一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路的製作方法

2023-08-02 06:13:51 1

專利名稱：一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於磁集成技術領域，具體涉及一種磁集成的零電壓零電流軟開關 全橋電路。
背景技術：
通常情況下，變流器的體積主要受磁元件的限制，包括變壓器、電感等。 同時，磁元件的體積與個數也將影響變流器的成本與效率。近年來，隨著磁集 成技術的提出與應用，使得電路中磁元件的體積與個數都得以優化，進而降低
了成本、減小了損耗。採用軟開關技術能夠減小開關損耗，提高效率，降低EMI， 在一般的全橋電路中實現零電壓開關(ZVS) (US. Patent NO.6862195 B2， On Mar.1，2005)。移相全橋電路中，為了使超前臂與滯後臂的開關器件在全負載範 圍內都能實現零電壓軟開關工作，可以在超前臂與滯後臂上各增加一個電感(L) 電容(C)輔助網絡("Pseudo-resonant fiill bridge DC/DC converter", IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 6， Issue 4)。雖然超前臂開關器"f牛可以禾!j 用負載電流實現軟開關，但在輕載或空載情況下，佔空比很小，仍然需要添加 輔助網絡。這樣在該全橋電路中就有四個磁元件變壓器、儲能電感和兩個輔 助電感。過多的磁元件將會增加電路的體積、損耗與成本，降低功率密度，影 響電源裝置的效率提高。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種磁集成的方法、結構簡單、 效率高、磁元件少、可以實現全負載範圍內原邊開關器件零電壓軟開通和副邊 整流二極體零電流開關的磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路。
磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路包括逆變器、磁集成網絡、整流器， 輸出濾波電容，所述的逆變器電路包括第一主開關器件、第二主開關器件、第 三主開關器件、第四主開關器件，第一主開關器件的源極與第二主開關器件的 漏極相連接，作為埠 A,第三主開關器件的源極與第四主開關器件的漏極相 連接，作為埠B，第一主開關器件的漏極與第三主開關器件的漏極相連接，並 與輸入信號Vin的正極相連接，第二主開關器件的源極與第四主開關器件的源 極相連接，並與輸入信號Vin的負極相連接；所述的整流器電路包括第一二極 管、第二二極體，第一二極體的陰極與磁集成網絡第一輸出埠相連接，第一 二極體的陽極與第二二極體的陽極、輸出濾波電容的一端、輸出信號Vo的負極
相連接，第二二極體的陰極與磁集成網絡第四輸出埠相連接；所述的磁集成 網絡為一個五埠網絡，磁集成網絡第一輸入埠與逆變器中的埠 A相連接， 磁集成網絡第二輸入埠與逆變器的埠 B相連接，磁集成網絡第一輸出埠 與整流器中的第一二極體的陰極相連接，磁集成網絡第二輸出埠與磁集成網 絡第三輸出埠、輸出濾波電容的另一端、輸出信號Vo的正極相連接，磁集成 網絡第四輸出埠與整流器中的第二二極體的陰極相連接。
所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二 繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組；原邊第 一繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組繞於外磁柱I上，原邊第二繞組、副邊第 三繞組、副邊第四繞組繞於外磁柱II上，原邊第一繞組的同名端作為磁集成網 絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠，副邊 第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸出埠，副邊第二繞組的同名端作為 磁集成網絡第二輸出埠，副邊第三繞組的異名端作為磁集成網絡第三輸出端 口，副邊第四繞組的異名端作為磁集成網絡第四輸出埠，原邊第一繞組的異 名端與輔助電容的一端、原邊第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一端接 地，副邊第一繞組的異名端與副邊第三繞組的同名端相連接，副邊第二繞組的 異名端與副邊第四繞組的同名端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二 繞組、副邊第五繞組、副邊第六繞組。原邊第一繞組繞於外磁柱I上，原邊第二 繞組繞於外磁柱II上，副邊第五繞組、副邊第六繞組繞於中心磁柱上。原邊第 一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端作為磁 集成網絡第二輸入埠，副邊第一繞組的異名端作為磁集成網絡第一輸出埠， 副邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠，副邊第二繞組的異名端 作為磁集成網絡第三輸出埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網絡第四輸 出埠，原邊第一繞組的異名端與輔助電容的一端、原邊第二繞組的同名端相 連接，輔助電容的另一端接地，所述EE/EI磁芯的外磁柱I和外磁柱II開有氣 隙。
