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专利号: 2021101377931
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种有源箝位反激变换器,其特征在于,包括有源箝位反激谐振电路、励磁电流模拟电路和控制电路,其中:

所述有源箝位反激谐振电路包括一个输入端口,接收直流输入电压;一个输出电路,提供直流电给负载;一个或多个变压器,变压器至少包含一个原边绕组以及一个副边绕组;以及一个谐振电感Lr;还包括原边主开关Q1,经谐振电感Lr与所述变压器原边绕组相串联;在所述原边主开关Q1导通期间,直流输入电压经谐振电感Lr加到所述变压器原边绕组,变压器存储能量;在所述原边主开关Q1关断期间,直流输入电压与所述变压器原边绕组断开,变压器在原边主开关Q1导通期间所存储的能量通过变压器的副边绕组释放给负载;

所述输出电路包括副边整流管和输出电容,与所述变压器的副边绕组耦合,将变压器在原边主开关Q1关断期间释放的能量产生一个直流电,提供给负载;

还包括箝位电路,所述箝位电路包括一个带反并二极管的辅助开关Q2、一个箝位电容Cr以及一个采样电阻Rs,所述辅助开关Q2与采样电阻Rs和箝位电容Cr依次串联组成辅助支路,所述辅助支路并联在谐振电感Lr和变压器原边绕组两端构成的串联支路两端或并联在原边主开关Q1两端;在辅助开关Q2导通区间,箝位电容Cr与所述谐振电感Lr谐振;所述采样电阻Rs用于采集原边侧电流信息,产生电流采样信号Vcs;

所述励磁电流模拟电路由辅助电阻Ra和辅助电容Ca构成;所述辅助电阻Ra与辅助电容Ca串联,并与所述变压器的原边绕组或与原边绕组耦合的辅助绕组相连接,在辅助电容Ca上产生的励磁电流模拟信号Vca;

所述控制电路根据接收的电流采样信号Vcs和励磁电流模拟信号Vca,或者二者相加或叠加产生的电流合成信号Va,计算励磁电流模拟信号Vca与实际励磁电流之间的直流偏差,并在励磁电流模拟信号Vca或电流合成信号Va对该偏差进行补偿;根据电流合成信号Va补偿后的信号判断有源箝位反激谐振电路副边整流管电流区间及输出负载情况,产生相应的原边主开关的驱动信号VG1和和辅助开关的驱动信号VG2,控制辅助开关Q2的导通时间跟随副边整流管导通区间而变化。

2.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述谐振电感Lr为所述变压器漏感。

3.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述谐振电感Lr为独立电感。

4.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述辅助电阻Ra与辅助电容Ca串联之后与所述变压器的原边绕组或与原边绕组耦合的辅助绕组直接并联。

5.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述辅助电阻Ra、辅助电容Ca、采样电阻Rs串联之后与所述变压器的原边绕组或与原边绕组耦合的辅助绕组并联。

6.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述控制电路根据判断出的负载情况控制所述有源箝位反激谐振电路进入不同的工作模式,工作模式包括原边主开关和辅助开关互补工作模式、开关频率随负载下降而降低且原边主开关和辅助开关非互补工作模式或打嗝模式。

7.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述控制电路根据判断出的负载情况控制所述有源箝位反激谐振电路进入不同的工作模式,工作模式包括原边主开关和辅助开关互补工作模式、开关最高工作频率受限且原边主开关和辅助开关非互补工作模式、开关频率随负载下降而降低且原边主开关和辅助开关非互补工作模式或打嗝模式。

8.根据权利要求1所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述控制电路接收反映所述有源箝位反激谐振电路输出电压信息的反馈信号Vo_FB,对原边主开关Q1的驱动信号VG1和辅助开关Q2的驱动信号VG2进行调节,进行输出稳压控制。

9.根据权利要求8所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,所述反映输出电压信息的反馈信号Vo_FB在所述变压器副边采集输出电压,经调节和隔离后传输到所述变压器原边侧获得。

10.一种有源箝位反激变换器的实现方法,采用权利要求1‑9之一所述的有源箝位反激变换器,其特征在于,包括以下步骤:

S10,在有源箝位反激谐振变换器的原边侧引入由辅助电阻Ra和辅助电容Ca串联构成的励磁电流模拟电路,所述励磁电流模拟电路与变压器的原边绕组或与原边绕组耦合的辅助绕组相连接,在辅助电容Ca上产生与变压器励磁电流波形形状相同或相反的励磁电流模拟信号Vca;

S20,利用采样电阻Rs采集流过箝位电路的电流信息,产生电流采样信号Vcs;

S30,将所述电流采样信号Vcs,励磁电流模拟信号Vca或者二者相加或直接叠加产生的电流合成信号Va,以及反映变换器输出电压信息的反馈信号Vo_FB和反映变压器励磁电流过零信息的反馈信号ZCD送入控制电路产生原边主开关Q1的驱动信号VG1和辅助开关Q2的驱动信号VG2。