一种基于可变电感网络的双全桥dc/dc变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直流-直流变换器，具体说是一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器。
【背景技术】
[0002]双全桥DC-DC变换器可以实现能量的双向传输，其通过高频变压器T 一方面可以实现能量的输入输出的电气隔离，另一方面所有开关管在满足一定的条件下可以实现软开关工作状态，因此具有能力传输效率高、功率密度高、安全性好等优点。在较多的工业场合中得到了应用，如电动汽车充放电机、航空航天领域。但双全桥DC/DC变换器传输功率受限于变压器等效漏感的大小，在传输功率较大时需要电路中变压器的等效漏感值较小，但较小的漏感值在变换器轻载运行时会使得变换器中的功率开关管难以实现软开关工作状态，进而导致变换器传输效率低，发热严重，运行不稳定等问题。现有解决方案大多集中在增加辅助谐振电路增加功率开关的软开关的运行区间，该类方案存在无源器件体积大、成本高且控制策略复杂等冋题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器，一方面解决了现有双全桥DC-DC变换器软开关区间不大的问题；另一方面无需改变原变换器控制策略，不仅能够增加变换器软开关工作区间，同时变换器控制方式也简单易于实现。
[0004]本发明采取的技术方案为:
一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器，包含一个由单相全桥电路和可变电感网络组成的原边模块、高频变压器T以及包含另一个全桥电路的副边模块。其原边模块包括四个功率开关SpS2、S3、S4，四个二极管DpD2、D3、D4，四个电容CpC2XpC4,—个输入滤波电容Ci, 一个可变电感网络，一个高频变压器T等效漏感Lk。所述可变电感网络由η个辅助开关Sal、Sa2-Sal^P η个辅助电感Lal、La2-Lan构成。原边模块具体电路连接形式如下:输入电源的正极和输入电容Ci的上端与功率开关S 1、S3的漏极、二极管D ”队的阴极及电容Q、C3的上端相连；输入电源的负极、输入电容C i的下端、功率开关S 2、S4的源极、二极管D2、D4的阳极及电容C 2、C4的下端相连；功率开关S i的源极、二极管D满阳极、电容C啲下端、功率开关S2的漏极、二极管D 2的阴极、电容C 2的上端相连，其结点与可变电感网络中辅助开关San的漏极、辅助电感Lan的左端相连；可变电感网络中辅助电感Lan的右端与辅助电感Lalri的左端及辅助开关S 的漏极相连，辅助电感L 的右端与辅助电感L an_2的左端及辅助开关San_2的漏极相连，以此类推，直到辅助电感L al的右端与高频变压器T等效漏感Lk的左端相连，该结点同时与辅助开关S al、Sa2…San的源极相连；
功率开关S3的源极、二极管D 3的阳极、电容C 3的下端、功率开关S 4的漏极、二极管D 4的阴极、电容C4的上端相连，其结点与高频变压器T输入侧下端相连； 高频变压器T等效漏感Lk的右端与高频变压器T输入侧上端相连；
一种基于可变电感网络的全桥DC-DC变换器，其副边模块包括四个功率开关S5、S6、S7、S8,四个二极管d5、d6、d7、D8,四个电容C5、C6、C7、C8，和一个输出滤波电容C。，副边模块具体的连接方式如下:
高频变压器T输出侧上端与功率开关管S5源极、功率开关管S 6的漏极、二极管D 5的阳极、二极管队的阴极、电容C 5的下端和电容C 6的上端相连；高频变压器T输出侧的下端与功率开关管S7的源极、功率开关管S 8的漏极、二极管D 7的阳极、二极管D 8的阴极、电容C 7的下端、电容C8的上端相连；功率开关管S 5、S7的漏极、二极管D 5、07的阴极、电容C 5、(:7的上端与电容C。的上端和输出直流电源V。的正极相连；功率开关管S 6、S8的源极、二极管D 6、08的阳极、电容C 6、(:8的下端与电容C。和下端相连，其节点接输出直流电源V。的负极。
[0005]所述可变电感网络的加入，不改变变换器的工作模态。
[0006]相比现有技术，本发明一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器，具有如下有益效果:
