本发明涉及buck软开关电路，具体涉及一种基于自耦变压器的软开关buck电路及装置。
背景技术：
1、能量前馈型buck软开关电路是一种用于降压变换器的拓扑结构，常用于电源管理中；其利用能量前馈技术，在开关器件关断前传递部分能量到输出端，以降低开关器件的开关损耗，提高转换效率。当前，市面上常见的能量前馈型buck软开关电路如图1所示，其能直接将谐振能量通过变压器传送至负载，而不是将能量返回电源侧或间接送至负载，并且可以同时实现原功率电路和辅助谐振网络中所有开关器件的软开关工作。主开关管的零电压开通、关断，二极管软开关；辅助开关管、二极管零电流开关；且主电路开关管、二极管的电压、电流应力并没有因软开关的加入而增大；由于具有上述特性，能量前馈型buck软开关电路具有更高的电能转换效率。
2、但是现有的能量前馈型buck软开关电路中的软开关，其工作过程与输出电压有关，谐振电流上升与复位过程耦合，会导致软开关辅助网络参数设计困难，较大的输出电压变化范围会降低电路的软开关工作范围；并且，辅助开关管承受的电流应力大，导致电路整体的损耗增加的问题。
3、有鉴于此，提出本申请。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于自耦变压器的软开关buck电路及装置，旨在解决现有技术中的能量前馈型buck软开关电路中的软开关，其工作过程与输出电压有关，谐振电流上升与复位过程耦合，会导致软开关辅助网络参数设计困难，较大的输出电压变化范围会降低电路的软开关工作范围；并且，辅助开关管承受的电流应力大，导致电路整体的损耗增加的问题。
2、本发明公开了一种基于自耦变压器的软开关buck电路,包括：直流电压源、主电路组件、负载、以及辅助软开关网络组件；
3、其中，所述直流电压源与所述主电路组件并联，所述直流电压源的正极与所述辅助软开关网络组件的第一端、所述主电路组件的第一端电气连接，所述直流电压源的负极与所述辅助软开关网络组件的第二端、所述主电路组件的第二端电气连接，所述主电路组件的二极管与所述辅助软开关网络组件的电容并联，所述负载与所述主电路组件的电容并联，所述主电路组件的控制端、所述辅助软开关网络组件的控制端与控制器连接；
4、其中，所述辅助软开关网络组件配置为降低辅助开关管的电流应力，并解耦软开关过程与输出电压之间的关系；
5、所述辅助软开关网络组件包括辅助开关管、第一辅助二极管、第二辅助二极管、变压器、谐振电感、以及谐振电容，其中，所述辅助开关管的控制端与控制器连接，所述辅助开关管的第一端与所述直流电压源的正极电气连接，所述辅助开关管的第二端与所述第一辅助二极管的负极、所述谐振电感的第一端电气连接，所述谐振电感的第二端与所述变压器的第一端电气连接，所述变压器的第二端与所述谐振电容的第一端、所述主电路组件的中间端电气连接，所述变压器的第三端与所述第二辅助二极管的负极电气连接，所述第一辅助二极管的正极、所述第二辅助二极管的正极、所述谐振电容的第二端与所述直流电压源的负极电气连接；
6、所述主电路组件包括主开关管、主二极管、滤波电感、以及滤波电容，其中，所述主开关管的控制端与控制器连接，所述主开关管的第一端与所述直流电压源的正极电气连接，所述主开关管的第二端与所述变压器的第二端、所述主二极管的负极电气连接，所述主二极管的正极与所述直流电压源的负极电气连接，所述滤波电感的第一端与所述变压器的第二端电气连接，所述滤波电感的第二端与所述滤波电容的正极电气连接，所述滤波电容的负极与所述直流电压源的负极电气连接。
7、优选地，所述辅助开关管为nmos管，所述辅助开关管的控制端为nmos管的栅极，所述辅助开关管的第一端为nmos管的漏极，所述辅助开关管的第二端为nmos管的源极。
8、优选地，所述主开关管为nmos管，所述主开关管的控制端为nmos管的栅极，所述主开关管的第一端为nmos管的漏极，所述主开关管的第二端为nmos管的源极。
9、本发明还公开了一种基于自耦变压器的软开关buck装置,包括控制器以及如上任意一项所述的一种基于自耦变压器的软开关buck电路，所述主电路组件的控制端、所述辅助软开关网络组件的控制端与所述控制器的输出端电气连接；
10、其中，所述控制器配置为控制所述辅助开关管和所述主开关管的开关工作，在所述主开关管开通之前，所述辅助开关管先开通，待所述主开关管的寄生二极管导通后，再控制开通所述主开关管，所述主开关管为零电压开通，待流过所述辅助开关管的电流为零后，关闭所述辅助开关管，所述辅助开关为零电流关断，通过控制所述主开关管的占空比调节输出电压大小。
11、综上所述，本实施例提供的一种基于自耦变压器的软开关buck电路及装置，该电路中自耦变压器原、副边电流同时注入换流节点，可以加速换流过程，降低辅助开关管的电流应力，减小辅助网络的导通损耗；并且该电路的软开关过程与输出电压无关，谐振电流上升与复位过程解耦，可以简化辅助网络的设计，并且也能够适用于输出电压变化较大的场合；从而解决现有技术中的能量前馈型buck软开关电路中的软开关，其工作过程与输出电压有关，谐振电流上升与复位过程耦合，会导致软开关辅助网络参数设计困难，较大的输出电压变化范围会降低电路的软开关工作范围；并且，辅助开关管承受的电流应力大，导致电路整体的损耗增加的问题。
1.一种基于自耦变压器的软开关buck电路, 其特征在于，包括：直流电压源、主电路组件、负载、以及辅助软开关网络组件；
2.根据权利要求1所述的一种基于自耦变压器的软开关buck电路, 其特征在于，所述辅助开关管为nmos管，所述辅助开关管的控制端为nmos管的栅极，所述辅助开关管的第一端为nmos管的漏极，所述辅助开关管的第二端为nmos管的源极。
3.根据权利要求1所述的一种基于自耦变压器的软开关buck电路, 其特征在于，所述主开关管为nmos管，所述主开关管的控制端为nmos管的栅极，所述主开关管的第一端为nmos管的漏极，所述主开关管的第二端为nmos管的源极。
4.一种基于自耦变压器的软开关buck装置, 其特征在于，包括控制器以及如权利要求1至3任意一项所述的一种基于自耦变压器的软开关buck电路，所述主电路组件的控制端、所述辅助软开关网络组件的控制端与所述控制器的输出端电气连接；
