一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋dc/dc變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流-直流變換器，具體說是一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]雙全橋DC-DC變換器可以實現(xiàn)能量的雙向傳輸，其通過高頻變壓器T 一方面可以實現(xiàn)能量的輸入輸出的電氣隔離，另一方面所有開關(guān)管在滿足一定的條件下可以實現(xiàn)軟開關(guān)工作狀態(tài)，因此具有能力傳輸效率高、功率密度高、安全性好等優(yōu)點。在較多的工業(yè)場合中得到了應(yīng)用，如電動汽車充放電機、航空航天領(lǐng)域。但雙全橋DC/DC變換器傳輸功率受限于變壓器等效漏感的大小，在傳輸功率較大時需要電路中變壓器的等效漏感值較小，但較小的漏感值在變換器輕載運行時會使得變換器中的功率開關(guān)管難以實現(xiàn)軟開關(guān)工作狀態(tài)，進而導(dǎo)致變換器傳輸效率低，發(fā)熱嚴(yán)重，運行不穩(wěn)定等問題。現(xiàn)有解決方案大多集中在增加輔助諧振電路增加功率開關(guān)的軟開關(guān)的運行區(qū)間，該類方案存在無源器件體積大、成本高且控制策略復(fù)雜等冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器，一方面解決了現(xiàn)有雙全橋DC-DC變換器軟開關(guān)區(qū)間不大的問題；另一方面無需改變原變換器控制策略，不僅能夠增加變換器軟開關(guān)工作區(qū)間，同時變換器控制方式也簡單易于實現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器，包含一個由單相全橋電路和可變電感網(wǎng)絡(luò)組成的原邊模塊、高頻變壓器T以及包含另一個全橋電路的副邊模塊。其原邊模塊包括四個功率開關(guān)SpS2、S3、S4，四個二極管DpD2、D3、D4，四個電容CpC2XpC4,—個輸入濾波電容Ci, 一個可變電感網(wǎng)絡(luò)，一個高頻變壓器T等效漏感Lk。所述可變電感網(wǎng)絡(luò)由η個輔助開關(guān)Sal、Sa2-Sal^P η個輔助電感Lal、La2-Lan構(gòu)成。原邊模塊具體電路連接形式如下:輸入電源的正極和輸入電容Ci的上端與功率開關(guān)S 1、S3的漏極、二極管D ”隊的陰極及電容Q、C3的上端相連；輸入電源的負(fù)極、輸入電容C i的下端、功率開關(guān)S 2、S4的源極、二極管D2、D4的陽極及電容C 2、C4的下端相連；功率開關(guān)S i的源極、二極管D滿陽極、電容C啲下端、功率開關(guān)S2的漏極、二極管D 2的陰極、電容C 2的上端相連，其結(jié)點與可變電感網(wǎng)絡(luò)中輔助開關(guān)San的漏極、輔助電感Lan的左端相連；可變電感網(wǎng)絡(luò)中輔助電感Lan的右端與輔助電感Lalri的左端及輔助開關(guān)S 的漏極相連，輔助電感L 的右端與輔助電感L an_2的左端及輔助開關(guān)San_2的漏極相連，以此類推，直到輔助電感L al的右端與高頻變壓器T等效漏感Lk的左端相連，該結(jié)點同時與輔助開關(guān)S al、Sa2…San的源極相連；
功率開關(guān)S3的源極、二極管D 3的陽極、電容C 3的下端、功率開關(guān)S 4的漏極、二極管D 4的陰極、電容C4的上端相連，其結(jié)點與高頻變壓器T輸入側(cè)下端相連； 高頻變壓器T等效漏感Lk的右端與高頻變壓器T輸入側(cè)上端相連；
一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的全橋DC-DC變換器，其副邊模塊包括四個功率開關(guān)S5、S6、S7、S8,四個二極管d5、d6、d7、D8,四個電容C5、C6、C7、C8，和一個輸出濾波電容C。，副邊模塊具體的連接方式如下:
高頻變壓器T輸出側(cè)上端與功率開關(guān)管S5源極、功率開關(guān)管S 6的漏極、二極管D 5的陽極、二極管隊的陰極、電容C 5的下端和電容C 6的上端相連；高頻變壓器T輸出側(cè)的下端與功率開關(guān)管S7的源極、功率開關(guān)管S 8的漏極、二極管D 7的陽極、二極管D 8的陰極、電容C 7的下端、電容C8的上端相連；功率開關(guān)管S 5、S7的漏極、二極管D 5、07的陰極、電容C 5、(:7的上端與電容C。的上端和輸出直流電源V。的正極相連；功率開關(guān)管S 6、S8的源極、二極管D 6、08的陽極、電容C 6、(:8的下端與電容C。和下端相連，其節(jié)點接輸出直流電源V。的負(fù)極。
[0005]所述可變電感網(wǎng)絡(luò)的加入，不改變變換器的工作模態(tài)。
