CN203859684U - 一种大电流半桥电路 - Google Patents
一种大电流半桥电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203859684U CN203859684U CN201420253858.4U CN201420253858U CN203859684U CN 203859684 U CN203859684 U CN 203859684U CN 201420253858 U CN201420253858 U CN 201420253858U CN 203859684 U CN203859684 U CN 203859684U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diode
- capacitor
- oxide
- semiconductor
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 30
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源端的两个MOS管S1和S2，MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2；MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。该电路解决了现有技术中存在的损耗大、效率低、输出功率小的问题，降低了变换器损耗，增大了功率密度。
Description
技术领域
本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种软开关以及副边大电流的半桥电路。
背景技术
DC/DC变换器就是将输入的直流电压，经过高频斩波或高频逆变后，通过整流和滤波环节，转换成所需要幅值的直流电压。它在家用电器、工业控制、通信、国防、交通等领域都有广泛的应用。半桥电路拓扑由于其成本低、易实现等优点，在众多拓扑中占有重要地位。常用的半桥拓扑有以下两种：
1、传统半桥电路
如图1所示为传统半桥电路拓扑，由容值相等的电容器C1和C2组成一组桥，MOS管S1和S2组成另一组桥，D1与D2是MOS管的体二极管，Cs1和Cs2是MOS管的寄生电容；两个桥臂中点连接变压器T1，变压器后边接整流二极管D3和D4组成半桥电路；
其原理：此电路通过一对互补的驱动来驱动两个MOS管，S1和S2交替导通，在变压器一次测产生一幅值为Vi/2的正负脉冲，并通过高频变压器传输到二次侧，在经过整流二极管整流，储能电感L1及电容器C3滤波后向负载供电；
其特点：相对于全桥电路，此拓扑只用了两个MOS管，成本相对较低，由于是两只管子，没有同时通断的问题，其抗不平衡能力强，对于占空比要求不高，所以驱动电路的设计也相对简单；
缺点：由于其工作在硬开关状态，MOS管上的开关损耗较大；半桥电路的变压器原边承受电压为输入电压的一半，所以其输出功率相对较低，不适合大功率负载场合的应用。
2、不对称半桥电路
为了克服硬开关电路的诸多问题，图2提出了一种改进型的半桥拓扑，在电路中加入漏感Lk，利用开关管的寄生电容与变压器的漏感发生谐振，实现电路的零电压开通，以降低电路的损耗。
其原理：主开关为两个互补控制的功率MOSFET(S1和S2)，开关管S1和S2导通的时间分别为D和1-D。Lk是变压器原边漏感，与开关管的寄生电容C1和C2谐振，为功率开关管S1和S2的零电压开通创造条件。S1导通时，变压器的原边承受正向电压，副边绕组N21工作，二极管D3导通，开关管S2与二极管D4关断，S2导通时，变压器的原边承受反向电压，副绕组N22工作，二极管D4导通，开关管S1与二极管D3关断；
其特点：软开关半桥电路在很大程度上实现了开关的的零电压开通，降低了损耗，大大提高工作频率和输出功率，降低电磁干扰。
缺点：输出功率较低，在大功率负载场合很少应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高效的大电流半桥电路，解决了现有技术中存在的损耗大、效率低、输出功率小的问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管S1和MOS管S2，所述MOS管S1的漏端和MOS管S2的源端接电源E，所述MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2；所述MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；所述二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，所述二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，所述电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。
进一步地，所述二极管D1和二极管D2为寄生二极管。
进一步地，所述电容Cs1和电容Cs2为寄生电容。
本实用新型的有益效果是：
1、降低变换器损耗，增大功率密度；
2、提高输出电流从而提高输出功率。
附图说明
图1是传统半桥电路图；
图2是软开关半桥电路图；
图3是倍流整流半桥电路图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图3所示，该大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管S1和MOS管S2，所述MOS管S1的漏端和MOS管S2的源端接电源E，MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一寄生二极管D2和寄生电容Cs2；所述MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；所述二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，所述二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，所述电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3的阳极，并与二极管D4的阳极相连。
其中，二极管D1和二极管D2为寄生二极管，电容Cs1和电容Cs2为寄生电容。
本电路主开关为两个互补控制的功率MOSFET(S1和S2),S1和S2的占空比分别为D和1-D,D1、D2分别为S1和S2的体二极管，谐振电容CS1和CS2是S1和S2的寄生电容，隔直电容Cb作为开关管S2导通时的电压源，压器T等效为理想变压器串联一个漏感Lk，变压器原边匝数为N1，副边匝数为N2，采用倍流整流，用超快恢复二极管D3和D4，输出滤波电感L1和L2,滤波电容C3和负载RL。
本实用新型的工作原理：
1、开关管S1关断以后，漏感Lk与Cs1与Cs2谐振，变压器漏感电流流过Cs1和Cs2，使得电容Cs1的电压线性上升，电容Cs2的电压线性下降，当电容Cs2电压下降到零时，S2的体二极管D2导通将S2上的电压钳位到零，此时开通S2就实现零电压开通，S2开通后，变压器副边上负下正，副边电流通过L2、C3和RL、D3形成回路，L2储能，电感L1通过D3释放能量；
2、开关管S2关断以后，电路重新开始进入电容充放电阶段，变压器原边电流流过Cs1和Cs2，使得电容Cs1的电压线性下降，电容Cs2的电压线性上升,当Cs1电压下降到零时，S1的体二极管D1导通将S1上的电压钳位到零，此时开通S1就实现零电压开通，S1开通后，变压器副边上正下负，副边电流通过L1、C3和RL、D4形成回路，L1储能，L2通过D4释放能量。
本实用新型的特点在于：
1、开关管通过漏感与寄生电容的谐振实现软开关，从而降低了开关损耗，提高效率；
2、副边采用倍流整流技术，由于任一滤波电感电流为输出负载电流的一半，从而增加了输出电流，提高输出功率；
3、倍流整流是将两个电感的交错并联,两个输出滤波电感上的电压和流过的电流相位差为180°。实现了滤波电感上的纹波电流互相部分抵消，故负载电流的纹波更小。
