一种双向移相全桥软开关电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种双向移相全桥软开关电路，包括变压器T、第一双向移相全桥电路、第二双向移相全桥电路及谐振电路，所述变压器T通过谐振电路分别连接所述第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路，降低了耗电量，提高了安全系数。
【专利说明】—种双向移相全桥软开关电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双向移相全桥软开关电路。
【背景技术】
[0002]锂电池生产工艺中不可或缺的一道工序是化成，即是对电池进行二次充放电，化成电源设备的充放电技术直接影响蓄电池的性能和使用。
[0003]一方面，基于技术和成本因素考虑，现有的电池化成充放电设备多数采用单向移相功率变换结构，而在电池放电过程中所释放出的能量采取通过电阻放电的方式消耗掉，造成极大的能源浪费；对于规模较大的电池生产厂家，电池化成消耗的电能费用可占到生产成本的二至三成，每年化成检测的电费就是一笔不小的耗资；针对这一问题，现对如何降低放电能量的耗费并对其再利用成为电池生产企业迫切需要解决的问题。
[0004]另一方面，化成充放电设备中，移相全桥模块均采用传统的硬开关模式，开关元件是在承受电压或电流的情况下接通或断开电路的，因此在接通和关断的过程中会产生较大的开关损耗，且开关频率越高，开关损耗也就越大；同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗并产生电磁干扰，因而硬开关电源频率不能太高，还要采取防止电磁干扰的措施，211特性差，效率低下，且其功率开关元件工作于硬开关模式，开关损耗大，难以通过高频化来提升功率密度。功率开关电路工作运行中，易发生上下管直通事故，安全系数不高。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种双向移相全桥软开关电路，降低了耗电量，提高了安全系数。
[0006]本实用新型是这样实现的:一种双向移相全桥软开关电路，包括变压器1、第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路，还包括谐振电路，所述变压器I通过谐振电路分别连接所述第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路。
[0007]进一步地，所述谐振电路包括隔直电容⑶、隔直电容010、一谐振电感匕及一谐振电容0，所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联；
[0008]所述第一双向移相全桥电路包括开关管I1、开关管12、开关管13及开关管14，所述开关管II与开关管12串联形成第一超前桥臂，所述开关管13与开关管14串联形成第一滞后桥臂，所述第一超前桥臂与第一滞后桥臂并联；
[0009]所述第二双向移相全桥电路包括开关管15、开关管16、开关管17及开关管18，所述开关管15与开关管16串联形成第二超前桥臂，所述开关管17与开关管18串联形成第二滞后桥臂，所述第二超前桥臂与第二滞后桥臂并联；
[0010]所述变压器I的初级侧一端通过隔直电容⑶连接至第一超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第一滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器I的初级侧一端通过隔直电容⑶连接至第一滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第一超前桥臂的中心点；所述变压器丁的次级侧一端通过隔直电容010连接至第二超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第二滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器I的次级侧一端通过隔直电容010连接至第二滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第二超前桥臂的中心点；
[0011]所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联支路并联于所述隔直电容⑶与变压器丁初级侧串联支路的两端，或者所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联支路并联于所述隔直电容(:10与变压器I次级侧串联支路的两端。
[0012]本实用新型的优点在于:本实用新型双向移相全桥软开关电路，采用双向移相全桥功率变换结构来控制能量的双向传递，减少功能器件的体积和数量，大幅度提升能量利用率，有效的节约大量能源；与现有的移相控制相比，具有更小的功率环流及电流应力，并且可以很理想的实现软开关功能，特别是能实现在轻载情况下的软开关。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0014]图1是本实用新型双向移相全桥软开关电路实施例一的电路图。
[0015]图2是本实用新型双向移相全桥软开关电路实施例二的电路图。
【具体实施方式】
[0016]请参阅图1和图2所示，双向移相全桥软开关电路，包括变压器1、第一双向移相全桥电路、第二双向移相全桥电路以及谐振电路，所述变压器I通过谐振电路分别连接所述第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路。
[0017]本实用新型中所述谐振电路包括隔直电容⑶、隔直电容010、一谐振电感匕及一谐振电容0，所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联；
[0018]所述第一双向移相全桥电路包括开关管I1、开关管12、开关管13及开关管14，所述开关管II与开关管12串联形成第一超前桥臂，所述开关管13与开关管14串联形成第一滞后桥臂，所述第一超前桥臂与第一滞后桥臂并联；
[0019]所述第二双向移相全桥电路包括开关管15、开关管16、开关管17及开关管18，所述开关管15与开关管16串联形成第二超前桥臂，所述开关管17与开关管18串联形成第二滞后桥臂，所述第二超前桥臂与第二滞后桥臂并联；
