一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路
【技术领域】
[0001]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】
[0002]高频逆变部分是非接触电能传输系统的核心组成部分之一，输出高频电压或电流，对非接触电能传输系统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系统产生高频电压(电流)通常采用SPWM方式，这样的控制方式存在一些缺点:
[0003]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。
[0004]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
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供
[0006]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Tl、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC, MOS管Ql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Ql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Tl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Tl原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Ql与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器Tl的副边与整流电路连接，MOS管Ql的漏极与二极管Dl的正极连接，MOS管Ql的源极与二极管Dl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。
[0007]本实用新型与现有技术相比的有益效果:
[0008](I)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，提闻了效率；
[0009](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。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型电路原理框图；[0011]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】
[0012]以下结合图1及具体实例对本实用新型进行详细说明。
[0013]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，使整个系统简单，干扰小，工作稳定可靠。
[0014]本实用新型如图1所示，包括松耦合变压器！1、1?)3管01、02、03、04、二极管01、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC，MOS管Ql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Ql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Tl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Tl原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Ql与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器Tl的副边连接整流电路，MOS管Ql的漏极与二极管Dl的正极连接，MOS管Ql的源极与二极管Dl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。
[0015]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。
[0016]如图2所示，本实用新型的工作流程为:
[0017](I) (Vt1)时刻
[0018]Q2，Q3关断，Ql, Q4还没有导通，谐振电流ID1，Id4通过Ql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Uqj，谐振电容电压负向升闻。
[0019](2) (trt2)时刻
[0020]Ql, 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。
[0021]⑶(t2_t3)时刻
[0022]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。
[0023](4) (t3-t4)时刻
[0024]Ql, 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。
[0025](5) (t4-t5)时刻
[0026]Ql, 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闻。
[0027](6) (t5-t6)时刻
[0028]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。
[0029](7) (t6-t7)时刻
[0030]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。
[0031]⑶(t7_t8)时刻
[0032]Q2，Q3关断，Ql, Q4还没有导通，谐振电流Idi和Id4通过Ql和Q4的体二极管续流。在这个阶段回到UtTt1)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。
[0033]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。
[0034]本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
【权利要求】
1.一种非接触电能传输的全桥谐振变换电路,其特征在于:包括松稱合变压器T1、M0S管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D1、D2、D3、D4、谐振电容Cs和电源DC, MOS管Ql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Ql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Tl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Tl原边的另一端串接谐振电容Cs连接到MOS管Ql与MOS管Q2的连接端，松耦合变压器Tl的副边与整流电路连接，MOS管Ql的漏极与二极管Dl的正极连接，MOS管Ql的源极与二极管Dl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。
【文档编号】H02M3/335GK203398993SQ201320391892
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】高涛, 刘晓刚, 赵振江, 孙哲峰, 葛林, 郝建 申请人:航天科工惯性技术有限公司