專利名稱：一種軟開關(guān)拓撲電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟開關(guān)變換電路，更具體地涉及一種升壓變換電路(Boost電路)、降壓變換電路(Buck電路)及橋式電路中的軟開關(guān)拓撲電路。
常規(guī)的Boost升壓變換電路的零電壓轉(zhuǎn)移技術(shù)(ZVT)電路如

圖1所示。其電路包括電壓源101，儲能電感102，主MOSFET開關(guān)管103，諧振電容104，諧振電感105，輔MOSFET開關(guān)管106，超快恢復(fù)主二極管107，超快恢復(fù)輔二極管108，輸出濾波電容109和負載電阻110。
電壓源101、儲能電感102、超快恢復(fù)主二級管107與輸出濾波電容109形成一個主回路，當(dāng)主MOSFET開關(guān)管103導(dǎo)通時，電壓源101、儲能電感102與主MOSFET開關(guān)管103形成另外一個主回路，諧振電感105與輔MOSFET開關(guān)管106組成一個串聯(lián)支路，并聯(lián)在主MOSFET開關(guān)管103的漏極和源極兩端，在諧振電感105與輔MOSFET開關(guān)管106的連接點A通過超快恢復(fù)輔二級管108直接連接到輸出濾波電容109的正極端。
這種變換電路拓撲已經(jīng)記載在申請日為94.3.31，申請?zhí)枮?5190525.2發(fā)明專利的中國發(fā)明專利文獻中，其發(fā)明名稱為“脈寬調(diào)制直流-直流升壓轉(zhuǎn)換器”、發(fā)明人為克里斯特·托倫，專利權(quán)人為L.M.埃利克遜電話股份有限公司，申請人所在地為瑞典。
現(xiàn)有的ZVT-Boost電路的工作時序如圖2A-2F所示。圖2A為輔MOSFET開關(guān)管106的門極驅(qū)動信號電壓Vgs2的波形圖；圖2B為主MOSFET開關(guān)管103的門極驅(qū)動信號電壓Vgs1的波形圖；圖2C為諧振電感105上的電流I1r的波形圖；圖2D為超快恢復(fù)主二極管107的電流IDmain的波形圖；圖2E為超快恢復(fù)輔二極管108的電流IDaux的波形圖；圖2F為主MOSFET開關(guān)管103的源極和漏極之間的電壓Vdsmain的波形圖。從以上圖中可以看出在t=to時刻，輔MOSFET開關(guān)管106開通，由于流過電感的電流是不能發(fā)生突變的，當(dāng)輔MOSFET開關(guān)管106開通時，諧振電感105上的電流是從初始值逐漸增加的，因此，流過超快恢復(fù)主二極管107上的電流是逐漸減少的，并逐漸減少到零，從而借助諧振電感105實現(xiàn)超快恢復(fù)主二極管107的軟關(guān)斷；從圖2D可以看出，在t=t1時刻，超快恢復(fù)主二極管107的正向電流平滑地降為零，從而實現(xiàn)了超快恢復(fù)主二極管107軟關(guān)斷；超快恢復(fù)主二極管107軟關(guān)斷后，諧振電感105會與諧振電容104諧振，如圖2F所示，在t=t2時刻，當(dāng)諧振電容104上的電壓諧振到零，即主MOSFET開關(guān)管103的漏極和源極之間的電壓Vdsmain也為零時，主MOSFET開關(guān)管103的體二極管開始導(dǎo)通續(xù)流；在主MOSFET開關(guān)管103的體二級管續(xù)流期間，于t3時刻開通主MOSFET開關(guān)管103，同時關(guān)斷輔MOSFET開關(guān)管106，實現(xiàn)了主MOSFET開關(guān)管103的零電壓開通，此時，諧振電感105里的儲能通過超快恢復(fù)輔二極管108向輸出濾波電容109饋能，因輔MOSFET開關(guān)管106的漏極和源極兩端的電壓通過超快恢復(fù)輔二極管108受輸出濾波電容109上的電壓VO的限制，從而也實現(xiàn)輔MOSFET開關(guān)管106關(guān)斷時的電壓箝位；如圖2E所示，在t=t4時刻，諧振電感105上的儲能釋放完畢，也即流過超快恢復(fù)輔二極管108的電流平滑降為零，實現(xiàn)了超快恢復(fù)輔二極管108軟關(guān)斷；在t=t5時刻，主MOSFET開關(guān)管103關(guān)斷，并聯(lián)在