一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，本發(fā)明基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎上，通過變壓器原邊側(cè)兩個變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個全橋輸出端的并聯(lián)來實現(xiàn)；本發(fā)明通過對開關管K1、K2的控制，能靈活的實現(xiàn)變壓器原邊(變壓器副邊)電路結(jié)構，在不改變開關頻率調(diào)整范圍的情況下，有效的改變變壓器副邊側(cè)電壓范圍，降低了整體電路的損耗，使得該電路在電壓變比較大的場合下能夠有較高的轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】
一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的電力電子接口變換技術領域，特別涉及一種隔離型雙向有源全橋諧振變換電路，屬于電力電子與電工技術領域。
【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)的雙向有源全橋變換電路中，如圖2所示，變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍狹窄且全橋變換電路轉(zhuǎn)換效率低。傳統(tǒng)的諧振變換器的輸出是通過改變開關管的開關頻率實現(xiàn)改變輸出電壓，由于隨著輸出電壓的升高，開關器件的工作頻率調(diào)整范圍也變大，隨之帶來在器件上的開關損耗增大，使系統(tǒng)效率底下。而且在雙向有源全橋諧振變換器兩端壓差很大的場合，變壓器原邊開關管需要承受較大的電壓，需要選擇耐壓等級高的開關管，損耗也增大;變壓器副邊開關管承受的電流較大，導致開關管發(fā)熱嚴重，造成大量的損耗。因此現(xiàn)有的雙向有源全橋諧振拓撲在高變壓比的場合存在明顯的不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有雙向有源全橋諧振變換電路在變壓比較大場合轉(zhuǎn)換效率低、變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍狹窄的問題，提供一種靈活改變變壓器原邊繞組匝數(shù)和變壓器副邊輸出電路結(jié)構的電路拓撲，降低電路損耗，改善電路效率，提高變壓器原邊(變壓器副邊)電壓范圍。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供的解決方案是:
[0005]本發(fā)明一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎上，通過變壓器原邊側(cè)兩個變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個全橋輸出端的并聯(lián)來實現(xiàn)。
[0006]—種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，包括第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、第五開關管Ql、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第九開關管K1、第十開關管K2、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI;
[0007]所述的第一開關管SI的漏極與第三開關管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關管S2的源極與第四開關管S4的源極、電源Vl的負極連接，第一開關管SI的源極、第二開關管S2的漏極、第一電感Lri的一端連接，第一電感Lri的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關管另一端、第三開關管S3的源極、第四開關管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關管Ql的源極、第六開關管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關管Q3的源極、第八開關管Q4的漏極連接，第五開關管Ql的漏極、第七開關管Q3的漏極、第十一開關管Q5的漏極、第十三開關管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關管Q2的源極與第八開關管Q4的源極、極性電容C2的負極、第十二開關管Q6的源極、第十四開關管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關管Q5的源極、第十二開關管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關管Q7的源極、第十四開關管Q8的漏極連接。
[0008]與現(xiàn)有雙向有源全橋諧振變換器相比，本發(fā)明通過對開關管K1、K2的控制，能靈活的實現(xiàn)變壓器原邊(變壓器副邊)電路結(jié)構，在不改變開關頻率調(diào)整范圍的情況下，有效的改變變壓器副邊側(cè)電壓范圍，降低了整體電路的損耗，使得該電路在電壓變比較大的場合下能夠有較高的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明電路原理圖；
[0010]圖2為傳統(tǒng)隔離型雙向有源全橋諧振變換電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0012]圖1為本發(fā)明的原理圖，與現(xiàn)有隔離型雙向有源全橋變換器相比通過對開關管Κ1、開關管Κ2的控制，實現(xiàn)兩臺變壓器原邊繞組的串聯(lián)及變壓器副邊側(cè)兩個全橋輸出端的并聯(lián)。
[0013]本專利中所涉及開關管泛指一切全控型器件，但在本專利對電路的解釋中以MOS管為例進行描述。
[0014]—種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，包括第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、第五開關管Ql、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第九開關管Κ1、第十開關管Κ2、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器Τ2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI;