I )、本发明的一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器，在双全桥DC-DC变换器全桥电路中加入了可变电感网络，其可以根据变换器传输功率的大小，调节接入辅助电感的大小，保证变换器始终工作于软开关状态，提高变换器的工作效率。
[0007]2)、本发明不改变原变换器控制方式及其实现形式，具有控制策略简单易实现等优点。
【附图说明】
[0008]图1为现有技术中双全桥DC-DC变换器电路结构示意图。
[0009]图2为本发明一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器电路结构示意图。
[0010]图3为本发明列举的一种基于三个辅助电感网络的双全桥DC-DC变换器电路图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0012]如图2所示，一种基于可变电感网络的双全桥DC-DC变换器，其原边模块包括四个功率开关S1、S2, S3, S4,四个二极管Dp D2, D3, D4,四个电容Cp C2, C3, C4, 一个输入滤波电容Ci, 一个可变电感网络，一个高频变压器T等效漏感Lk。所述可变电感网络由η个辅助开关Sal、Sa2-Sal^P η个辅助电感Lal、La2-Lan构成。原边模块具体电路连接形式如下:
输入电源的正极和输入电容Ci的上端与功率开关S 1、S3的漏极、二极管D ”队的阴极及电容Q、C3的上端相连；输入电源的负极、输入电容C i的下端、功率开关S 2、S4的源极、二极管D2、D4的阳极及电容C 2、C4的下端相连；功率开关S i的源极、二极管D满阳极、电容C啲下端、功率开关S2的漏极、二极管D 2的阴极、电容C 2的上端相连，其结点与可变电感网络中辅助开关San的漏极、辅助电感Lan的左端相连；可变电感网络中辅助电感Lan的右端与辅助电感Lalri的左端及辅助开关S 的漏极相连，辅助电感L 的右端与辅助电感L an_2的左端及辅助开关San_2的漏极相连，以此类推，直到辅助电感L al的右端与高频变压器T等效漏感Lk的左端相连，该结点同时与辅助开关S al、Sa2…San的源极相连；功率开*S3的源极、二极管队的阳极、电容C 3的下端、功率开关S 4的漏极、二极管D 4的阴极、电容C 4的上端相连，其结点与高频变压器T输入侧下端相连；
高频变压器T等效漏感Lk的右端与高频变压器T输入侧上端相连；
一种基于可变电感网络的全桥DC-DC变换器，其副边模块包括四个功率开关S5、S6、S7、S8,四个二极管d5、d6、d7、D8,四个电容C5、C6、C7、C8，和一个输出滤波电容C。，副边模块具体的连接方式如下:
高频变压器T输出侧上端与功率开关管S5源极、功率开关管S 6的漏极、二极管D 5的阳极、二极管队的阴极、电容C 5的下端和电容C 6的上端相连；高频变压器T输出侧的下端与功率开关管S7的源极、功率开关管S 8的漏极、二极管D 7的阳极、二极管D 8的阴极、电容C 7的下端、电容C8的上端相连；功率开关管S 5、S7的漏极、二极管D 5、07的阴极、电容C 5、(:7的上端与电容C。的上端和输出直流电源V。的正极相连；功率开关管S 6、S8的源极、二极管D 6、08的阳极、电容C 6、(:8的下端与电容C。和下端相连，其节点接输出直流电源V。的负极。
[0013]功率开关S1、S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8是全控型器件，可以根据工作场合的需要选择不同类型的开关管，此处仅以MOS管为例说明。二极管Dp D2, D3, D4, D5, D6, D7,队可以是功率开关Sp S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8的寄生二极管，也可以根据工作场合的需要选择适合的二极管按照所述连接方式并联与开关管漏源极两端；电容Q、C2、C3、C4、C5、C6、C7、(:8可以是功率开关Sp S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8的寄生电容，也可以根据工作场合的需要选择适合的电容按照所