專利名稱：直流－直流電源變換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流—直流電源變換裝置。
背景技術：
直流—直流電源變換裝置具有逆變器、變壓器、整流器和濾波器，輸入該電源裝置的直流電經逆變器轉化為交流電，經變壓器變壓隔離后，又經整流、濾波變為平滑的直流電供給負載。目前這種電源裝置中整流器的整流二極管工作在硬開關狀態，器件本身的反向恢復電流、反向恢復和線路雜散電感(包括變壓器的漏感)引起的器件過電壓大大降低了電源裝置的可靠性和效率，而且這種電源裝置中的逆變器開關器件也工作在硬開關狀態，或工作在軟開關狀態是與電源裝置輸出功率等有關，影響電源裝置的效率提高。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、效率高、可以實現整流二極管軟換流和使逆變器開關器件在全負載范圍內實現軟開關的直流—直流電源變換裝置。
為達上述目的，本實用新型的技術解決方案是在現有直流—直流電源變換裝置的整流器中設置開關管，具體方案有兩種。
方案1直流—直流電源變換裝置，包括逆變器、變壓器、整流器和濾波器，所說的整流器具有由二個二極管DR1、DR2相串聯構成的橋臂和由二個開關管MT5、MT6相串聯構成的另一橋臂，其中開關管MT5并聯二極管D5和并聯電容C5，開關管MT6并聯二極管D6和并聯電容C6，兩橋臂的中點分別與變壓器副邊繞組的首、末端連接。
方案2直流—直流電源變換裝置，包括逆變器、變壓器、整流器和濾波器，所說的整流器具有由二極管DR1和開關管MT5相串聯構成的橋臂和由二極管DR2和開關管MT6相串聯構成的另一橋臂，其中開關管MT5并聯二極管D5和并聯電容C5，開關管MT6并聯二極管D6和并聯電容C6，兩橋臂的中點分別與變壓器副邊繞組的首、末端連接。
上述二個方案中所說的開關管TM5、TM6并聯的二極管D5、D6及電容C5、C6是外加二極管和電容或是開關管TM5、TM6內部的寄生二極管和電容。
本實用新型的直流—直流電源變換裝置電路結構簡單，不但實現了電路中開關器件全負載范圍的軟開關工作，而且實現了整流器中二極管的軟換流，運行可靠，效率高。
圖1是本實用新型構成的一種具體電路圖；圖2是本實用新型中整流器的另一種構成電路圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的直流—直流電源變換裝置包括由主開關管MT1～MT4各自并聯二極管D1～D4和并聯電容C1～C4構成的逆變器A，與逆變器相連的變壓器T，圖示實例中，整流器具有由二個二極管DR1、DR2相串聯構成的橋臂和由二個開關管MT5、MT6相串聯構成的另一橋臂，其中開關管MT5并聯二極管D5和并聯電容C5，開關管MT6并聯二極管D6和并聯電容C6，兩橋臂的中點分別與變壓器T副邊繞組的首、末端連接。濾波器包括接在整流器輸出端的電容Cb和與變壓器原邊繞組串聯的電感Lk，該電感可以是外加的電感或是變壓器本身的漏感。
上述整流器也可以如圖2所示，它具有由二極管DR1和開關管MT5相串聯構成的橋臂和由二極管DR2和開關管MT6相串聯構成的另一橋臂，其中開關管MT5并聯二極管[D5]和并聯電容C5，開關管MT6并聯二極管D6和并聯電容C6，兩橋臂的中點分別與變壓器T副邊繞組的首、末端連接。
本實用新型的直流—直流電源變換裝置，其逆變器每對斜對管工作在50％占空比，整流器的二個開關管也各自工作在50％占空比，通過二者的移相控制，實現開關管的零電壓開關和輸出功率調節。根據輸出電壓不同，本實用新型有兩種工作模式，即電流連續模式和電流斷續模式。工作過程分別敘述如下1、電流連續模式假設變壓器的變比為n，設t＜t0時，電源變換裝置的工作狀態為二極管DR2、開關管MT2、MT3和MT5導通，電容C1和C4的電壓為輸入電壓，電容C6的電壓等于輸出電壓，輸入通過電感Lk向輸出傳遞能量。