所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、輔助繞組、原邊第一繞組、 原邊第二繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組。 原邊第一繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組繞於外磁柱I上，輔助繞組繞於中 心磁柱上，原邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組繞於外磁柱II上。原 邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端作
為磁集成網絡第二輸入埠，副邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸出 埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠，副邊第三繞組的 異名端作為磁集成網絡第三輸出埠，副邊第四繞組的異名端作為磁集成網絡 第四輸出埠，輔助繞組的一端與原邊第一繞組的異名端相連接，輔助繞組的 另一端與輔助電容的一端、原邊第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一端 接地，副邊第一繞組的異名端與副邊第三繞組的同名端相連接，副邊第二繞組
的異名端與副邊第四繞組的同名端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣 隙。
所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二 繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組，原邊第 一繞組的匝數大於原邊第二繞組的匝數；原邊第一繞組、副邊第一繞組、副邊 第二繞組繞於外磁柱I上，原邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組繞於外 磁柱II上，原邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠，原邊第二繞 組的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠，副邊第一繞組的同名端作為磁集成 網絡第一輸出埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠，副 邊第三繞組的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠，副邊第四繞組的異名端作 為磁集成網絡第四輸出埠，原邊第一繞組的異名端與輔助電容的一端、原邊 第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一端接地，副邊第一繞組的異名端與 副邊第三繞組的同名端相連接，副邊第二繞組的異名端與副邊第四繞組的同名 端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
所述的逆變器電路可採用PWM移相控制、不對稱的PWM控制或移相變頻 控制，所述的整流器電路採用中心抽頭的整流方式、全橋整流方式或倍壓整流 方式。
本發明與現有技術相比具有的有益效果
1) 本發明的磁集成零電壓零電流軟開關全橋電路只利用了一個磁元件便實 現了分立元件電路中四個磁元件的功能，實現了電路中主開關器件全負載範圍 的零電壓軟開通和整流二極體的零電流工作，從而降低了磁損和開關損耗，提 高了效率和功率密度；
2) 可以在本發明的基礎上進行拓撲變化，分別解決了漏感過小、漏感無法 控制和超前臂開關器件大電流關斷的缺點，以滿足不同應用場合的需求；
3) 本發明可以採用PWM移相控制，也可以採用不對稱的PWM控制或移 相變頻控制，副邊可以採用中心抽頭的整流方式，也可以採用全橋整流或倍壓
整流多種整流方式，具有很大靈活性；
4)本發明結構簡單，便於實現，變化靈活，具有很大的理論研究和實用價值。


