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申请/专利权人：陕西科技大学

摘要：本发明公开了无应力冲击宽负载范围直流变换器及其控制策略，包括：1由四个自关断器件S1、S2、S3、S4和变压器T1，全波整流电路组成的移相全桥电路；2复位变压器TR串联在变压器T1的原边与电源负极之间与CBL串联，连接在MOS管SA1、SA2的栅极处；3过零检测算法，能使过零检测算法使原边环流降为零且没有反向增大。本发明具有新型的复位环路电流的电路结构，通过复位变压器TR、电容CBL和MOS管的组合结构使原边电流快速复位至零。本发明在传统的移相全桥的电路中增加复位电路，过零检测算法使原边环流降为零且没有反向增大，在此时开通滞后桥臂，能实现滞后桥臂自关断器件的零电流开关，可广泛应用于DCDC直流变换器领域中。

主权项：1.无应力冲击宽负载范围直流变换器，其特征在于，包括复位电路、移相变换器、变压器T1和整流电路；所述复位电路包括复位变压器、电容和MOS管SA1和MOS管SA2，复位变压器TR的副边绕组与电容串联然后并联于MOS管的栅极和MOS管SA2的源极；MOS管的栅极与电源Vin正极连接，MOS管的源极与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与电源Vin负极连接；MOS管和MOS管SA2形成的支路与移相变换器的输入端连接；复位变压器原边绕组异名端与移相变换器第一输出端口连接，复位变压器原边绕组同名端与变压器T1的原边绕组连接异名端连接，变压器T1的原边绕组连接同名端与移相变换器第二输出端口连接；变压器T1的副边与整流电路连接；所述移相变换器包括超前桥臂和滞后桥臂，所述超前桥臂包括串行连接的自关断器件和自关断器件；所述滞后桥臂包括串行连接的自关断器件和自关断器件；所述MOS管的栅极与电源Vin正极之间连接有二极管DA1，所述MOS管的源极与电源Vin负极之间连接有二极管DA2；所述MOS管两端并联有电容Cin1，所述MOS管两端并联有电容Cin2；所述自关断器件并联有电容C1，所述自关断器件并联有电容C2；所述自关断器件、自关断器件、自关断器件和自关断器件上均反并联有二极管；其控制策略为：S1：导通自关断器件和自关断器件，关断自关断器件S2和自关断器件S3，导通MOS管SA1和MOS管SA2，复位变压器副边短路，原边也相应短路，输入能量通过变压器T1传到输出侧，副边整流二极管DR1导通；S2：关断自关断器件，自关断器件零电压关断，复位电路中的电容Cin1和电容Cin2充放电，电容C1上电压线性上升，电容C2上电压线性下降，电容C2的电压降为零后，二极管D2导通；S3：自关断器件S4仍处于导通状态，自关断器件S1、自关断器件S2和自关断器件S3仍处于关断状态，MOS管SA1关断，MOS管SA2仍然导通，变压器T1初级电压为零，次级被短路，此时，复位变压器和电容接在电源上，使得二极管DA1被反向击穿，原边电流通过复位变压器向电容充电，原边电流逐渐减小，预测原边电流的下降趋势，在下降到原边电流零之前再次开通MOS管SA1，使结电容对原边电流的影响刚好使得原边电流降为零且不会反向恢复；S4：原边电流降为零时关断自关断器件；S5：原边电流为零时开通自关断器件，导通自关断器件S2，关断自关断器件S1和自关断器件S4，MOS管SA1和SA2MOS管导通，此时复位变压器副边与电容接在电源上，复位变压器副边和原边短路，复位变压通过变压器的电压变为负电压，使得副边二极管导通，原边向副边传递能量，关断自关断器件；S6：自关断器件S3仍处于导通状态，自关断器件S1、S4处于关断状态，MOS管SA1、SA2仍然导通，复位电路中的电容Cin1和电容Cin2充放电；S7：自关断器件S3