主MOSFET開關(guān)管103兩端的諧振電容104實現(xiàn)了主MOSFET開關(guān)管103的零電壓關(guān)斷，如圖2F所示；隨著主MOSFET開關(guān)管103的漏極和源極兩端的電壓Vdsmain的上升，輔MOSFET開關(guān)管106的漏極和源極兩端的電壓Vdsaux也會因諧振電感105和輔MOSFET開關(guān)管106的輸出結(jié)電容諧振而上升，流過諧振電感105里的電流也是諧振上升的，如圖2C所示；在t=t6時刻，輔MOSFET開關(guān)管106的漏極和源極兩端的電壓Vdsaux等于輸出濾波電容109上的電壓即等于負載電阻110上的電壓V0時，諧振電感105里的電流會通過超快恢復(fù)輔二極管108流向輸出濾波電容109，而此時超快恢復(fù)主二極管107已經(jīng)導(dǎo)通，這樣諧振電感105上承受的壓降為零，根據(jù)V=di/dt=0可知，流過諧振電感105里的電流在輔MOSFET開關(guān)管106開通前是保持不變的，因此，在t=t7時刻，當(dāng)輔MOSFET開關(guān)管106周期地再次開通時，其開通為非零電流開通。
鑒于上述原因，在t=t0時刻的輔MOSFET開關(guān)管106開通就是一種非零電流開通，也不可避免地導(dǎo)致超快恢復(fù)輔二極管108在t=t0時刻的關(guān)斷是一種硬關(guān)斷，使得輔MOSFET開關(guān)管106的開通損耗和與之相對應(yīng)的超快恢復(fù)輔二極管108的關(guān)斷損耗都較大。正是由于上述原因，常規(guī)的ZVT-Boost電路在功率因數(shù)校正電路中只能取得96.5％左右的變換效率。
針對現(xiàn)有ZVT-Boost電路的輔MOSFET開關(guān)管106的非零電流開通和與之相對應(yīng)的超快恢復(fù)輔二極管108的硬關(guān)斷，提出一種能實現(xiàn)輔MOSFET開關(guān)管106零電流開通和超快恢復(fù)輔二極管108軟關(guān)斷的新的ZVT-Boost電路，以提高電路的效率。
本發(fā)明包括一個主開關(guān)、一個輔開關(guān)、一個與主開關(guān)并聯(lián)的續(xù)流二極管、一個諧振電容、一個電流源、一個諧振電感、一個主二極管、一個饋能裝置和一個電壓源，諧振電容與主開關(guān)并聯(lián)連接，主開關(guān)與輔開關(guān)周期地斷開或接通，在輔開關(guān)斷開的同時接通主開關(guān)，在主開關(guān)斷開后一段時間再接通輔開關(guān)，本發(fā)明的元器件與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，其主開關(guān)與輔開關(guān)的控制邏輯相同，而本發(fā)明的元器件的連接關(guān)系即拓撲不一樣。本發(fā)明的元器件的連接關(guān)系的不同之處為諧振電感插入電流源與主二極管同所述主開關(guān)的連接點B之間，所述輔開關(guān)與所述諧振電感同所述主開關(guān)組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述饋能裝置在所述輔開關(guān)斷開時將諧振電感的剩余能量反饋掉，在此同時還饋送電流源的能量。
本發(fā)明的饋能裝置可以為一個二極管即輔二極管，且此輔二極管與諧振電感同主二極管組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接。
以上所述的諧振電容可以為所述主開關(guān)器件的寄生電容，所述的續(xù)流二極管可以為主開關(guān)器件的反并二極管或體二極管。
本發(fā)明的電路拓撲，保證了在輔開關(guān)開通前輔二極管一定是截止的，從而保證了輔開關(guān)的零電流開通，也避免了輔二極管的硬關(guān)斷，提高了電路的效率。但輔開關(guān)還是硬關(guān)斷。
為了解決輔開關(guān)的硬關(guān)斷，可以在原拓撲電路中增加一個無損吸收二極管和一個無損吸收電容。無損吸收二極管與所述輔二極管串聯(lián)連接，其組成的串聯(lián)支路與所述諧振電感同主二極管組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述無損吸收電容跨接在所述無損吸收二極管同所述輔二極管的連接點與所述諧振電感同主二極管的連接點之間。
