一種基于可變電感網絡的雙全橋dc/dc變換器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直流-直流變換器，具體說是一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器。
【背景技術】
[0002]雙全橋DC-DC變換器可以實現能量的雙向傳輸，其通過高頻變壓器T 一方面可以實現能量的輸入輸出的電氣隔離，另一方面所有開關管在滿足一定的條件下可以實現軟開關工作狀態，因此具有能力傳輸效率高、功率密度高、安全性好等優點。在較多的工業場合中得到了應用，如電動汽車充放電機、航空航天領域。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管難以實現軟開關工作狀態，進而導致變換器傳輸效率低，發熱嚴重，運行不穩定等問題。現有解決方案大多集中在增加輔助諧振電路增加功率開關的軟開關的運行區間，該類方案存在無源器件體積大、成本高且控制策略復雜等冋題。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器，一方面解決了現有雙全橋DC-DC變換器軟開關區間不大的問題；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工作區間，同時變換器控制方式也簡單易于實現。
[0004]本發明采取的技術方案為:
一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器，包含一個由單相全橋電路和可變電感網絡組成的原邊模塊、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, 一個可變電感網絡，一個高頻變壓器T等效漏感Lk。所述可變電感網絡由η個輔助開關Sal、Sa2-Sal^P η個輔助電感Lal、La2-Lan構成。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；輸入電源的負極、輸入電容C i的下端、功率開關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S i的源極、二極管D滿陽極、電容C啲下端、功率開關S2的漏極、二極管D 2的陰極、電容C 2的上端相連，其結點與可變電感網絡中輔助開關San的漏極、輔助電感Lan的左端相連；可變電感網絡中輔助電感Lan的右端與輔助電感Lalri的左端及輔助開關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，該結點同時與輔助開關S al、Sa2…San的源極相連；
功率開關S3的源極、二極管D 3的陽極、電容C 3的下端、功率開關S 4的漏極、二極管D 4的陰極、電容C4的上端相連，其結點與高頻變壓器T輸入側下端相連； 高頻變壓器T等效漏感Lk的右端與高頻變壓器T輸入側上端相連；
一種基于可變電感網絡的全橋DC-DC變換器，其副邊模塊包括四個功率開關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輸出側上端與功率開關管S5源極、功率開關管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輸出側的下端與功率開關管S7的源極、功率開關管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，其節點接輸出直流電源V。的負極。
[0005]所述可變電感網絡的加入，不改變變換器的工作模態。
[0006]相比現有技術，本發明一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器，具有如下有益效果:
I )、本發明的一種基于可變電感網絡的雙全橋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絡，其可以根據變換器傳輸功率的大小，調節接入輔助電感的大小，保證變換器始終工作于軟開關狀態，提高變換器的工作效率。
[0007]2)、本發明不改變原變換器控制方式及其實現形式，具有控制策略簡單易實現等優點。
【附圖說明】
[0008]圖1為現有技術中雙全橋DC-DC變換器電路結構示意圖。
[0009]圖2為本發明一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器電路結構示意圖。
[0010]圖3為本發明列舉的一種基于三個輔助電感網絡的雙全橋DC-DC變換器電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0012]如圖2所示，一種基于可變電感網絡的雙全橋DC-DC變換器，其原邊模塊包括四個功率開關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, 一個可變電感網絡，一個高頻變壓器T等效漏感Lk。所述可變電感網絡由η個輔助開關Sal、Sa2-Sal^P η個輔助電感Lal、La2-Lan構成。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；輸入電源的負極、輸入電容C i的下端、功率開關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S i的源極、二極管D滿陽極、電容C啲下端、功率開關S2的漏極、二極管D 2的陰極、電容C 2的上端相連，其結點與可變電感網絡中輔助開關San的漏極、輔助電感Lan的左端相連；可變電感網絡中輔助電感Lan的右端與輔助電感Lalri的左端及輔助開關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，該結點同時與輔助開關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S 4的漏極、二極管D 4的陰極、電容C 4的上端相連，其結點與高頻變壓器T輸入側下端相連；
高頻變壓器T等效漏感Lk的右端與高頻變壓器T輸入側上端相連；
一種基于可變電感網絡的全橋DC-DC變換器，其副邊模塊包括四個功率開關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輸出側上端與功率開關管S5源極、功率開關管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輸出側的下端與功率開關管S7的源極、功率開關管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，其節點接輸出直流電源V。的負極。
[0013]功率開關S1、S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8是全控型器件，可以根據工作場合的需要選擇不同類型的開關管，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Sp S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8的寄生二極管，也可以根據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與開關管漏源極兩端；電容Q、C2、C3、C4、C5、C6、C7、(:8可以是功率開關Sp S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8的寄生電容，也可以根據工作場合的需要選擇適合的電容按照所