圖1是磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路示意圖； 圖2是本發明的僅採用一個磁元件實現的磁集成網絡結構示意圖； 圖3是本發明的將磁集成網絡中的副邊繞組置於中柱上的結構示意圖； 圖4是本發明的在磁集成網絡中的中心磁柱上增加輔助繞組的結構示意圖； 圖5是本發明的改變磁集成網絡中兩原邊繞組的匝數的結構示意圖； 圖6是本發明僅採用一個磁元件實現的磁集成網絡電路的理想波形。
具體實施例方式
如圖1所示，磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路包括逆變器、磁集成 網絡、整流器，輸出濾波電容，所述的逆變器電路包括第一主開關器件、第二 主開關器件、第三主開關器件、第四主開關器件；第一主開關器件的源極與第 二主開關器件的漏極相連接，作為埠 A，第三主開關器件的源極與第四主開 關器件的漏極相連接，作為埠B，第一主開關器件的漏極與第三主開關器件的 漏極相連接，並與輸入信號Vin的正極相連接，第二主開關器件的源極與第四 主開關器件的源極相連接，並與輸入信號Vin的負極相連接；所述的整流器電 路包括第一二極體、第二二極體，第一二極體的陰極與磁集成網絡第一輸出端 口相連接，第一二極體的陽極與第二二極體的陽極、輸出濾波電容的一端、輸 出信號Vo的負極相連接，第二二極體的陰極與磁集成網絡第四輸出埠相連接; 所述的磁集成網絡是本發明的主要內容，為一個五埠網絡，除了可以採用圖2 所示的基本結構形式之外，還可以採用圖3 圖5多種不同的結構變化形式，分 別解決了漏感過小、漏感無法控制和超前臂開關器件大電流關斷的缺點，以滿 足不同應用場合的需求。磁集成網絡第一輸入埠與逆變器中的埠 A相連接， 磁集成網絡第二輸入埠與逆變器的埠 B相連接，磁集成網絡第一輸出埠 與整流器中的第一二極體的陰極相連接，磁集成網絡第二輸出埠與磁集成網 絡第三輸出埠、輸出濾波電容的另一端、輸出信號Vo的正極相連接，磁集成 網絡第四輸出埠與整流器中的第二二極體的陰極相連接，所述的逆變器電路 可採用PWM移相控制、不對稱的PWM控制或移相變頻控制，副邊可以採用中 心抽頭的整流方式，也可以採用全橋整流或倍壓整流多種整流方式。
如圖2所示，為磁集成網絡的基本結構形式，該磁集成網絡將變壓器、儲
能電感和輔助電感多個磁元件集成於一個磁元件中，大大得減少了磁元件的個 數，變壓器原邊繞組同時作為輔助繞組，與輔助電容組成輔助網絡，從而不需
要外加輔助網絡即可實現主開關管全負載範圍內零電壓軟開通(zvs),原邊儲能
電感由變壓器漏感提供。該電路可以工作於CCM(電感電流連續模式)，BCM(臨 界連續模式)，DCM (斷續模式)三種模式，但更適合工作於DCM與BCM模 式。磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二繞組、 副邊第一繞組、副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組；原邊第一繞組、 副邊第一繞組、副邊第二繞組繞於外磁柱I上，原邊第二繞組、副邊第三繞組、 副邊第四繞組繞於外磁柱II上，原邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸 入埠，原邊第二繞組的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠，副邊第一繞組 的同名端作為磁集成網絡第一輸出埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網 絡第二輸出埠，副邊第三繞組的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠，副邊 第四繞組的異名端作為磁集成網絡第四輸出埠，原邊第一繞組的異名端與輔 助電容的一端、原邊第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一端接地，副邊 第一繞組的異名端與副邊第三繞組的同名端相連接，副邊第二繞組的異名端與 副邊第四繞組的同名端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
如圖3所示，將磁集成網絡中的副邊繞組移至中心磁柱上，這樣可以簡化 副邊繞組連接方式，增大漏感(在需要較大儲能電感的應用場合)。磁集成網絡包 括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二繞組、副邊第五繞組、副 邊第六繞組。原邊第一繞組繞於外磁柱I上，原邊第二繞組繞於外磁柱II上， 副邊第五繞組、副邊第六繞組繞於中心磁柱上。原邊第一繞組的同名端作為磁 集成網絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠， 副邊第一繞組的異名端作為磁集成網絡第一輸出埠，副邊第一繞組的同名端 作為磁集成網絡第二輸出埠，副邊第二繞組的異名端作為磁集成網絡第三輸 出埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網絡第四輸出埠，原邊第一繞組 的異名端與輔助電容的一端、原邊第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一 端接地，所述EE/EI磁芯的外磁柱I和外磁柱II開有氣隙。