該拓撲實現(xiàn)了輔開關(guān)的零電流開通和零電壓關(guān)斷，進一步提高了電路的效率。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，同一個標(biāo)號表示同一部分。
圖1為現(xiàn)有ZVT-BOOST電路拓撲；圖2為現(xiàn)有ZVT-BOOST電路的工作時序圖；圖3A-3D為本發(fā)明的電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明在BOOST電路中的應(yīng)用電路的工作時序圖；圖5為本發(fā)明在BOOST電路中的應(yīng)用原理圖；圖6為進一步完善的本發(fā)明在BOOST電路中應(yīng)用原理圖；圖7為本發(fā)明在BUCK電路中的應(yīng)用原理圖；圖8為進一步完善的本發(fā)明在BUCK電路中的應(yīng)用原理圖9為本發(fā)明在橋式電路中的應(yīng)用原理圖；圖10為進一步完善的本發(fā)明在橋式電路中的應(yīng)用原理圖；圖11為本發(fā)明在2KW功率因數(shù)校正(PFC)電路中的應(yīng)用實施例；圖12為進一步完善的本發(fā)明在2KW功率因數(shù)校正(PFC)電路中的應(yīng)用實施例；本發(fā)明的電路拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中圖3A-3C為本發(fā)明的幾種不同連接方式，應(yīng)用于不同的電路中。
圖3A為應(yīng)用于BOOST電路時的拓撲結(jié)構(gòu)，電流源305、諧振電感105、主二極管107及電壓源308順序連接組成一個主回路，電路的其他部分的連接與本發(fā)明方案中的描述相同；圖3B為應(yīng)用于BUCK電路時的拓撲結(jié)構(gòu)，電壓源309、主開關(guān)302、諧振電感105、電流源310順序連接組成一個主回路，電路的其他部分的連接也與本發(fā)明方案中的描述相同；圖3C為應(yīng)用于橋式電路時的橋式電路中的一個臂的拓撲結(jié)構(gòu)，橋式電路中的一個臂可以看作是一個BOOST電路與一個BUCK電路的組合，其中，電壓源311、主開關(guān)之一302、諧振電感之一105、電流源312、諧振電容之一304、續(xù)流二極管之一303、輔開關(guān)之一301、輔二極管之一108、主二極管之一107組成一BUCK電路；電流源312、諧振電感之二105’、主二極管之二107’、電壓源311、主開關(guān)之二302’、諧振電容之二304’、續(xù)流二極管之二303’、輔開關(guān)之二301’、輔二極管之二108’組成一BOOST電路，兩個電路公用一個電流源312和一個電壓源311，組成橋式電路中的一個臂。
圖3D為進一步完善的本發(fā)明應(yīng)用于BOOST電路時的拓撲結(jié)構(gòu)，該拓撲結(jié)構(gòu)在圖3A方案中增加了兩個元件即無損吸收電容306和無損吸收二極管307，其中，無損吸收二極管307與輔二極管108組成一串聯(lián)支路同諧振電感105與主二極管107組成的串聯(lián)支路并聯(lián)；無損吸收電容306跨接在上述兩支路的兩個連接點之間。
圖5為本發(fā)明在BOOST電路中的應(yīng)用原理圖。其核心為圖3A所示的拓撲結(jié)構(gòu)。其電路包括電壓源501，儲能電感502，主開關(guān)302，續(xù)流二極管303，諧振電容304，諧振電感105，輔開關(guān)301，主二極管107，輔二極管108，輸出濾波電容503和負載電阻504。其中，電壓源501與儲能電感502替代圖3A中的電流源，而輸出濾波電容503和負載電阻504一起作為電路的輸出回路。
