一种高压输入反激变换器的制作方法

本技术属于开关电源，涉及一种高压输入反激变换器。

背景技术：

1、全球能源危机日益严重，清洁能源的开发和利用势在必行，太阳能作为一种常见的清洁能源，近期发展迅猛。在光伏发电及传输中，控制系统的输入供电电压往往达到数千伏，常见单级电源拓扑由于开关管电压应力的限制，很难满足设计需求，往往需要采用输入串联技术来降低单个开关管的电压应力。

2、图1是一种公知的高压输入反激变换器的电路结构，该电路包括均压电路单元、开关单元、钳位电路、输出电路，高频变压器的初级绕组被等分成n段，均压电路单元由n个相同的电容串联组成，开关单元包含n个相同的开关管和n段等分的初级绕组，n为大于或者等于2的自然数，各级开关管与各级初级绕组串联后再并联到各级电容两端。该电路结构具有自动均压功能，串联后的各级电容的电压应力为输入电压的1/n，各级开关管的电压应力与单管反激相比，也降低到原先的1/n，通过增加串联的数量n，可大大的降低功率器件的电压应力。然而该电路结构存在一个缺点，由于各级开关管的特性不完全一致，并不能保证同步开通与关断，另外，由于初级变压器匝间、层间等效电容的影响，在开关过程中容易产生较大的电流尖峰，当各级开关管的开关过程存在不一致时，该电流会流入到电容中间点，并在变换器内部形成环流，造成变换器的驱动抖动、等效电感量变小、带载能力下降等异常现象，产品的可靠性变低。

3、图2是解决电容中点环流的一种方式，其在图1的基础上，开关单元的各级开关电路中均串联了一个二极管，利用二极管的电流单向导通性，避免各级开关电路间的电流环流。该方式的缺点是二极管串联在各级开关电路中，各级二极管上均会流过主功率变换的初级电流，会额外增加较大的损耗，导致变换器的整机效率降低，此外由于需要额外增加n个功率二极管，产品的成本也会有明显增加。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高压输入反激变换器，在不明显增加变换器损耗及成本的基础上，解决现有图1所述变换器存在的环流问题，提高产品的可靠性，本实用新型通过巧妙的在各级电容中点与各级开关电路中点之间设置各级阻尼电阻，可快速的阻尼和吸收流入到均压电容中点的开关过程产生的尖峰电流，从而避免变换器各级开关电路之间形成环流，提高了产品的可靠性；另外，由于各级阻尼电阻设置在各级电容连接的中点，只有在各级开关过程中的很短一段时间内才有电流流过，在各级开关管均导通后，或均关断后，各级电容中点基本不会流过电流，各级阻尼电阻的功耗与图2解决方案所述的变换器的各级二极管功耗相比，功耗显著减小，并且电阻的成本与功率二极管相比，也有明显的优势。

2、本实用新型采用如下的技术方案。

3、一种高压输入反激变换器，包括均压电路单元、钳位吸收单元、开关单元和输出电路；其中，

4、所述均压电路单元，包括n个串联均压电容；

5、所述开关单元，包括n级串联的开关电路，每级开关电路均包括串联的1个开关管和1个初级绕组；

6、所述钳位吸收单元，包括与n级串联的开关电路相对应的n级钳位吸收电路，每级钳位吸收电路并联在相应级开关电路的初级绕组两端；

7、所述输出电路与开关单元连接；

8、还包括阻尼电路单元，包括n-1个阻尼电阻，用来阻尼吸收开关单元中各级开关电路开关过程中产生并流入到各级电容中点的电流；

9、均压电路单元的n个均压电容串联后，将输入电压n等分，开关单元的每级开关电路通过阻尼电路单元的阻尼电阻连接在相应级的均压电容两端。

10、优选地，n为大于或等于2的自然数。

11、优选地，所述均压电路单元中的n个均压电容参数相同。

12、优选地，所述均压电路单元包括：第一电容、第二电容、……、第n电容；

13、所述第一电容的一端与外部输入电压的正端相连，第一电容的另一端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端与第三电容的一端相连，……，第n-1电容一端与第n-2电容的一端相连，第n-1电容的另一端与第n电容的一端相连，第n电容的另一端与外部输入电压的负端相连；

