一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路

专利检索2025-01-30  43


本发明涉及一种隔离式dc-dc电路,具体涉及一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路,属于电力电子变换及供电系统领域,特别属于直流-直流电能变换。


背景技术:

1、双管正激电路无桥臂直通风险且开关管电压应力较传统正激电路低,因此得到了广泛应用。但是,双管正激的开关管较传统正激电路多。当其应用在大功率场合需要多组双管正激串并联组合时,过多的开关管数量极大地增加了系统的成本,影响了系统的可靠性。此外,双管正激的开关管为硬开通方式,影响电路的效率。


技术实现思路

1、为解决以上问题,本发明提出了一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路。该发明在保留双管正激电路无桥臂直通风险优点的基础上,大幅减少了原边和副边二极管的数量,降低了系统的成本。此外,本发明实现了原边开关管的零电压开通,提高了系统的效率和可靠性。本发明采用的技术方案为:

2、一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路由直流输入电压源vin、开关管s0、开关管sn、二极管d0、二极管dn、n-1个zvs正激桥臂、n个变压器(t1、t1、…tn)原边(t11、t21、…tn1)、n个副边整流结构、续流二极管dn+1、滤波电感lf、滤波电容cf和负载z构成;其中,直流输入电压源vin的正极连于二极管d0的阴极、n-1个zvs正激桥臂的正端(+)和开关管sn的集电极;直流输入电压源vin的负极连于开关管s0的发射极、n-1个zvs正激桥臂的负端(-)和二极管dn的阳极;二极管d0的阳极连于开关管s0的集电极和变压器原边t11的非同名端;变压器原边t11的同名端连于zvs正激桥臂1的p端(p);变压器原边t21的同名端连于zvs正激桥臂2的p端(p)…变压器原边t(n-1)1的同名端连于zvs正激桥臂(n-1)的p端(p);变压器原边t21的非同名端连于zvs正激桥臂1的n端(n)、变压器原边t31的非同名端连于zvs正激桥臂2的n端(n)…变压器原边tn1的非同名端连于zvs正激桥臂(n-1)的n端(n);变压器原边tn1的同名端连于开关管sn的发射极和二极管dn的阴极;副边整流结构1的正端(+)连于副边整流结构n的正端(+)、续流二极管dn+1的阴极和滤波电感lf的一端;滤波电感lf的另一端连于滤波电容cf的一端和负载z的一端;副边整流结构1的负端(-)连于续流二极管dn+1的阳极、副边整流结构n的负端(-)、副边整流结构2和副边整流结构3的正端(+);副边整流结构2的负端(-)连于副边整流结构3的负端(-)、副边整流结构4和副边整流结构5的正端(+)…副边整流结构(n-4)的负端(-)连于副边整流结构(n-3)的负端(-)、副边整流结构(n-2)和副边整流结构(n-1)的正端(+);副边整流结构(n-2)的负端(-)连于副边整流结构(n-1)的负端(-)、滤波电容cf的另一端和负载z的另一端;所述zvs正激桥臂n由开关管sn1、关管sn2和二极管dn1组成;其中,开关管sn1的集电极为zvs正激桥臂的正端(+),开关管sn1的发射极为zvs正激桥臂的p端(p),并连于二极管dn1的阴极,二极管dn1的阳极为zvs正激桥臂的n端(n),并连于开关管sn2的集电极,开关管sn2的发射极为zvs正激桥臂的负端(-);所述副边整流结构n由变压器副边tn2和整流二极管dn2组成;其中,整流二极管dn2的阴极为副边整流结构n的正端(+),整流二极管dn2的阳极连于变压器副边tn2的同名端,变压器副边tn2的非同名端为副边整流结构n的负端(-)。

3、本发明提供一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路,与现有技术相比,具有以下有益效果:

4、(1)本发明大幅减少了原边和副边二极管的数量,降低了系统的成本,提高系统的可靠性;

5、(2)本发明实现了原边开关管的零电压开通,提高了系统的效率和可靠性。



技术特征:

1.一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路由直流输入电压源vin、开关管s0、开关管sn、二极管d0、二极管dn、n-1个zvs正激桥臂、n个变压器(t1、t2、…tn)的原边(t11、t21、…tn1)、n个副边整流结构、续流二极管dn+1、滤波电感lf、滤波电容cf和负载z构成;其中,直流输入电压源vin的正极连于二极管d0的阴极、n-1个zvs正激桥臂的正端(+)和开关管sn的集电极;直流输入电压源vin的负极连于开关管s0的发射极、n-1个zvs正激桥臂的负端(-)和二极管dn的阳极;二极管d0的阳极连于开关管s0的集电极和变压器原边t11的非同名端;变压器原边t11的同名端连于zvs正激桥臂1的p端(p);变压器原边t21的同名端连于zvs正激桥臂2的p端(p)…变压器原边t(n-1)1的同名端连于zvs正激桥臂(n-1)的p端(p);变压器原边t21的非同名端连于zvs正激桥臂1的n端(n)、变压器原边t31的非同名端连于zvs正激桥臂2的n端(n)…变压器原边tn1的非同名端连于zvs正激桥臂(n-1)的n端(n);变压器原边tn1的同名端连于开关管sn的发射极和二极管dn的阴极;副边整流结构1的正端(+)连于副边整流结构n的正端(+)、续流二极管dn+1的阴极和滤波电感lf的一端;滤波电感lf的另一端连于滤波电容cf的一端和负载z的一端;副边整流结构1的负端(-)连于续流二极管dn+1的阳极、副边整流结构n的负端(-)、副边整流结构2和副边整流结构3的正端(+);副边整流结构2的负端(-)连于副边整流结构3的负端(-)、副边整流结构4和副边整流结构5的正端(+)…副边整流结构(n-4)的负端(-)连于副边整流结构(n-3)的负端(-)、副边整流结构(n-2)和副边整流结构(n-1)的正端(+);副边整流结构(n-2)的负端(-)连于副边整流结构(n-1)的负端(-)、滤波电容cf的另一端和负载z的另一端;所述zvs正激桥臂n由开关管sn1、关管sn2和二极管dn1组成;其中,开关管sn1的集电极为zvs正激桥臂的正端(+),开关管sn1的发射极为zvs正激桥臂的p端(p),并连于二极管dn1的阴极,二极管dn1的阳极为zvs正激桥臂的n端(n),并连于开关管sn2的集电极,开关管sn2的发射极为zvs正激桥臂的负端(-);所述副边整流结构n由变压器副边tn2和整流二极管dn2组成;其中,整流二极管dn2的阴极为副边整流结构n的正端(+),整流二极管dn2的阳极连于变压器副边tn2的同名端,变压器副边tn2的非同名端为副边整流结构n的负端(-)。


技术总结
本发明公开了一种应用于大功率场合的软开关双管正激电路。所述电源系统包含n个正激单元,采用原边并联副边串联的结构,适用于低压输入高压输出场合。其中原边2个正激单元可调占空比,(n‑2)个正激电源以满占空比0.5工作。可调占空比的两个正激单元的副边并联,其余两两一组并联,最后串联输出。相比于传统双管正激电路原边并联副边串联的结构,本发明在保持无桥臂直通风险的基础上,减少了原边二极管和副边二极管的数量,并可以实现原边开关管的软开关,因此,系统可靠性高、成本低、效率高。

技术研发人员:杨帆,吴红飞,朱建鑫,侯佳
受保护的技术使用者:南京邮电大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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