而圖4則表示了圖5所示電路的工作時序。圖4A為為輔開關(guān)106的門極驅(qū)動信號電壓V1的波形圖；圖4B為主開關(guān)302的門極驅(qū)動信號電壓V2的波形圖；圖4C為諧振電感105上的電流Ilr的波形圖；圖4D為輔二極管108的電流IDaux的波形圖；圖4E為主二極管107的電流IDmain的波形圖；圖4F為主開關(guān)302兩端的電壓VQmain的波形圖。從以上圖中可以看出在t=t0時刻，輔開關(guān)301開通，由于儲能電感502與諧振電感105的電流均不能發(fā)生突變，因此輔開關(guān)301開通瞬間的電流為零。從而，本電路借助諧振電感105實現(xiàn)輔開關(guān)301的零電流開通；從t0時刻開始，諧振電感105的電流即主二極管107上的電流逐漸減小，在t=t1時刻減小到零，從而利用諧振電感105實現(xiàn)了主二極管107軟關(guān)斷；主二極管107軟關(guān)斷后，諧振電感105會與諧振電容304諧振，如圖4F所示，在t=t2時刻，諧振電容304上的電壓諧振到零，即主開關(guān)302兩端的電壓VQmain也為零，隨后續(xù)流二極管303開始導(dǎo)通續(xù)流；在續(xù)流二極管303續(xù)流期間，于t3時刻開通主開關(guān)302，同時關(guān)斷輔開關(guān)301，因此實現(xiàn)了主開關(guān)302的零電壓開通。此時，儲能電感502里的電流加上諧振電感105里的諧振電流通過輔二極管108流向輸出濾波電容503，因輔開關(guān)301兩端的電壓通過輔二極管108受到輸出濾波電容503上電壓的限制，從而實現(xiàn)了輔開關(guān)301關(guān)斷時的電壓箝位；在t=t4時刻，當(dāng)諧振電感105里的電流換向并逐漸增大到儲能電感502的電流值時，輔二極管108的電流逐漸減小到零，從而實現(xiàn)了輔二極管108軟關(guān)斷；在t=t5時刻，主開關(guān)302關(guān)斷，并在主開關(guān)302兩端的諧振電容304實現(xiàn)了主開關(guān)302的零電壓關(guān)斷；在t=t6時刻，諧振電容304兩端的電壓上升到與輸出濾波電容503上相同的電壓，主二極管107導(dǎo)通，通過主二極管107與輸出濾波電容503組成的電壓箝位電路，限制了主開關(guān)兩端的電壓過沖，如圖4F所示；在t=t7時刻，輔開關(guān)301再次導(dǎo)通，周期地重復(fù)上述過程。
從以上可以看出，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，既解決了輔開關(guān)301的非零電流開通問題，同時解決了輔二極管108的硬關(guān)斷問題。
圖6所示的軟開關(guān)電路與圖5所示電路不同的是，增加了一個無損吸收二極管307和一個無損吸收電容306，即此電路為圖3D拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。其拓撲電路包括電壓源601，儲能電感602，主開關(guān)302，續(xù)流二極管303，諧振電容304，諧振電感105，輔開關(guān)301，主二極管107，輔二極管108，無損吸收二極管307，無損吸收電容306，輸出濾波電容603和負載電阻604。
圖6所示電路的工作過程與圖5所示電路不同的是1．在t=t3時刻輔開關(guān)301關(guān)斷時，儲能電感602里的電流加上諧振電感105里的諧振電流通過輔二極管108流向無損吸收電容306，從而實現(xiàn)了輔開關(guān)301的零電壓關(guān)斷；2．在t=t5時刻主開關(guān)302關(guān)斷時，儲存在無損吸收電容306里的能量通過無損吸收二極管307饋向輸出濾波電容603。
圖7所示的軟開關(guān)拓撲電路為本發(fā)明在BUCK電路中的應(yīng)用。其核心為圖3B所示的拓撲結(jié)構(gòu)。其電路包括電壓源701，儲能電感702，輔開關(guān)301，主開關(guān)302，續(xù)流二極管303，諧振電容304，諧振電感105，主二極管107，輔二極管108，輸出濾波電容703和負載電阻704。其實現(xiàn)ZVT的思想與圖5所示的ZVT-BOOST電路是一樣的，具體工作過程如下當(dāng)輔開關(guān)301開通時，借助諧振電感105實現(xiàn)主二極管107的軟關(guān)斷和輔開關(guān)301的零電流開通；