仍处于导通状态，自关断器件S1、自关断器件S2和自关断器件S4仍处于关断状态，MOS管SA1仍然导通，关断MOS管SA2，变压器T1初级电压为零，次级被短路，此时复位变压器和电容接在电源上，原边电流向电容充电，原边电流逐渐减小，预测原边电流的下降趋势，在下降到零之前再次开通MOS管SA2，使结电容对原边电流的影响刚好使得原边电流降为零且不会反向恢复；重复S1-S7无应力冲击宽负载范围直流变换器，其特征在于，包括复位电路、移相变换器、变压器T1和整流电路；所述复位电路包括复位变压器、电容和MOS管SA1和MOS管SA2，复位变压器TR的副边绕组与电容串联然后并联于MOS管的栅极和MOS管SA2的源极；MOS管的栅极与电源Vin正极连接，MOS管的源极与MOS管的栅极连接，MOS管的源极与电源Vin负极连接；MOS管和MOS管SA2形成的支路与移相变换器的输入端连接；复位变压器原边绕组异名端与移相变换器第一输出端口连接，复位变压器原边绕组同名端与变压器T1的原边绕组连接异名端连接，变压器T1的原边绕组连接同名端与移相变换器第二输出端口连接；变压器T1的副边与整流电路连接；所述移相变换器包括超前桥臂和滞后桥臂，所述超前桥臂包括串行连接的自关断器件和自关断器件；所述滞后桥臂包括串行连接的自关断器件和自关断器件；所述MOS管的栅极与电源Vin正极之间连接有二极管DA1，所述MOS管的源极与电源Vin负极之间连接有二极管DA2；所述MOS管两端并联有电容Cin1，所述MOS管两端并联有电容Cin2；所述自关断器件并联有电容C1，所述自关断器件并联有电容C2；所述自关断器件、自关断器件、自关断器件和自关断器件上均反并联有二极管；其控制策略为：S1：导通自关断器件和自关断器件，关断自关断器件S2和自关断器件S3，导通MOS管SA1和MOS管SA2，复位变压器副边短路，原边也相应短路，输入能量通过变压器T1传到输出侧，副边整流二极管DR1导通；S2：关断自关断器件，自关断器件零电压关断，复位电路中的电容Cin1和电容Cin2充放电，电容C1上电压线性上升，电容C2上电压线性下降，电容C2的电压降为零后，二极管D2导通；S3：自关断器件S4仍处于导通状态，自关断器件S1、自关断器件S2和自关断器件S3仍处于关断状态，MOS管SA1关断，MOS管SA2仍然导通，变压器T1初级电压为零，次级被短路，此时，复位变压器和电容接在电源上，使得二极管DA1被反向击穿，原边电流通过复位变压器向电容充电，原边电流逐渐减小，预测原边电流的下降趋势，在下降到原边电流零之前再次开通MOS管SA1，使结电容对原边电流的影响刚好使得原边电流降为零且不会反向恢复；S4：原边电流降为零时关断自关断器件；S5：原边电流为零时开通自关断器件，导通自关断器件S2，关断自关断器件S1和自关断器件S4，MOS管SA1和SA2MOS管导通，此时复位变压器副边与电容接在电源上，复位变压器副边和原边短路，复位变压通过变压器的电压变为负电压，使得副边二极管导通，原边向副边传递能量，关断自关断器件；S6：自关断器件S3仍处于导通状态，自关断器件S1、S4处于关断状态，MOS管SA1、SA2仍然导通，复位电路中的电容Cin1和电容Cin2充放电；S7：自关断器件S3仍处于导通状态，自关断器件S1、自关断器件S2和自关断器件S4仍处于关断状态，MOS管SA1仍然导通，关断MOS管SA2，变压器T1初级电压为零，次级被短路，此时复位变压器和电容接在电源上，原边电流向电容充电，原边电流逐渐减小，预测原边电流的下降趋势，在下降到零之前再次开通MOS管SA2，使结电容对原边电流的影响刚好使得原边电流降为零且不会反向恢复；重复S1-S7。

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