组N3、N4的匝数相同但极性相反，原边绕组N1的同名端与第一个前级电流型全桥变换电路中的功率开关管V11的源极连接，N1的异名端与前级第一个电流源型全 桥电路中的功率开关管V12的源极连接；原边绕组N2的同名端与第二个前级输入端口的串联谐振全桥变换电路的谐振电容Cr的另一端连接，N2的异名端与第二个前级输入端口的串联谐振全桥变换电路的功率开关管V22的源极连接；高频隔离变压器副边绕组N3、N4的同名端和异名端与后级整流电路连接；后级整流电路采用具有体内反并联二极管的四个功率晶体管V31、V32、V33、V34组合而成的周波变换器结构，功率管V31的发射极和功率管V32的发射极连接，后级功率管V33的发射极和功率管V34的发射极连接，后级功率管V31的集电极与高频隔离变压器的一副边N3的同名端连接，后级功率管V33的集电极与高频隔离变压器的一副边N3的异名端连接，后级功率管V34的集电极与高频隔离变压器的一副边N4的同名端连接，后级功率管V32的集电极与高频隔离变压器的一副边N4的异名端连接，输出滤波电容C1与负载R1相并联，其一端与后级功率管V31和V32的发射极连接，另一端与后级功率管V33和V34的发射极连接。