在主二極管107軟關(guān)斷后，諧振電容304與諧振電感105諧振，當(dāng)諧振電容304上的電壓降為零后，續(xù)流二極管303開始導(dǎo)通續(xù)流，在續(xù)流二極管303導(dǎo)通期間，開通主開關(guān)302，從而實現(xiàn)了主開關(guān)302的零電壓開通；在開通主開關(guān)302的同時關(guān)斷輔開關(guān)301，此時，輔二極管108導(dǎo)通，一方面給儲能電感702續(xù)流，另一方面給諧振電感105續(xù)流；主開關(guān)302開通后，諧振電感105里的電流直線上升，直至輔二極管108軟關(guān)斷；在主開關(guān)302關(guān)斷時，并聯(lián)在主開關(guān)302兩端的諧振電容304實現(xiàn)了主開關(guān)的零電壓關(guān)斷；當(dāng)諧振電容304兩端的電壓上升到電壓源701的電壓后，主二極管107導(dǎo)通續(xù)流；在此之后某一時刻，輔開關(guān)301再次導(dǎo)通，周期性地重復(fù)上述過程。
進一步完善的本發(fā)明在Buck電路中的應(yīng)用見圖8所示。本電路是在圖7所示電路基礎(chǔ)上增加了一個無損吸收二極管307和一個無損吸收電容306。該電路包括電壓源801，輔開關(guān)301，主開關(guān)302，續(xù)流二極管303，諧振電容304，諧振電感105，主二極管107，輔二極管108，無損吸收二極管307，無損吸收電容306，儲能電感802，輸出濾波電容803和負載電阻804。
圖8所示的電路的工作過程與圖7不同的是1．在輔開關(guān)301關(guān)斷時，通過主開關(guān)302、無損吸收電容306、輔二極管108給儲能電感802續(xù)流，同時無損吸收電容306和輔二極管108也給諧振電感105續(xù)流，通過對無損吸收306的充電，實現(xiàn)了輔開關(guān)301的零電壓關(guān)斷；2．在主開關(guān)302關(guān)斷時，無損吸收電容306里的儲能通過無損吸收二極管307向諧振電感105及儲能電感802饋能。
本發(fā)明在橋式電路中的應(yīng)用見圖9所示。圖9所示的電路為本發(fā)明在橋式電路中的一個臂的應(yīng)用原理圖，其核心為圖3C所示的拓撲結(jié)構(gòu)。其電路包括電壓源901，輔開關(guān)之一301，輔開關(guān)之二301’，主開關(guān)之一302，主開關(guān)之二302’，續(xù)流二極管之一303，續(xù)流二極管之二303’，諧振電容之一304，諧振電容之二304’，諧振電感之一105，諧振電感之二105’，主二極管之一107，主二極管之二107’，輔二極管之一108，輔二極管之二108’，電感902。其中，電壓源901、主開關(guān)之一302、諧振電感之一105、電感之一902、諧振電容之一304、續(xù)流二極管之一303、輔開關(guān)之一301、輔二極管之一108組成一個ZVT-BUCK電路，電感902、諧振電感之二105’、主二極管之二107’、電壓源901、主開關(guān)之二302’、諧振電容之二304’、續(xù)流二極管之二303’、輔開關(guān)之二301’、輔二極管之二108’組成一個ZVT-BOOST電路，兩個電路公用一個電感902和一個電壓源901，組成橋式電路中的一個臂，電感902的另一端(C)與其他橋臂相連。
圖10所示的電路為進一步完善的本發(fā)明在橋式電路中的一個臂的應(yīng)用原理圖。其電路為在圖9的基礎(chǔ)上增加了無損吸收電容之一306，無損吸收電容之二306’，無損吸收二極管之一307，無損吸收二極管之二307’。其中，無損吸收電容之一306，無損吸收二極管之一307加入到圖9所示的ZVT-BUCK電路中組成一個改進的ZVT-BUCK電路；無損吸收電容之二306’，無損吸收二極管之二307’加入到圖9所示的ZVT-BOOST電路中組成一個改進的ZVT-BOOST電路。其連接關(guān)系如本發(fā)明方案中所述。