如圖4所示，在磁集成網絡的中心磁柱上增加一個輔助繞組並且與原邊繞 組串聯，輔助繞組作為原邊儲能電感，電感值可以根據需要進行調節，這樣便 解決了僅利用漏感作為儲能電感時大小無法控制的缺點。磁集成網絡包括EE/EI 磁芯、輔助電容、輔助繞組、原邊第一繞組、原邊第二繞組、副邊第一繞組、 副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組。原邊第一繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組繞於外磁柱I上，輔助繞組繞於中心磁柱上，原邊第二繞組、副邊 第三繞組、副邊第四繞組繞於外磁柱II上。原邊第一繞組的同名端作為磁集成 網絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠，副 邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸出埠，副邊第二繞組的同名端作 為磁集成網絡第二輸出埠，副邊第三繞組的異名端作為磁集成網絡第三輸出 埠，副邊第四繞組的異名端作為磁集成網絡第四輸出埠，輔助繞組的一端 與原邊第一繞組的異名端相連接，輔助繞組的另一端與輔助電容的一端、原邊 第二繞組的同名端相連接，輔助電容的另一端接地，副邊第一繞組的異名端與 副邊第三繞組的同名端相連接，副邊第二繞組的異名端與副邊第四繞組的同名
端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
如圖5所示，增加磁集成網絡中原邊第一繞組的匝數，減小原邊第二繞組
的匝數，這樣原邊第一繞組中的電流in將大於原邊第二繞組中的電流iT2，這樣
便減小了超前臂主開關管流過的電流，從而解決了超前臂主開關管大電流關斷 的缺點，本電路一般設計於工作在DCM與BCM模式，滯後臂主開關管關斷時 其電流始終為零，因此增大滯後臂主開關管的電流不會引起開關損耗的增加。 磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容、原邊第一繞組、原邊第二繞組、副邊 第一繞組、副邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組，原邊第一繞組的匝 數大於原邊第二繞組的匝數；原邊第一繞組、副邊第一繞組、副邊第二繞組繞 於外磁柱I上，原邊第二繞組、副邊第三繞組、副邊第四繞組繞於外磁柱II上， 原邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠，原邊第二繞組的異名端 作為磁集成網絡第二輸入埠，副邊第一繞組的同名端作為磁集成網絡第一輸 出埠，副邊第二繞組的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠，副邊第三繞組 的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠，副邊第四繞組的異名端作為磁集成網 絡第四輸出埠，原邊第一繞組的異名端與輔助電容的一端、原邊第二繞組的 同名端相連接，輔助電容的另一端接地，副邊第一繞組的異名端與副邊第三繞 組的同名端相連接，副邊第二繞組的異名端與副邊第四繞組的同名端相連接， 所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。 本發明的工作原理如下
本發明包括逆變器、磁集成網絡、整流器，輸出濾波電容Co。磁集成網絡 為一個五埠網絡，可以採用圖2 圖5多種不同的結構形式。這裡以圖2所示 磁集成網絡為例，簡要說明本發明的工作原理。原邊第一繞組、原邊第二繞組 被分別繞於外磁柱I和外磁柱II上，這兩組繞組除了作為變壓器原邊外，其勵
磁電感還可以作為輔助電感與輔助電容Cb組成兩個LC輔助網絡，從而利用勵 磁電流分別幫助超前臂與滯後臂主開關器件實現零電壓開通。儲能電感由變壓 器的漏感提供。為了減小勵磁電感、增大勵磁電流、增加漏感，該EE/EI磁芯 三個磁柱開有氣隙。
參照圖6，該電路半個周期內的工作過程如下當第一主開關器件、第四主 開關器件導通時，第二二極體導通，原邊向副邊傳遞能量。t=tl時刻，第一主開 關器件關斷，第四主開關器件保持導通。iT1分別給超前臂第一主開關器件、第 二主開關器件的寄生電容充放電，在死區時間內完成對第二主開關器件寄生電 容的放電，以便第二主開關器件零電壓導通。iT1中包括負載折算到原邊的電流和 勵磁電流兩部分。在輕載或空載時，雖然負載電流很小或為零，但原邊第一繞 組中的勵磁電流在tl時刻達到最大值，可以幫助第一主開關器件、第二主開關 器件的寄生電容在死區內實現充放電。t^t2時刻，第二主開關器件零電壓導通， 原、副邊電流均在漏感的作用下減小。DCM模式時，t^3時刻，副邊繞組中電 流降到零，輸出電壓由輸出濾波電容維持，但由於勵磁電流的存在，第二主開 關器件和第四主開關器件仍處於導通狀態。t^t4時刻，第四主開關器件關斷，此
