專利名稱：一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軟開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，特別涉及一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的PWM變換器中的開(kāi)關(guān)器件主要為硬開(kāi)關(guān)(Hard-Switching)，現(xiàn)有的硬開(kāi)關(guān)具有如下缺陷:1:在開(kāi)通時(shí)，電流上升和電壓下降同時(shí)進(jìn)行形成開(kāi)通損耗，在關(guān)斷時(shí)，電壓上升和電流下降同時(shí)進(jìn)行形成關(guān)斷損耗，由此電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)損耗(Switching-Loss),開(kāi)關(guān)損耗會(huì)隨著開(kāi)關(guān)頻率的提高而急速增加。2:當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，電路的感性元件感應(yīng)出尖峰電壓，開(kāi)關(guān)頻率愈高，關(guān)斷愈快，該感應(yīng)電壓愈高，此電壓加在開(kāi)關(guān)器件兩端，易造成器件擊穿。3:當(dāng)開(kāi)關(guān)器件在很高的電壓下開(kāi)通時(shí)，儲(chǔ)存在開(kāi)關(guān)器件結(jié)電容中的能量將以電流形式全部耗散在該器件內(nèi)。開(kāi)關(guān)頻率愈高,開(kāi)通電流尖峰愈大,從而引起器件過(guò)熱損壞。另夕卜，二極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)存在反向恢復(fù)期，開(kāi)關(guān)管在此期間內(nèi)的開(kāi)通動(dòng)作，易產(chǎn)生很大的沖擊電流，開(kāi)關(guān)頻率愈高，該沖擊電流愈大，對(duì)器件的安全運(yùn)行造成危害。4:隨著頻率提高，電路中的di/dt和dv/dt增大，從而導(dǎo)致電磁干擾(EMI)增大，影響整流器和周圍電子設(shè)備的工作?，F(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢(shì)主要趨向于小型化、輕量化、對(duì)電路效率和電磁兼容性也有了更高的要求。而硬開(kāi)關(guān)的缺陷大大的制約了現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展，由此本領(lǐng)域的技術(shù)人員針對(duì)解決硬開(kāi)關(guān)的缺陷設(shè)計(jì)了由復(fù)雜電路構(gòu)成的軟開(kāi)關(guān)(Soft-Switching)。現(xiàn)有的軟開(kāi)關(guān)是相對(duì)硬開(kāi)關(guān)而言的。軟開(kāi)關(guān)是電器回路中用于連通和切斷負(fù)載的一種方式和裝置。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了不斷的發(fā)展和完善，主要可分為零電壓開(kāi)關(guān)和零電流開(kāi)關(guān)。隨著新型的軟開(kāi)關(guān)拓?fù)淙圆粩喑霈F(xiàn)，根據(jù)其發(fā)展的歷程可將軟開(kāi)關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開(kāi)關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。和硬開(kāi)關(guān)工作不同，理想的軟關(guān)斷過(guò)程是電流先降到零，電壓再緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零。由于器件關(guān)斷前電流已下降到零，解決了感性關(guān)斷問(wèn)題，理想的軟開(kāi)通過(guò)程是電壓先降到零，電流在緩慢上升到通態(tài)值，所以開(kāi)通損耗近似為零，器件結(jié)電容的電壓亦為零，解決了容性開(kāi)通問(wèn)題。同時(shí)的，開(kāi)通時(shí)，二極管反向恢復(fù)過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，因此二極管方向恢復(fù)問(wèn)題不存在，提高了開(kāi)關(guān)的頻率。在發(fā)明人的仔細(xì)研究和驗(yàn)證下，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)具有如下缺陷:現(xiàn)有的軟開(kāi)關(guān)電路為了實(shí)現(xiàn)降低開(kāi)關(guān)損耗和提高開(kāi)關(guān)頻率的目的，其設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，其必須使用繁復(fù)的控制策略以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的效果，由此導(dǎo)致電路的效率處于一種較低的水平，影響了電路的實(shí)際使用效果
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，應(yīng)用該技術(shù)方案在同樣實(shí)現(xiàn)降低開(kāi)關(guān)損耗和提聞開(kāi)關(guān)頻率的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提聞了電路的效率，改善了電路實(shí)際使用的效果。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的完整技術(shù)方案是:一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，包括:軟開(kāi)關(guān)電路和控制單元；所述軟開(kāi)關(guān)電路包括輸入電源、第一 MOS開(kāi)關(guān)管、第二 MOS開(kāi)關(guān)管、二極管、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容、輸出負(fù)載；所述輸入電源的正極與所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的漏極相連；所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電感的一端相連；所述第一電感的另一端同時(shí)與所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的漏極、二極管的陰極以及第二電容的一端相連；所述二極管的陽(yáng)極與所述輸入電源的負(fù)極相連；所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的源極與所述第二電感的一端相連；所述第二電感的另一端同時(shí)與所述的第二電容的另一端、第一電容的一端以及輸出負(fù)載的一端相連；所述第一電容的另一端和輸出負(fù)載的另一端同時(shí)與所述輸入電源的負(fù)極相連；所述控制單元包括有第一輸出端和第二輸出端；所述第一輸出端與所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的柵極相連；所述第二輸出端與所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的柵極相連。