本發(fā)明應(yīng)用于2KW的功率因數(shù)校正(PFC)電路見圖11所示。此電路為一個ZVT-BOOST電路，輸入市電為單相交流220V電壓，經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)1101濾波后，再經(jīng)過整流橋1102整流作為電壓源送入主回路；主回路中的儲能電感1103其值取為300μH，諧振電感105的取值為20μH，主二極管107使用DSEI30-06A(600V,37A)，輔二極管108使用DSEI12-06A(600V,14A)，主開關(guān)302用兩個型號為IXFH32N50(500V,32A)的MOSFET管并聯(lián)，而輔開關(guān)301則用一個型號為IXFH20N60(600V,20A)的MOSFET管，主開關(guān)302和輔開關(guān)301的驅(qū)動控制電路1104利用了專用ZVT-PFC控制芯片，其型號為UC3855BN，諧振電容使用4n7無感電容，輸出濾波電容使用3個330μF/450V的電解電容并聯(lián)。此電路可以提供輸出電壓為415V功率為2KW的直流，取得了令人滿意的效果，其效率高達97.3％。
進一步完善的本發(fā)明在2KW PFC電路中的應(yīng)用如圖12所示。其他元器件的取值基本上與圖11中的一樣，而增加的無損吸收二極管取為DSEI12-60A(600V,14A)，無損吸收電容取為6n6的無感電容。進一步完善的本發(fā)明應(yīng)用于2KW的PFC電路的效率高達97.5％。
雖然以上以最佳實施方式詳細描述了本發(fā)明的主要技術(shù)特征和優(yōu)點，但本發(fā)明的保護范圍顯然并不局限于以上實施例，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員對上述創(chuàng)造構(gòu)思可能作出的各種顯而易見的替換方案。
權(quán)利要求
1．一種功率變換電路中的軟開關(guān)拓撲電路，包括一個主開關(guān)(302)、一個輔開關(guān)(301)、一個與所述主開關(guān)并聯(lián)的續(xù)流二極管(303)、一個諧振電容(304)、一個電流源(305或310)、一個電壓源(308或309)、一個諧振電感(105)、一個主二極管(107)、一個饋能裝置，所述諧振電容(304)與所述主開關(guān)(302)并聯(lián)連接，所述主開關(guān)(302)與所述輔開關(guān)(301)周期地斷開或接通，在所述輔開關(guān)(301)斷開的同時接通所述主開關(guān)(302)，在所述主開關(guān)(302)斷開后一段時間再接通所述輔開關(guān)(301)，在BOOST電路拓撲中，所述電流源(305)與所述主開關(guān)(302)組成一個回路，所述主二極管(107)的陰極與所述電壓源(308)的正極相連組成一個串聯(lián)支路與所述主開關(guān)(302)并聯(lián)；在BUCK電路拓撲中，所述電壓源(309)、所述主開關(guān)(302)、所述主二極管(107)組成一個回路，其中，所述電壓源(309)的負極與所述主二極管(107)的陽極相連，所述電流源(310)與所述主二極管(107)同所述諧振電感(105)組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，其特征在于所述諧振電感(105)插入所述電流源(305或310)與所述主二極管(107)同所述主開關(guān)(302)的連接點(B)之間，所述輔開關(guān)(301)與所述諧振電感(105)同所述主開關(guān)(302)組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述饋能裝置在所述輔開關(guān)(301)斷開時將所述諧振電感(105)的剩余能量反饋掉，同時，還饋送電流源(305或310)的能量。
2．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述電壓源為一個電解電容(503)，且其正極與所述主二極管(107)的陰極相連，其負極與所述續(xù)流二極管(303)的陽極相連；所述電流源為一電壓源(501)與一個儲能電感(502)串聯(lián)組成的支路，支路的一端為電壓源(501)的負極并與所述續(xù)流二極管(107)的陽極相連，另一端與所述諧振電感(105)同所述輔開關(guān)(301)的連接點相連，其所組成的電路即為一帶零電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)的升壓變換電路(ZVT-BOOST電路)。