[0006]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器，具有如下有益效果:
I )、本發(fā)明的一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器，在雙全橋DC-DC變換器全橋電路中加入了可變電感網(wǎng)絡(luò)，其可以根據(jù)變換器傳輸功率的大小，調(diào)節(jié)接入輔助電感的大小，保證變換器始終工作于軟開關(guān)狀態(tài)，提高變換器的工作效率。
[0007]2)、本發(fā)明不改變原變換器控制方式及其實現(xiàn)形式，具有控制策略簡單易實現(xiàn)等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙全橋DC-DC變換器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明列舉的一種基于三個輔助電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0012]如圖2所示，一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的雙全橋DC-DC變換器，其原邊模塊包括四個功率開關(guān)S1、S2, S3, S4,四個二極管Dp D2, D3, D4,四個電容Cp C2, C3, C4, 一個輸入濾波電容Ci, 一個可變電感網(wǎng)絡(luò)，一個高頻變壓器T等效漏感Lk。所述可變電感網(wǎng)絡(luò)由η個輔助開關(guān)Sal、Sa2-Sal^P η個輔助電感Lal、La2-Lan構(gòu)成。原邊模塊具體電路連接形式如下:
輸入電源的正極和輸入電容Ci的上端與功率開關(guān)S 1、S3的漏極、二極管D ”隊的陰極及電容Q、C3的上端相連；輸入電源的負(fù)極、輸入電容C i的下端、功率開關(guān)S 2、S4的源極、二極管D2、D4的陽極及電容C 2、C4的下端相連；功率開關(guān)S i的源極、二極管D滿陽極、電容C啲下端、功率開關(guān)S2的漏極、二極管D 2的陰極、電容C 2的上端相連，其結(jié)點與可變電感網(wǎng)絡(luò)中輔助開關(guān)San的漏極、輔助電感Lan的左端相連；可變電感網(wǎng)絡(luò)中輔助電感Lan的右端與輔助電感Lalri的左端及輔助開關(guān)S 的漏極相連，輔助電感L 的右端與輔助電感L an_2的左端及輔助開關(guān)San_2的漏極相連，以此類推，直到輔助電感L al的右端與高頻變壓器T等效漏感Lk的左端相連，該結(jié)點同時與輔助開關(guān)S al、Sa2…San的源極相連；功率開*S3的源極、二極管隊的陽極、電容C 3的下端、功率開關(guān)S 4的漏極、二極管D 4的陰極、電容C 4的上端相連，其結(jié)點與高頻變壓器T輸入側(cè)下端相連；
高頻變壓器T等效漏感Lk的右端與高頻變壓器T輸入側(cè)上端相連；
一種基于可變電感網(wǎng)絡(luò)的全橋DC-DC變換器，其副邊模塊包括四個功率開關(guān)S5、S6、S7、S8,四個二極管d5、d6、d7、D8,四個電容C5、C6、C7、C8，和一個輸出濾波電容C。，副邊模塊具體的連接方式如下:
高頻變壓器T輸出側(cè)上端與功率開關(guān)管S5源極、功率開關(guān)管S 6的漏極、二極管D 5的陽極、二極管隊的陰極、電容C 5的下端和電容C 6的上端相連；高頻變壓器T輸出側(cè)的下端與功率開關(guān)管S7的源極、功率開關(guān)管S 8的漏極、二極管D 7的陽極、二極管D 8的陰極、電容C 7的下端、電容C8的上端相連；功率開關(guān)管S 5、S7的漏極、二極管D 5、07的陰極、電容C 5、(:7的上端與電容C。的上端和輸出直流電源V。的正極相連；功率開關(guān)管S 6、S8的源極、二極管D 6、08的陽極、電容C 6、(:8的下端與電容C。和下端相連，其節(jié)點接輸出直流電源V。的負(fù)極。
[0013]功率開關(guān)S1、S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8是全控型器件，可以根據(jù)工作場合的需要選擇不同類型的開關(guān)管，此處僅以MOS管為例說明。二極管Dp D2, D3, D4, D5, D6, D7,隊可以是功率開關(guān)Sp S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8的寄生二極管，也可以根據(jù)工作場合的需要選擇適合的二極管按照所述連接方式并聯(lián)與開關(guān)管漏源極兩端；電容Q、C2、C3、C4、C5、C6、C7、(:8可以是功率開關(guān)Sp S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8的寄生電容，也可以根據(jù)工作場合的需要選擇適合的電容按照所