[0020]所述变压器I的初级侧一端通过隔直电容⑶连接至第一超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第一滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器I的初级侧一端通过隔直电容⑶连接至第一滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第一超前桥臂的中心点；所述变压器丁的次级侧一端通过隔直电容010连接至第二超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第二滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器I的次级侧一端通过隔直电容010连接至第二滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第二超前桥臂的中心点；
[0021]所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联支路并联于所述隔直电容⑶与变压器I'初级侧串联支路的两端，或者所述谐振电感匕与所述谐振电容0串联支路并联于所述隔直电容(:10与变压器I次级侧串联支路的两端。
[0022]本实用新型的一种实施例主要包括:双向移相全桥功率变换主电路、0010谐振电路、滤波电路、被化成的电池以及分别与2个全桥移相电路共8个功率开关管并联的电容 01?⑶。
[0023]上述的双向移相全桥功率变换电路主要包括:高频变压器1、左侧四个开关管XI?14和右侧四个开关管15?18 ；开关管II和12串联构成左侧全桥变换电路的超前桥臂，而开关管13和14串联组成左侧全桥变换电路的滞后桥臂；开关管15和16串联构成右侧全桥变换电路的超前桥臂，而开关管17和18串联组成右侧全桥变换电路的滞后桥臂。该开关前臂和开关后臂组成移相全桥功率开关模型，两侧全桥的开关状态相同，即同步开关，对角开关轮流依次导通，导通角度为180°，则70侧全桥的逆变输出电压和％侧全桥的逆变输出折合到％侧后的电压为占空比为50%的方波电压。通过控制方波之间的相角来控制功率大小及流向。
[0024]电容?⑶分别是II?18的谐振电容，包括寄生电容和外接电容，?⑶分别与II?18并联，和(?为母线储能电容，这里的功率开关管II?18选用全控型内置反向二极管；也可以选用没有内置反向二极管的全控型功率管，之后将反向二极管外置。
[0025]0010谐振电路通过谐振电感匕，谐振电容0，隔直电容⑶和010之间的谐振作用，实现了双向移相全桥功率变换电路的零电压和零电流接通电路，故简称为⑶仏谐振电路。谐振电路主要包括:谐振电感匕，谐振电容0，隔直电容⑶和010 (隔直电容起隔离直流的作用所示，为该⑶仏谐振电路的一种连接方式，该谐振电路的一端与第一超前桥臂的中心点连接(即开关管II和12之间)，谐振电路的另一端与第一滞后桥臂的中心点连接(即开关管13和14之间)。谐振电感匕和谐振电容0串联支路并联于隔直电容⑶与变压器原边串联支路的两端。
[0026]如图2所示，为XIX的另一种连接方式，该谐振电路的一端与第二超前桥臂的中心点连接(即开关管15和16之间)，谐振电路的另一端与第二滞后桥臂的中心点连接(即开关管17和18之间)。谐振电感匕和谐振电容0串联支路并联于隔直电容010与变压器原边串联支路的两端。
[0027]化成充放电过程为^0输入电压经开关管逆变后产生方波来激励XIX谐振电路谐振输出谐振电流，流经变压器I和同步移相全桥逆变电路，再经滤波电容(?输出直流电压对化成电池％进行充电；在放电过程中，化成电池％电流通过变压器次级侧移相全桥逆变电路、变压器I和XIX谐振电路以及变压器初级侧移相全桥逆变电路和滤波电容回流到电源70。这样，构成一个具有能量回馈功能的双向移相全桥变换充放电的锂电池化成 |101|装直。
[0028]本实用新型的优点在于:本实用新型双向移相全桥软开关电路，采用双向移相全桥功率变换结构来控制能量的双向传递，减少功能器件的体积和数量，大幅度提升能量利用率，有效的节约大量能源；与现有的移相控制相比，具有更小的功率环流及电流应力，并且可以很理想的实现软开关功能，特别是能实现在轻载情况下的软开关。
[0029]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是熟悉本【技术领域】的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种双向移相全桥软开关电路，包括变压器T、第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路，其特征在于:还包括谐振电路，所述变压器T通过谐振电路分别连接所述第一双向移相全桥电路以及第二双向移相全桥电路。
2.如权利要求1所述的一种双向移相全桥软开关电路，其特征在于:所述谐振电路包括隔直电容C9、隔直电容C1、一谐振电感Lr及一谐振电容Cr，所述谐振电感Lr与所述谐振电容Cr串联； 所述第一双向移相全桥电路包括开关管Tl、开关管T2、开关管T3及开关管T4，所述开关管Tl与开关管T2串联形成第一超前桥臂，所述开关管T3与开关管T4串联形成第一滞后桥臂，所述第一超前桥臂与第一滞后桥臂并联； 所述第二双向移相全桥电路包括开关管T5、开关管T6、开关管T7及开关管T8，所述开关管T5与开关管T6串联形成第二超前桥臂，所述开关管T7与开关管T8串联形成第二滞后桥臂，所述第二超前桥臂与第二滞后桥臂并联； 所述变压器T的初级侧一端通过隔直电容C9连接至第一超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第一滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器T的初级侧一端通过隔直电容C9连接至第一滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第一超前桥臂的中心点；所述变压器T的次级侧一端通过隔直电容ClO连接至第二超前桥臂的中心点，另一端连接至所述第二滞后桥臂的中心点；或者，所述变压器T的次级侧一端通过隔直电容ClO连接至第二滞后桥臂的中心点，另一端连接至所述第二超前桥臂的中心点； 所述谐振电感Lr与所述谐振电容Cr串联支路并联于所述隔直电容C9与变压器T初级侧串联支路的两端，或者所述谐振电感Lr与所述谐振电容Cr串联支路并联于所述隔直电容ClO与变压器T次级侧串联支路的两端。
【文档编号】H02M3/28GK204119036SQ201420371481
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】李有财, 易军生, 林志雄, 范俊 申请人:福建星云电子股份有限公司