t＝t0時刻，開關管MT2和MT3同時關斷，電感Lk電流給C1和C4放電，當C1和C4電壓為零后，二極管D1和D4導通，這時MT1和MT4導通，實現了零電壓導通。
t＝t1時刻，電感電流在輸入電壓和輸出電壓的作用下，下降到零，二極管DR2零電流關斷，DR1零電流開通，實現二極管的軟換流，由于輸出濾波電容的鉗位作用，二極管沒有電壓過沖。隨后，電感Lk電流在輸入電壓的作用下線性增加。
t＝t2時刻，開關管MT5關斷，電感Lk電流給C6放電，當C6電壓為零后，二極管D6導通，這時開通MT6，實現了MT6零電壓導通。
t＞t2時刻，輸入電壓通過電感向輸出傳遞能量，傳遞能量的多少決定輸出電壓和功率。這個階段直到開關管MT1和MT4關斷后結束，電路進入下半個開關周期的運行，運行模式與上面所述相似，分析也與前面一致。
2、電流斷續模式假設變壓器的變比為n，設t＜t0時，電源變換裝置的工作狀態為開關管MT2、MT3和MT5導通，二極管DR1和DR2都關斷，電容C1和C4的電壓為輸入電壓，電容C6的電壓等于輸出電壓，電感Lk電流為零。這個階段實際上是個空閑模式，輸入沒有向輸出傳遞能量，也沒有向電感儲能。
t＝t0時刻，開關管MT2和MT3同時關斷，變壓器激磁電感電流給C1和C4放電，當C1和C4電壓為零后，二極管D1和D4導通，這時MT1和MT4導通，實現了零電壓導通。隨后DR1零電流導通，電感Lk電流在輸入電壓的作用下線性增加。
t＝t1時刻，開關管MT5關斷，電感Lk電流給C6放電，當C6電壓為零后，二極管D6導通，這時開通MT6，實現了MT6零電壓導通。隨后，輸入通過電感向輸出傳遞能量，傳遞能量的多少決定輸出電壓和功率。
t＝t2時刻，電感Lk電流下降到零，二極管DR1在零電流下自然關斷。隨后電路進入空閑模式，這個階段直到t3時刻開關管MT1和MT4關斷結束，電路進入下半個開關周期的運行，運行模式與上面所述相似，分析也與前面一致。
權利要求1.直流—直流電源變換裝置，包括逆變器[A]、變壓器[T]、整流器和濾波器，其特征是所說的整流器具有由二個二極管[DR1]、[DR2]相串聯構成的橋臂和由二個開關管[MT5]、[MT6]相串聯構成的另一橋臂，其中開關管[MT5]并聯二極管[D5]和并聯電容[C5]，開關管[MT6]并聯二極管[D6]和并聯電容[C6]，兩橋臂的中點分別與變壓器[T]副邊繞組的首、末端連接。
2.按權利要求1所述的直流—直流電源變換裝置，其特征是開關管[TM5]、[TM6]并聯的二極管[D5]、[D6]及電容[C5]、[C6]是外加二極管和電容或是開關管[TM5]、[TM6]內部的寄生二極管和電容。
3.直流—直流電源變換裝置，包括逆變器[A]、變壓器[T]、整流器和濾波器，其特征是所說的整流器具有由二極管[DR1]和開關管[MT5]相串聯構成的橋臂和由二極管[DR2]和開關管[MT6]相串聯構成的另一橋臂，其中開關管[MT5]并聯二極管[D5]和并聯電容[C5]，開關管[MT6]并聯二極管[D6]和并聯電容[C6]，兩橋臂的中點分別與變壓器[T]副邊繞組的首、末端連接。
4.按權利要求3所述的直流—直流電源變換裝置，其特征是開關管[TM5]、[TM6]并聯的二極管[D5]、[D6]及電容[C5]、[C6]是外加二極管和電容或是開關管[TM5]、[TM6]內部的寄生二極管和電容。
專利摘要本實用新型的直流—直流電源變換裝置，包括逆變器、變壓器、整流器和濾波器，所說的整流器具有由二個二極管相串聯構成的橋臂和由二個開關管相串聯構成的另一橋臂，或者由二極管串聯開關管分別構成二個橋臂。其中的開關管并聯二極管和并聯電容，兩橋臂的中點分別與變壓器副邊繞組的首、末端連接。本實用新型的直流—直流電源變換裝置電路結構簡單，不但實現了電路中開關器件全負載范圍的軟開關工作，而且實現了整流器中二極管的軟換流，運行可靠，效率高。
文檔編號H02M3/24GK2529443SQ0221508
公開日2003年1月1日 申請日期2002年1月8日 優先權日2002年1月8日
發明者張軍明, 錢照明 申請人:浙江大學