3．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述電壓源為一個普通電壓源(701)，且其正極與所述續(xù)流二極管(303)的陰極相連，其負極與所述主二極管(302)的陽極相連；所述電流源為一電壓源如電解電容(703)與一個儲能電感(502)串聯(lián)組成的支路，支路的一端為電壓源(703)的負極并與所述主二極管(107)的陽極相連，另一端與所述諧振電感(105)同所述輔開關(guān)(301)的連接點相連，其組成的電路即為一帶零電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)的降壓變換電路(ZVT-BUCK電路)。
4．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于如權(quán)利要求4所示電路和如權(quán)利要求5所示電路公用一個電壓源(901)和一個電流源如電感(902)可以組合成橋式電路中的一個橋臂。
5．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述的諧振電容(304)可以為所述主開關(guān)器件(302)的寄生電容。
6．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述的續(xù)流二極管(303)為所述主開關(guān)器件(302)的反并二極管或體二極管。
7．如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述的饋能裝置為一個二極管即輔二極管(108)，且此輔二極管(108)與所述諧振電感(105)同所述主二極管(107)組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接。
8．如權(quán)利要求7所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于還包括一個無損吸收二極管(307)和一個無損吸收電容(306)，所述無損吸收二極管(307)與所述輔二極管(108)串聯(lián)連接，其組成的串聯(lián)支路與所述諧振電感(105)同主二極管(107)組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，所述無損吸收電容(306)跨接在所述無損吸收二極管(307)與所述輔二極管(108)的連接點與所述諧振電感(105)同主二極管(107)的連接點之間。
9．如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述儲能電感(502)的電感量比諧振電感(105)大得多。
10．如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述主開關(guān)(302)的電流容量比輔開關(guān)(301)大得多。
11．如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的軟開關(guān)拓撲電路，其特征在于所述主二極管(107)的電流容量比輔二極管(108)大得多。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟開關(guān)拓撲電路。本發(fā)明包括一個主開關(guān)、一個輔開關(guān)、一個與主開關(guān)并聯(lián)的續(xù)流二極管、一個諧振電容、一個電流源、一個諧振電感、一個主二極管、一個饋能裝置和一個電壓源。本發(fā)明的電路拓撲,在保留現(xiàn)有技術(shù)中主開關(guān)實現(xiàn)零電壓開關(guān)的優(yōu)點的基礎(chǔ)上,保證了在輔開關(guān)開通前輔二極管一定是截止的,從而保證了輔開關(guān)的零電流開通,也避免了輔二極管的硬關(guān)斷,同時實現(xiàn)了輔開關(guān)的零電壓關(guān)斷,提高了電路的變換效率。
文檔編號H02M3/158GK1209682SQ98113189
公開日1999年3月3日 申請日期1998年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者趙林沖 申請人:深圳市華為電氣股份有限公司