带耦合电感的软开关隔离型双向直流-直流变换器

摘要

本发明的带耦合电感的软开关隔离型双向直流-直流变换器，包括六个带反向并联二极管和并联电容的功率开关管、两个带反向并联二极管的辅助开关管、两个箝位电容、一个高压侧电容和两个两绕组耦合电感。本发明利用低压侧并联结构减小低压侧电流的纹波，利用功率开关管上的并联电容实现功率开关管的零电压关断，利用耦合电感的漏感实现功率开关管的零电压开通，利用辅助开关管及其反并二极管与箝位电容组成的有源箝位电路实现了漏感能量的无损转移，利用两个耦合电感的高压侧绕组的串联结构实现了变换器的高升压/降压，电路结构简单，所有功率开关工作于软开关状态，电路中无能量损耗元件，提高了变换器的效率，换流过程中，开关器件无电压过冲。

主权项

带耦合电感的软开关隔离型双向直流—直流变换器，其特征在于，包括低压侧电路和高压侧电路；所述的低压侧电路包括：两条有源箝位电路和两条与低压侧电源(VL)并联的支路，第一条并联支路由第一低压侧绕组(L1a)与带反并二极管(D1)的第一功率开关管(S1)串联构成，在第一功率开关管(S1)两端并联第一并联电容(CS1)，第二条并联支路由第二低压侧绕组(L2a)与带反并二极管(D2)的第二功率开关管(S2)串联构成，在第二功率开关管(S2)两端并联第二并联电容(CS2)；第一有源箝位电路并联在第一低压侧绕组(L1a)两端或并联在第一功率开关管(S1)的源极和漏极上，其由带反并二极管(Dc1)的第一辅助开关管(Sc1)和第一箝位电容(Cc1)串联构成；第二有源箝位电路并联在第二低压侧绕组(L2a)两端或并联在第二功率开关管(S2)的源极和漏极上，其由带反并二极管(Dc2)的第二辅助开关管(Sc2)和第二箝位电容(Cc2)串联构成；所述的高压侧电路包括：第一高压侧绕组(L1b)、第二高压侧绕组(L2b)、带反并二极管(D3)的第三功率开关管(S3)、带反并二极管(D4)的第四功率开关管(S4)、带反并二极管(D5)的第五功率开关管(S5)、带反并二极管(D6)的第六功率开关管(S6)和高压侧电容(Co)，其中第一高压侧绕组(L1b)与第一低压侧绕组(L1a)同为一个耦合电感中的两个绕组，第二高压侧绕组(L2b)与第二低压侧绕组(L2a)同为另一个耦合电感中的两个绕组，以第一低压侧绕组(L1a)和第二低压侧绕组(L2a)中均与低压侧电源(VL)同一极相连的那一端为参照端，第一高压侧绕组(L1b)与第一低压侧绕组(L1a)对应的同名端和第二高压侧绕组(L2b)与第二低压侧绕组(L2a)对应的同名端相连，第一高压侧绕组(L1b)的另一端与第四功率开关管(S4)的源极和第三功率开关管(S3)的漏极相连，第二高压侧绕组(L2b)的另一端与第六功率开关管(S6)的源极和第五功率开关管(S5)的漏极相连，第四功率开关管(S4)的漏极和第六功率开关管(S6)的漏极同高压侧电容(Co)的一端相连，第三功率开关管(S3)的源极和第五功率开关管(S5)的源极同高压侧电容(Co)的另一端相连，高压侧电源(VH)并联在高压侧电容(Co)上，在第三功率开关管(S3)两端并联第三并联电容(CS3)，在第四功率开关管(S4)两端并联第四并联电容(CS4)，在第五功率开关管(S5)两端并联第五并联电容(CS5)，在第六功率开关管(S6)两端并联第六并联电容(CS6)。