以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种大电流半桥电路，包括并联连接在电源E端的MOS管S1和MOS管S2，所述MOS管S1的漏端和MOS管S2的源端接电源E，其特征在于：所述MOS管S1的漏端并联连接一二极管D1和电容Cs1，MOS管S2的漏端并联连接一二极管D2和电容Cs2；所述MOS管S1源端接一电感Lk和MOS管S2源端接一电容Cb后接入变压器输入端，变压器输出端并联连接一对反向接入的二极管D3和二极管D4；二极管D3阴极连接一电感L1,并与变压器副边同名端相连，二极管D4阴极连接一电感L2，并与变压器副边非同名端相连，电感L1和电感L2相互连接后再连接一组并联的电容C3和负载RL，并联的电容C3和负载RL的另一端连接至二极管D3和二极管D4的阳极节点。
2.根据权利要求1所述的一种大电流半桥电路，其特征在于：所述二极管D1和二极管D2为寄生二极管。
3.根据权利要求1所述的一种大电流半桥电路，其特征在于：所述电容Cs1和电容Cs2为寄生电容。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420253858.4U CN203859684U (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | 一种大电流半桥电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420253858.4U CN203859684U (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | 一种大电流半桥电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203859684U true CN203859684U (zh) | 2014-10-01 |
Family
ID=51609526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420253858.4U Expired - Lifetime CN203859684U (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | 一种大电流半桥电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203859684U (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262341A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 潘秀兰 | 一种直流电的电压变换电路 |
| CN106505862A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-15 | 上海希形科技有限公司 | 极少元件的隔离电源 |
| CN107258045A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-10-17 | 高通股份有限公司 | 用于无线功率传输应用的车辆垫中的部分电子装置集成的系统、方法和装置 |
| CN110048496A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 甘肃南洋新能源科技发展有限公司 | 一种低成本无线电能传输方法及装置 |
| CN112202351A (zh) * | 2020-08-25 | 2021-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种宽范围软开关的单级式隔离型三相ac/dc整流器 |
| CN115360921A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-18 | 上海空间电源研究所 | 航天电源用半桥变换器的自适应启动二次电源电路 |
-
2014
- 2014-05-16 CN CN201420253858.4U patent/CN203859684U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107258045A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-10-17 | 高通股份有限公司 | 用于无线功率传输应用的车辆垫中的部分电子装置集成的系统、方法和装置 |
| CN105262341A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 潘秀兰 | 一种直流电的电压变换电路 |
| CN106505862A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-15 | 上海希形科技有限公司 | 极少元件的隔离电源 |
| CN110048496A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 甘肃南洋新能源科技发展有限公司 | 一种低成本无线电能传输方法及装置 |
| CN112202351A (zh) * | 2020-08-25 | 2021-01-08 | 南京航空航天大学 | 一种宽范围软开关的单级式隔离型三相ac/dc整流器 |
| CN115360921A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-18 | 上海空间电源研究所 | 航天电源用半桥变换器的自适应启动二次电源电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103312171B (zh) | 隔离型软开关双管正激谐振dc/dc电路 | |
| CN106685231B (zh) | 一种原边钳位型软开关全桥变换器及其不对称控制方法 | |
| CN103944397B (zh) | Boost型隔离DC/DC变换器及其控制方法 | |
| CN101562399B (zh) | 一种全桥双输出直流-直流变换器 | |
| CN105141138B (zh) | 一种倍压式软开关型推挽直流变换器 | |
| CN103595259B (zh) | 双变压器串并联隔离软开关直流变换器及其控制方法 | |
| CN109217681A (zh) | 一种双向谐振变换器 | |
| CN101702578A (zh) | 耦合电感实现正反激隔离式升压型变换器及应用 | |
| CN203859684U (zh) | 一种大电流半桥电路 | |
| CN103887976B (zh) | 电流源输入型谐振软开关dc/dc变换器 | |
| CN101847936B (zh) | 滞后臂并联辅助网络的软开关全桥直流变换器 | |
| CN103795262B (zh) | Lc并联谐振升压直/直变换器及其控制方法 | |
| CN103618449A (zh) | 带有电荷泵的三绕组耦合电感双管升压变换器 | |
| CN103618444B (zh) | 三绕组耦合电感zvs/zcs双管升压变换器 | |
| CN102231600A (zh) | 应用于弧焊逆变电源的新型全桥软开关电路 | |
| CN103595258A (zh) | 一种升压型软开关谐振变换器及其定频控制方法 | |
| CN106230264A (zh) | 一种高效单向llc 谐振dc‑dc 变换电路拓扑结构 | |
| CN105207486A (zh) | 一种双向谐振直流变换器及其控制方法 | |
| CN105406724A (zh) | 移相控制全桥零电流变换器及直流开关电源 | |
| CN104638932A (zh) | 一种多谐振变换器 | |
| CN103595257B (zh) | 一种隔离型软开关降压直流变换器及其控制方法 | |
| CN104638931B (zh) | 对称式rcd箝位的正-反激变换器 | |
| CN105048850A (zh) | 一种单级zvs型推挽式高频环节dc/ac变换器 | |
| CN110829853A (zh) | 大功率强复位移相全桥零电压零电流软开关直流变换器 | |
| CN110224605A (zh) | 一种全桥变换电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141001 |