14、每相领两个电容之间形成一个连接中点，共有n-1个电容连接中点，分别记为第一电容中点、第二电容中点、……、第n-1电容中点。

15、优选地，所述开关管为n型功率场效应管。

16、优选地，所述开关单元包括n个开关管、n个初级绕组，分别为第一开关管q1、第二开关管、第三开关管、……、第n-1开关管、第n开关管、第一初级绕组、第二初级绕组、第三初级绕组、……、第n-1初级绕组、第n初级绕组；

17、其中，第一初级绕组的异名端与外部输入电压正相连，第一开关管的漏极与第一初级绕组的同名端相连，第一开关管的源极与第二初级绕组的异名端相连，第二开关管的漏极与第二初级绕组的同名端相连，第二开关管的源极与第三初级绕组的异名端相连，第三开关管的漏极与第三初级绕组的同名端相连，第三开关管的源极与第四初级绕组的异名端相连，……，第n-1开关管的漏极与第n-1初级绕组的同名端相连，第n-1开关管的源极与第n初级绕组的异名端相连，第n开关管的漏极与第n初级绕组的同名端相连，第n开关管的源极与外部输入电压的负端相连；

18、每相邻级的开关电路串联形成一个串联中点，共有n-1个串联中点，分别记为第一开关单元中点、第二开关单元中点、……、第n-1开关单元中点。

19、优选地，所述阻尼电路单元包括第一阻尼电阻、第二阻尼电阻、……、第n-1阻尼电容；

20、其中，第一阻尼电阻的一端与第一电容中点相连，第一阻尼电阻的另一端与第一开关单元中点相连，第二阻尼电阻的一端与第二电容中点相连，第二阻尼电阻的另一端与第二开关单元中点相连，第三阻尼电阻的一端与第三电容中点相连，第三阻尼电阻的另一端与第三开关单元中点相连，……，第n-2阻尼电阻的一端与第n-2电容中点相连，第n-2阻尼电阻的另一端与第n-2开关单元中点相连，第n-1阻尼电阻的一端与第n-1电容中点相连，第n-1阻尼电阻的另一端与第n-1开关单元中点相连。

21、优选地，所述钳位吸收单元的每级钳位吸收电路包括一个二极管、一个电阻和一个电容；

22、每级钳位电路中的二极管的阳极与对应级开关电路的初级绕组的同名端相连，每级钳位电路中的二极管的阴极与该级钳位电路中的电阻的一端相连，该电阻的另一端与对应级开关电路的初级绕组的异名端相连，每级钳位电路中的电容并联在该级钳位电路中的电阻两端。

23、优选地，所述输出电路包括次级绕组、输出整流二极管和输出滤波电容。

24、优选地，输出整流二极管的阳极与次级绕组的同名端相连，输出整流二极管的阴极与输出滤波电容的正极相连，输出滤波电容的负极与次级绕组的异名端相连。

25、本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比：

26、1、本实用新型的高压输入反激变换器，可有效的解决原有图1变换器中存在的环流问题，提高电路的可靠性，特别适用于输入高压较高，需要串联级数较多的场合；

27、2、本实用新型的高压输入反激变换器，相比于现有的图2方案，各级阻尼电阻中，只有在各级开关管的开关过程中的很短一段时间内才会有电流流过，在各级开关管均导通后，或均关断后，基本不会流过电流，各级阻尼电阻的功耗远小于图2方案中各级二极管的功耗，变换器效率更高；

28、3、本实用新型的高压输入反激变换器，相比于现有的图2方案，所增加的阻尼电阻价格低廉，有明显的成本优势。