CN2602543Y - 无损耗吸收的软开关电路 - Google Patents

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Abstract

一种无损耗吸收的软开关电路，用于BOOST升压电路，由二极管D2、二极管D3和二极管D4同向串联而成的支路，同向并接在所述的B00ST电路中的续流二极管D1的两端；而由电容C2和电感L2串联的谐振支路一端接于二极管D1的正极，另一端接于二极管D3与二极管D4之间；且在二极管D2与二极管D3之间接有电容C3的一端，电容C3另一端接于开关管的阴极端。本实用新型具有电路结构简单，布局合理，附加元件数量少，无需额外的检测电路和控制电路，且电路中没有能量损耗元件，可以提高软开关电路的工作效率等特点。

Description

无损耗吸收的软开关电路
技术领域
本实用新型涉及一种减小开关电路开关应力的无损耗吸收电路，尤其是涉及一种对软开关无损耗吸收电路结构的改良。
背景技术
吸收电路往往被用以减小开关元件的开关应力。开关应力包括开关损耗、电流冲击和电压尖峰。硬开关存在损耗的主要原因是由于电压和电流交叉产生的开通、关断损耗。而软开关开通时，电流从零开始上升，故不存在开通损耗，关断时，通过限制电压的上升速度来减小开关的关断损耗和电压尖峰。专利检索发现，有人申请了名为“软开关有源吸收电路”的专利(97103647.0)，这个软开关元件包括一个主开关元件和一个软开关有源吸收电路。有源吸收电路为主开关元件和有源吸收电路中的一个附加开关提供软开关特性，保证了高效、可靠的电路工作。有源吸收电路通过附加控制可实现智能化软开关元件。还有一种名为“零压零流软开关变换器”的专利(01118936.3)，它公开一种零压零流软开关变换器，包括带有主功率开关和功率二极管的基本电路，还包括辅助功率开关、第一二、二极管、谐振电容、谐振电感。其特征是：在升压式变换器的储能电感和功率二极管间串入谐振电感，使得变换器主功率开关损耗和功率二极管关断时的电流应力大为减小，同时，实现了主功率开关、辅助功率开关及辅助二极管的软开关。但是，现有的这类软开关电路结构复杂，需要额外的辅助开关电路，元件数量多，制作成本高，电路能量损耗大，工作效率低，可靠性不好等不足。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的电路结构复杂，需要额外的辅助开关电路，元件数量多，制作成本高，电路能量损耗大，工作效率低，可靠性不好等的技术问题。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种无损耗吸收的软开关电路，用于BOOST升压电路，由二极管D2、二极管D3和二极管D4同向串联而成的支路，同向并接在所述的BOOST电路中的续流二极管D1的两端；而由电容C2和电感L2串联的谐振支路一端接于二极管D1的正极，另一端接于二极管D3与二极管D4之间；且在二极管D2与二极管D3之间接有电容C3的一端，电容C3另一端接于开关管的阴极端。
作为优选，所述的开关元件Q是一个MOS管、绝缘栅双极晶体管、门极可控关断晶体管或双极性晶体管。
作为优选，所述的电容C2显著大于电容C3，即：C2＞＞C3，而电容C4显著大于电容C2，即C4＞＞C2。
作为优选，所述的谐振支路的谐振半周期T/2远小于BOOST电路开关管Q的开关周期T0。
因此，本实用新型具有电路结构简单，布局合理，附加元件数量少，无需额外的检测电路和控制电路，且电路中没有能量损耗元件，可以提高软开关电路的工作效率等特点。
附图说明
附图1是本实用新型的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种无损耗吸收的软开关电路，用于BOOST升压电路，结构是交流电经电桥BR1整流，由储能电感L1电容C1组成的电路，然后接入开关管Q，开关管Q一端做开关负极，由二极管D2、二极管D3和二极管D4同向串联而成的支路，同向并接在所述的BOOST电路中的续流二极管D1的两端；而由电容C2和电感L2串联的谐振支路一端接于二极管D1的正极，另一端接于二极管D3与二极管D4之间；且在二极管D2与二极管D3之间接有电容C3的一端，电容C3另一端接于开关管的阴极端。其中，电容C2与电感L2的谐振半周期远小于BOOST电路主开关管Q的开关半周期。
参看附图1，当开关管Q开通时，电容C3上的电荷由二极管D3经电感L2，电容C2，开关管Q放电，因二极管D3只能单向导电，故电容C3上的电荷进入C2，经一段时间后，UC3＝0。又因Q刚打开的时刻，经过电感L1和电感L2的电流都为零，或接近零，故开关管Q为零电流开启。当开关管Q关断时，流经Q的电流经二极管D2给电容C3充电，因电容端电压不能突变，故开关管Q为零电压关断；当开关管完全关断时，A点电压升至U0，此时，电容C2上的电荷经电感L2，二极管D4，开关管Q(反并二极管)放电，电荷进入输出储能电容C4，电容C2放电终止时，UC2＝0，为下一开关周期作准备。储存于电容C3上的电荷进入电容C2后，根据能量守恒，有C2 UC2 2＝C3 UC3 2成立。因C2＞＞C3，故UC2＜＜UC3。又C2＜＜C4，故上的电荷完全能放入C4，且对C4端电压的影响很小。经实际试验测知，增加此T型网络，开关电路总体效率可以提高(1～1.5)％。

Claims (5)

1.一种无损耗吸收的软开关电路，用于BOOST升压电路，其特征在于由二极管D2、二极管D3和二极管D4同向串联而成的支路，同向并接在所述的BOOST电路中的续流二极管D1的两端；而由电容C2和电感L2串联的谐振支路一端接于二极管D1的正极，另一端接于二极管D3与二极管D4之间；且在二极管D2与二极管D3之间接有电容C3的一端，电容C3另一端接于开关管的阴极端。
2.根据权利要求1所述的无损耗吸收的软开关电路，其特征在于所述的开关元件Q是一个MOS管、绝缘栅双极晶体管、门极可控关断晶体管或双极性晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的无损耗吸收的软开关电路，其特征在于所述的电容C2显著大于电容C3，即：C2＞＞C3。
4.根据权利要求1或2所述的无损耗吸收的软开关电路，其特征在于所述的谐振支路的谐振半周期T/2远小于BOOST电路开关管Q的开关周期T0。
5.根据权利要求3所述的无损耗吸收的软开关电路，其特征在于所述的谐振支路的谐振半周期T/2远小于BOOST电路开关管Q的开关周期T0。
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