時原邊第二繞組中的勵磁電流達到最大值，可以幫助滯後臂第四主開關器件、 第三主開關器件的寄生電容在死區內完成充放電，使得第三主開關器件得以實 現零電壓開通。BCM模式時，直到t^4時刻副邊電流才降到零，同樣，此時第 四主開關器件關斷，原邊第二繞組中的勵磁電流為滯後臂主開關器件的寄生電 容充放電。t=t5時刻第三主開關器件零電壓導通。另外半個周期的工作情況與以 上類似，這裡不再贅述。
本發明所提出的所有電路，其自然推演與變化組合形式均在保護之內。
權利要求
1、一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其特徵在於包括逆變器、磁集成網絡、整流器，輸出濾波電容(Co)，所述的逆變器電路包括第一主開關器件(Q1)、第二主開關器件(Q2)、第三主開關器件(Q3)、第四主開關器件(Q4)，第一主開關器件(Q1)的源極與第二主開關器件(Q2)的漏極相連接，作為埠A，第三主開關器件(Q3)的源極與第四主開關器件(Q4)的漏極相連接，作為埠B，第一主開關器件(Q1)的漏極與第三主開關器件(Q3)的漏極相連接，並與輸入信號Vin的正極相連接，第二主開關器件(Q2)的源極與第四主開關器件(Q4)的源極相連接，並與輸入信號Vin的負極相連接；所述的整流器電路包括第一二極體(D1)、第二二極體(D2)，第一二極體(D1)的陰極與磁集成網絡第一輸出埠(3)相連接，第一二極體(D1)的陽極與第二二極體(D2)的陽極、輸出濾波電容(Co)的一端、輸出信號Vo的負極相連接，第二二極體(D2)的陰極與磁集成網絡第四輸出埠(6)相連接；所述的磁集成網絡為一個五埠網絡，磁集成網絡第一輸入埠(1)與逆變器中的埠A相連接，磁集成網絡第二輸入埠(2)與逆變器的埠B相連接，磁集成網絡第一輸出埠(3)與整流器中的第一二極體(D1)的陰極相連接，磁集成網絡第二輸出埠(4)與磁集成網絡第三輸出埠(5)、輸出濾波電容(Co)的另一端、輸出信號Vo的正極相連接，磁集成網絡第四輸出埠(6)與整流器中的第二二極體(D2)的陰極相連接。
2、 根據權利要求1所述的一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其 特徵在於所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容(Cb)、原邊第一繞組(Npl)、原邊第二繞組(Np2)、副邊第一繞組(Nsl)、副邊第二繞組(Ns2)、 副邊第三繞組(Ns3)、副邊第四繞組(Ns4);原邊第一繞組(Npl)、副邊第一 繞組(Nsl)、副邊第二繞組(Ns2)繞於外磁柱I上，原邊第二繞組(Np2)、副 邊第三繞組(Ns3)、副邊第四繞組(Ns4)繞於外磁柱II上，原邊第一繞組(Npl) 的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠 (1)，原邊第二繞組(Np2)的異名端作 為磁集成網絡第二輸入埠 (2)，副邊第一繞組(Nsl)的同名端作為磁集成網 絡第一輸出埠 (3)，副邊第二繞組(Ns2)的同名端作為磁集成網絡第二輸出 埠 (4)，副邊第三繞組(Ns3)的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠 (5)， 副邊第四繞組(Ns4)的異名端作為磁集成網絡第四輸出埠 (6)，原邊第一繞 組(Npl)的異名端與輔助電容(Cb)的一端、原邊第二繞組(Np2)的同名端 相連接，輔助電容(Cb)的另一端接地，副邊第一繞組(Nsl)的異名端與副邊 第三繞組(Ns3)的同名端相連接，副邊第二繞組(Ns2)的異名端與副邊第四 繞組(Ns4)的同名端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
3、 根據權利要求1所述的一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其 特徵在於所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容(Cb)、原邊第一繞組(Npl)、原邊第二繞組(Np2)、副邊第五繞組(Ns5)、副邊第六繞組(Ns6); 原邊第一繞組(Npl)繞於外磁柱I上，原邊第二繞組(Np2)繞於外磁柱II上， 副邊第五繞組(Ns5)、副邊第六繞組(Ns6)繞於中心磁柱上，原邊第一繞組(Npl) 的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠 (1)，原邊第二繞組(Np2)的異名端作 為磁集成網絡第二輸入埠 (2)，副邊第五繞組(Ns5)的異名端作為磁集成網 絡第一輸出埠 (3)，副邊第五繞組(Ns5)的同名端作為磁集成網絡第二輸出 埠 (4),副邊第六繞組(Ns6)的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠 (5)， 副邊第六繞組(Ns6)的同名端作為磁集成網絡第四輸出埠 (6)，原邊第一繞 組(Npl)的異名端與輔助電容(Cb)的一端、原邊第二繞組(Np2)的同名端 相連接，輔助電容(Cb)的另一端接地，所述EE/EI磁芯的外磁柱1和外磁柱 II開有氣隙。
