基于移相控制的两电容scc拓扑结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于移相控制的两电容see拓扑结构技术，特别涉及一种两电容 see拓扑结构及其移相控制策略。
【背景技术】
[0002] 谐振变换器适应了高频化开关的需求，然而传统的变频控制方式由于其宽范围变 化的工作频率降低了谐振变换器磁性元器件的性能，不利于磁性元件的优化设计。谐振变 换器的输出常因为元件参数的误差以及输入的扰动而使输出特性具有误差以及不确定性， 难以精确的控制。此外，变频控制方式下由于磁性元件的设计考虑也使输出的控制范围有 限；为此提出新型的两电容SCC(Switched-Controlled Capacitor)结构改变谐振回路的等 效电容以调控变换器的输出特性，从而谐振变换器可以大范围内工作在恒频状态。通过控 制SCC开关管的导通与关断来调控SCC结构等效电容值。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于移相控制的两电容 SCC拓扑结构，该SCC结构适用于谐振变换器领域，可以使谐振变换器在恒频工作状态下实 现输出特性的可控性。
[0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构， 包括:第一电容Cl、第二电容C2、第一开关管Sl和第二开关管S2;第一电容Cl的正极和第二电 容(： 2的正极相连接;第一电容&的负极和第一开关管S1的漏极连接，第二电容C3的负极与第 二开关管&的源极连接;第一开关管S 1的源极和第二开关管&的漏极相连接;控制信号接入 第一开关管S1和第二开关管S 2的栅极，通过移相角α的大小控制开关管的导通时间从而控制 等效电容Ce3q;第一开关管S 1和第二开关管S2的导通时间相差半个周期。
[0005] 所述第一电容C1和第二电容C2的电容值相等，以确保所述SCC结构的对称性，保证 其抗扰性能。
[0006] 采用固定的频率控制第一开关管S1和第二开关管S2,采用变化的移相角控制第一 开关管S 1和第二开关管S2;第一开关管S1和第二开关管S2的导通时间相差半个周期，即导通 时间的相位差为180°。
[0007] 所述变化的占空比是指通过改变移相角α的大小，调节等效电容的值，以调控谐振 变换器的输出。
[0008] SCC等效电容值与电容一个周期内的电荷量Q成正比，SCC等效电容为：
[0010]其中，L),,为第一电容(^在正常同等条件完整半个周期下的电荷量，Λβ,为第一电 容心在50：结构中半个周期的电荷量;Qc^2为第二电容C2在正常同等条件完整半个周期下的 电荷量，△ Qd为第二从电容&在50：结构中半个周期的电荷量。
[0011] 本发明的SCC结构中：第一开关管S1和第一电容C1串联后与第二开关管SdP第二电 容(： 2串联后相互并联;其中，第一开关管S1和第二开关管S2的极性相反;第一电容心和第二 电容&的电容值相等;第一开关管S 1和第二开关管S2具有有续流二极管;第一开关管S1和第 二开关管S 2导通时间相差半个周期，为固定的频率控制和变化移相角α控制，通过控制移相 角a的大小以改变SCC结构等效电容C e3q的值进而实现对谐振变换器输出特性的调控。所述 SCC结构的移相角控制平滑、连续，两个开关管均能实现软开关，开关损耗小，效率高，对于 谐振变换器输出特性调控具有很高的可行性和实用性。
[0012] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0013] (1)第一开关管S1和第二开关管S2导通时间相差半个周期以及两个相等的第一电 容&和第二电容C 2,使得SCC的工作在正负半周期内对称，因此抗干扰性强，并且比单边结构 更为稳定。
[0014] (2)本发明在SCC结构中，通过固定的频率控制和变化的移相角控制，移相角控制 第一从电容C 1和第二从电容C3的作用时间以调节改变等效电容Ce3q的值。
[0015] (3)本发明中控制移相角a有效调节范围为45° 180°，可以实现对SCC等效电 容Ce3q的单调、平滑的控制，控制范围大。
[0016] (4)本发明中SCC结构里面第一开关管S1和第二开关管S2导通前其反并联二极管导 通通流，开关管可以实现ZVS软开关，损耗小，效率高。
【附图说明】
[0017]图1是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构图。
[0018] 图2(a)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析图。
[0019] 图2(b)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态1的示意 图。
[0020] 图2(c)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态2的示意 图。
[0021] 图2(d)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态3的示意 图。
[0022] 图2(e)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态4的示意 图。
[0023] 图2(f)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态5的示意 图。
[0024] 图2(g)是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构的工作波形分析模态6的示意 图。
[0025] 图3是一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构等效电容Ceq/C随移相角α的变化曲 线图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0027] 实施例
[0028] 如图1所示，一种基于移相控制的两电容SCC拓扑结构。所述SCC结构单元包含:第 一电容Cl、第二电容C2、第一开关管Sl和第二开关管S2;第一电容Cl的正极和第二电容C2的正 极相连接;第一电容Cl的负极和第一开关管Si的漏极连接，第二电容C2的负极与第二开关管 S2的源极连接;第一开关管S1的源极和第二开关管S2的漏极相连接;控制信号接入第一开关 管&和第二开关管&的栅极，通过移相角 α的大小控制开关管的导通时间从而控制等效电容 Ceq;第一开关管S1和第二开关管S2的导通时间相差半个周期。
[0029]下面结合附图对SCC结构的工作波形和模态图，说明本发明的工