CN203398993U - 一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路，包括松耦合变压器T1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC。本实用新型通过谐振电容和原边电感串联的方式，利用全桥谐振变换器的MOS管的零电流导通和零电压关断，减小了开通和关断时的电压尖峰，提高的电源的效率，减小了损耗，减小了器件开关过程中产生的电磁干扰，为了谐振变换电路提高了开关频率，提高了效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路，属于功率变换技术领域。
背景技术
高频逆变部分是非接触电能传输***的核心组成部分之一，输出高频电压或电流，对非接触电能传输***的传输能力和传输效率产生影响。目前大多数非接触电能传输***产生高频电压(电流)通常采用SPWM方式，这样的控制方式存在一些缺点：
第一、为了得到正弦度比较高的正弦波，假设开关频率为正弦波频率的10倍，为了得到一个30-100kHz的正弦波，开关频率至少为300kHz，如果要得到更高的正弦波，开关频率还要更高，使器件的开关损耗增加。
第二、SPWM变换技术不能根据负载和开关频率的不同，可以实现零电流关断和零电压开通。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供
本实用新型的技术解决方案：一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路，包括松耦合变压器T1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC，MOS管Q1的漏极与电源DC的正极连接，MOS管Q2的源极与电源DC的负极连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连接，松耦合变压器T1原边的一端连接到MOS管Q3与MOS管Q4的连接端，松耦合变压器T1原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Q1与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器T1的副边与整流电路连接，MOS管Q1的漏极与二极管D1的正极连接，MOS管Q1的源极与二极管D1的负极连接，MOS管Q2的漏极与二极管D2的正极连接，MOS管Q2的源极与二极管D2的负极连接，MOS管Q3的漏极与二极管D3的正极连接，MOS管Q3的源极与二极管D3的负极连接，MOS管Q4的漏极与二极管D4的正极连接，MOS管Q4的源极与二极管D4的负极连接。
本实用新型与现有技术相比的有益效果：
(1)本实用新型通过谐振电容和原边电感串联的方式，利用全桥谐振变换器的MOS管的零电流导通和零电压关断，减小了开通和关断时的电压尖峰，提高的电源的效率，减小了损耗，减小了器件开关过程中产生的电磁干扰，为了谐振变换电路提高了开关频率，提高了效率；
(2)本实用新型采用的电路简单，减小了开关管开通和关断时的电压尖峰，提高了效率，减小了损耗，工作稳定可靠，故障率低，有利于推广。
附图说明
图1为本实用新型电路原理框图；
图2为本实用新型逆变电压和谐振电流波形图。
具体实施方式
以下结合图1及具体实例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型在非接触电能传输中的功率变换中，根据负载和开关频率的不通，可以实现零电流关断和零电压开通，频率远小于SPWM所需的频率，开关损耗小，电压(电流)波形接近正弦，EMI小，使整个***简单，干扰小，工作稳定可靠。
本实用新型如图1所示，包括松耦合变压器T1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC，MOS管Q1的漏极与电源DC的正极连接，MOS管Q2的源极与电源DC的负极连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连接，松耦合变压器T1原边的一端连接到MOS管Q3与MOS管Q4的连接端，松耦合变压器T1原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Q1与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器T1的副边连接整流电路，MOS管Q1的漏极与二极管D1的正极连接，MOS管Q1的源极与二极管D1的负极连接，MOS管Q2的漏极与二极管D2的正极连接，MOS管Q2的源极与二极管D2的负极连接，MOS管Q3的漏极与二极管D3的正极连接，MOS管Q3的源极与二极管D3的负极连接，MOS管Q4的漏极与二极管D4的正极连接，MOS管Q4的源极与二极管D4的负极连接。
二极管D5、D6、D7、D8，用于整流，和滤波电容C2、电阻Re组成滤波电路。
如图2所示，本实用新型的工作流程为：
(1) (t0-t1)时刻
Q2，Q3关断，Q1，Q4还没有导通，谐振电流ID1，ID4通过Q1和Q4的体二极管续流。在这个阶段，谐振电感的储能一部分回馈电源，另外一部分给电容充电UCp，谐振电容电压负向升高。
(2) (t1-t2)时刻
Q1，Q4导通，但是并不是立刻有正向电流流过，由于谐振电流Ip仍然是流过开关的体二极管，所以开关管实现了零电压和零电流开通。
(3) (t2-t3)时刻
Q1，Q4维持导通，谐振电流由负向变正向，电容反向充电释放电能，电流值增大，电感储能。
(4) (t3-t4)时刻
Q1，Q4维持导通，谐振电流减小，电感释放电能，电容两端电压由负变正且不断增大。
(5) (t4-t5)时刻
Q1，Q4关断，Q2，Q4还没有导通，谐振电流通过Q2，Q3的体二极管续流。在这个阶段，谐振电感的储能一部分回馈电源，另外一部分给电容充电，谐振电容电压继续正向升高。
(6) (t5-t6)时刻
Q2，Q3导通，谐振电流仍然通过开关管的体二极管，所以Q2，Q3也实现了零电流开通，谐振电流减小到零，也就是通过体二极管的电流降低至零。同时，串联电容上的电压也达到了正向最大值。
(7) (t6-t7)时刻
Q2，Q3维持导通，谐振电流由正向变为负向，电容反向充电释放电能，电流值增大，电感储能。电容两端的电压值降为零，谐振电流达到最大值。
(8) (t7-t8)时刻
Q2，Q3关断，Q1，Q4还没有导通，谐振电流ID1和ID4通过Q1和Q4的体二极管续流。在这个阶段回到(t0-t1)时刻，谐振电感的储能一部分回馈电源，另外一部分给电容充电，谐振电容电压负向升高。
从波形可以看出电源工作时，全桥谐振变换器工作在软开关状态。
本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
Claims (1)
1.一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路，其特征在于：包括松耦合变压器T1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC，MOS管Q1的漏极与电源DC的正极连接，MOS管Q2的源极与电源DC的负极连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连接，松耦合变压器T1原边的一端连接到MOS管Q3与MOS管Q4的连接端，松耦合变压器T1原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Q1与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器T1的副边与整流电路连接，MOS管Q1的漏极与二极管D1的正极连接，MOS管Q1的源极与二极管D1的负极连接，MOS管Q2的漏极与二极管D2的正极连接，MOS管Q2的源极与二极管D2的负极连接，MOS管Q3的漏极与二极管D3的正极连接，MOS管Q3的源极与二极管D3的负极连接，MOS管Q4的漏极与二极管D4的正极连接，MOS管Q4的源极与二极管D4的负极连接。
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| CN203398993U true CN203398993U (zh) | 2014-01-15 |
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ID=49910490
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201320391892.3U Expired - Lifetime CN203398993U (zh) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | 一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路 |
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|---|---|
| CN (1) | CN203398993U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106240395A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-21 | 重庆大学 | 电动汽车无线供电***的分段导轨软切换方法 |
| US10003267B1 (en) | 2016-12-19 | 2018-06-19 | Analog Devices Global | Isolated DC-DC converter with an H-bridge circuit |
| CN108879994A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-23 | 西安电子科技大学 | 自谐振式无线供电装置 |
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2013
- 2013-07-03 CN CN201320391892.3U patent/CN203398993U/zh not_active Expired - Lifetime
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