4、 根據權利要求l所述的一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其 特徵在於所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容(Cb)、輔助繞組、原邊 第一繞組(Npl)、原邊第二繞組(Np2)、副邊第一繞組(Nsl)、副邊第二繞組(Ns2)、副邊第三繞組(Ns3)、副邊第四繞組(Ns4);原邊第一繞組(Npl)、 副邊第一繞組(Nsl)、副邊第二繞組(Ns2)繞於外磁柱I上，輔助繞組繞於中 心磁柱上，原邊第二繞組(Np2)、副邊第三繞組(Ns3)、副邊第四繞組(Ns4) 繞於外磁柱II上，原邊第一繞組(Npl)的同名端作為磁集成網絡第一輸入埠(1)，原邊第二繞組(Np2)的異名端作為磁集成網絡第二輸入埠 (2)，副邊 第一繞組(Nsl)的同名端作為磁集成網絡第一輸出埠(3)，副邊第二繞組(Ns2) 的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠 (4)，副邊第三繞組(Ns3)的異名端作 為磁集成網絡第三輸出埠 (5)，副邊第四繞組(Ns4)的異名端作為磁集成網 絡第四輸出埠 (6)，輔助繞組的一端與原邊第一繞組(Npl)的異名端相連接， 輔助繞組的另一端與輔助電容(Cb)的一端、原邊第二繞組(Np2)的同名端相 連接，輔助電容(Cb)的另一端接地，副邊第一繞組(Nsl)的異名端與副邊第 三繞組(Ns3)的同名端相連接，副邊第二繞組(Ns2)的異名端與副邊第四繞 組(Ns4)的同名端相連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
5、 根據權利要求1所述的一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其 特徵在於所述的磁集成網絡包括EE/EI磁芯、輔助電容(Cb)、原邊第一繞組(Npl)、原邊第二繞組(Np2)、副邊第一繞組(Nsl)、副邊第二繞組(Ns2)、 副邊第三繞組(Ns3)、副邊第四繞組(Ns4)，原邊第一繞組(Npl)的匝數大 於原邊第二繞組(Np2)的匝數；原邊第一繞組(Npl)、副邊第一繞組(Nsl)、 副邊第二繞組(Ns2)繞於外磁柱I上，原邊第二繞組(Np2)、副邊第三繞組(Ns3)、 副邊第四繞組(Ns4)繞於外磁柱II上，原邊第一繞組(Npl)的同名端作為磁 集成網絡第一輸入埠 (1)，原邊第二繞組(Np2)的異名端作為磁集成網絡第 二輸入埠 (2)，副邊第一繞組(Nsl)的同名端作為磁集成網絡第一輸出埠(3)，副邊第二繞組(Ns2)的同名端作為磁集成網絡第二輸出埠 (4)，副邊 第三繞組(Ns3)的異名端作為磁集成網絡第三輸出埠(5)，副邊第四繞組(Ns4) 的異名端作為磁集成網絡第四輸出埠 (6)，原邊第一繞組(Npl)的異名端與 輔助電容(Cb)的一端、原邊第二繞組(Np2)的同名端相連接，輔助電容(Cb) 的另一端接地，副邊第一繞組(Nsl)的異名端與副邊第三繞組(Ns3)的同名 端相連接，副邊第二繞組(Ns2)的異名端與副邊第四繞組(Ns4)的同名端相 連接，所述EE/EI磁芯的三個磁柱開有氣隙。
6、 根據權利要求l所述的一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路，其 特徵在於所述的逆變器電路採用PWM移相控制、不對稱的PWM控制或移相變 頻控制，所述的整流器電路採用中心抽頭的整流方式、全橋整流方式或倍壓整 流方式。
全文摘要
本發明涉及一種磁集成的零電壓零電流軟開關全橋電路。其特徵在於包括逆變器、磁集成網絡、整流器，輸出濾波電容(Co)。磁集成網絡在一個磁元件中集成了變壓器、儲能電感和實現軟開關的輔助電感三項功能。磁集成網絡還有多種拓撲變化形式，以滿足不同應用場合的需求。整個變流器只有一個磁元件，從而大大減小了磁元件的個數，提高了功率密度。而且可以利用勵磁電流，在沒有外加輔助軟開關網絡的情況下，實現了所有主開關管的零電壓開通。副邊的整流二極體可以實現零電流開關。大大降低了開關損耗，提高了開關頻率。本發明可以採用移相控制，也可以採用不對稱的PWM控制，具有很大的理論研究和實用價值。
文檔編號H02M3/24GK101355308SQ200810120460
公開日2009年1月28日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者吳新科, 孟培培, 錢照明 申請人:浙江大學