可選的，所述的二極管為續(xù)流二極管。由上可見(jiàn)，應(yīng)用本實(shí)施例技術(shù)方案，應(yīng)用了較少的電子元件同樣實(shí)現(xiàn)了降低開(kāi)關(guān)損耗和提聞開(kāi)關(guān)頻率，其大大的簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提聞了電路的效率，改善了電路實(shí)際使用的效果。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。實(shí)施例1:如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種軟開(kāi)準(zhǔn)諧振電路，包括:軟開(kāi)關(guān)電路和控制單元；[0032]其中，軟開(kāi)關(guān)電路包括輸入電源Vin、第一MOS開(kāi)關(guān)管S1、第二MOS開(kāi)關(guān)管S2、二極管D、第一電感L、第二電感Lr、第一電容C、第二電容Cr、輸出負(fù)載R ;輸入電源Vin的正極與第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI的漏極相連；第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI的源極與第一電感L的一端相連；第一電感L的另一端同時(shí)與第二 MOS開(kāi)關(guān)管S2的漏極、二極管D的陰極以及第二電容Cr的一端相連；二極管D的陽(yáng)極與輸入電源Vin的負(fù)極相連；第二 MOS開(kāi)關(guān)管Cr的源極與第二電感Lr的一端相連；第二電感Lr的另一端同時(shí)與的第二電容Cr的另一端、第一電容C的一端以及輸出負(fù)載R的一端相連；第一電容C的另一端和輸出負(fù)載R的另一端同時(shí)與輸入電源Vin的負(fù)極相連；其中，控制單兀包括有第一輸出端A和第二輸出端B ;第一輸出端A與第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI的柵極相連；第二輸出端B與第二 MOS開(kāi)關(guān)管S2的柵極相連。還公開(kāi)了一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路控制策略，其步驟為a、輸入電源Vin輸入電流；b、當(dāng)經(jīng)過(guò)第一電感L的電流值為零時(shí)，導(dǎo)通第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI，第二 MOS開(kāi)關(guān)管S2保持關(guān)斷,第二電容Cr與第一電感L發(fā)生諧振,用于為第二電容Cr充電；C、當(dāng)流過(guò)第一電感L的電流值再次諧振到零時(shí)，關(guān)斷第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI，導(dǎo)通第二 MOS開(kāi)關(guān)管S2，第二電容Cr與第二電感Lr發(fā)生諧振，第二電容Cr儲(chǔ)存的電能量轉(zhuǎn)移到第二電感Lr中；d、當(dāng)?shù)诙娙軨r的上電壓達(dá)到輸出電壓時(shí)，導(dǎo)通二極管D，第二電感Lr中儲(chǔ)存的電能流向輸出負(fù)載；e、當(dāng)?shù)诙姼蠰r中的電流值下降到零時(shí)，第二 MOS開(kāi)關(guān)管S2由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，第一 MOS開(kāi)關(guān)管SI保持關(guān)斷。實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的地方在于二極管D為續(xù)流二極管。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，其特征在于，包括: 軟開(kāi)關(guān)電路和控制單元； 所述軟開(kāi)關(guān)電路包括輸入電源、第一 MOS開(kāi)關(guān)管、第二 MOS開(kāi)關(guān)管、二極管、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容、輸出負(fù)載； 所述輸入電源的正極與所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的漏極相連； 所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電感的一端相連； 所述第一電感的另一端同時(shí)與 所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的漏極、二極管的陰極以及第二電容的一端相連； 所述二極管的陽(yáng)極與所述輸入電源的負(fù)極相連； 所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的源極與所述第二電感的一端相連； 所述第二電感的另一端同時(shí)與所述的第二電容的另一端、第一電容的一端以及輸出負(fù)載的一端相連； 所述第一電容的另一端和輸出負(fù)載的另一端同時(shí)與所述輸入電源的負(fù)極相連； 所述控制單元包括有第一輸出端和第二輸出端； 所述第一輸出端與所述第一 MOS開(kāi)關(guān)管的柵極相連； 所述第二輸出端與所述第二 MOS開(kāi)關(guān)管的柵極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，其特征在于: 所述的二極管為續(xù)流二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及軟開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，特別涉及一種軟開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，它包括軟開(kāi)關(guān)電路和控制單元；其中，軟開(kāi)關(guān)電路包括輸入電源Vin、第一MOS開(kāi)關(guān)管S1、第二MOS開(kāi)關(guān)管S2、二極管D、第一電感L、第二電感Lr、第一電容C、第二電容Cr、輸出負(fù)載R；控制單元用于控制第一MOS開(kāi)關(guān)管S1、第二MOS開(kāi)關(guān)管S2、導(dǎo)通與關(guān)斷，應(yīng)用該技術(shù)方案在同樣實(shí)現(xiàn)降低開(kāi)關(guān)損耗和提高開(kāi)關(guān)頻率的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提高了電路的效率，改善了電路實(shí)際使用的效果。
文檔編號(hào)H02M3/10GK203166761SQ20132012839
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者羅中良, 劉炳云, 陳治明 申請(qǐng)人:惠州市博泰通訊設(shè)備有限公司