[0015]所述的第一開關管SI的漏極與第三開關管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關管S2的源極與第四開關管S4的源極、電源Vl的負極連接，第一開關管SI的源極、第二開關管S2的漏極、第一電感Lrl的一端連接，第一電感Lrl的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關管另一端、第三開關管S3的源極、第四開關管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關管Ql的源極、第六開關管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關管Q3的源極、第八開關管Q4的漏極連接，第五開關管Ql的漏極、第七開關管Q3的漏極、第十一開關管Q5的漏極、第十三開關管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關管Q2的源極與第八開關管Q4的源極、極性電容C2的負極、第十二開關管Q6的源極、第十四開關管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關管Q5的源極、第十二開關管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關管Q7的源極、第十四開關管Q8的漏極連接。
[0016]當需要的變壓器副邊(變壓器原邊)電壓范圍較大(小)時，第九開關管K1、第十開關管K2閉合，第一變壓器Tl、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、第五開關管Ql、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4接入電路，第二變壓器T2、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8從電路中切除，本電路就變成了現(xiàn)有的隔離型雙向有源全橋諧振變換電路，通過改變開關管第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4開關頻率實現(xiàn)對變壓器副邊輸出電壓范圍的控制；
[0017]當需要的變壓器副邊(變壓器原邊)電壓范圍較小(大)時，第九開關管K1、第十開關管K2斷開，第一變壓器Tl、第二變壓器T2，第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、第五開關管Q1、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8均接入電路，在變壓器副邊側(cè)第五開關管Q1、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4與第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8通斷是保持同步，由于第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8的接入使變壓器副邊輸出電壓范圍減小一倍；
[0018]本電路還可以實現(xiàn)能量的雙向傳輸，當能量從變壓器原邊側(cè)流向變壓器副邊側(cè)時，驅(qū)動第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4進行全橋逆變，同時，驅(qū)動第五開關管Q1、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8進行全橋整流；當能量從變壓器副邊側(cè)流向變壓器原邊側(cè)時，驅(qū)動第五開關管Ql、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8進行全橋逆變，與此同時，驅(qū)動第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4進行全橋整流；
[0019]應當注意，在說明本發(fā)明的某些特征或者方案時所使用的特殊術語不應當用于表示在這里重新定義該術語以限制與該術語相關的本發(fā)明的某些特定特點、特征或者方案?？傊?，不應當將在隨附的權利要求書中使用的術語解釋為將本發(fā)明限定在說明書中公開的特定實施例，除非上述詳細說明部分明確地限定了這些術語。因此，本發(fā)明的實際范圍不僅包括所公開的實施例，還包括在權利要求書之下實施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效方案。
【主權項】
1.一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，其特征在于:基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎上，通過變壓器原邊側(cè)兩個變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個全橋輸出端的并聯(lián)來實現(xiàn)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型變結(jié)構雙向有源全橋諧振變換器，其特征在在于:基于雙向有源全橋諧振變換器的基礎上，通過變壓器原邊側(cè)兩個變壓器繞組的串聯(lián)及變壓器副側(cè)兩個全橋輸出端的并聯(lián)來實現(xiàn)，具體包括第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、第五開關管Q1、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4、第九開關管Kl、第十開關管K2、第十一開關管Q5、第十二開關管Q6、第十三開關管Q7、第十四開關管Q8、第一變壓器Tl、第二變壓器T2、非極性電容Cl、極性電容C2、第一電感Lrl、第二電感Lr2和電源VI; 所述的第一開關管SI的漏極與第三開關管S3的漏極、電源Vl的正極連接，第二開關管S2的源極與第四開關管S4的源極、電源Vl的負極連接，第一開關管SI的源極、第二開關管S2的漏極、第一電感Lrl的一端連接，第一電感1^的另一端與非極性電容Cl的一端連接，非極性電容Cl的另一端與第一變壓器Tl原邊側(cè)的一端連接，第一變壓器Tl原邊側(cè)的另一端與第二電感Lr2的一端、第九開關管Kl的漏極連接，第二電感Lr2的另一端與第二變壓器T2原邊側(cè)的一端連接，第九開關管另一端、第三開關管S3的源極、第四開關管S4的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的一端與第五開關管Ql的源極、第六開關管Q2的漏極連接，第一變壓器Tl副邊側(cè)的另一端與第七開關管Q3的源極、第八開關管Q4的漏極連接，第五開關管Ql的漏極、第七開關管Q3的漏極、第十一開關管Q5的漏極、第十三開關管Q7的漏極、極性電容C2的正極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源正極;第六開關管Q2的源極與第八開關管Q4的源極、極性電容C2的負極、第十二開關管Q6的源極、第十四開關管Q8的源極連接并作為變壓器副邊側(cè)電源負極，第二變壓器T2副邊側(cè)的一端與第十一開關管Q5的源極、第十二開關管Q6的漏極連接，第二變壓器T2副邊側(cè)的另一端與第十三開關管Q7的源極、第十四開關管Q8的漏極連接。
【文檔編號】H02M7/219GK105896996SQ201610446782
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】杭麗君, 干彪, 張豪, 王亦龍, 童安平
【申請人】杭州電子科技大學