带有磁集成结构的零电压开关推挽电路的制作方法

本实用新型涉及电力电子电路拓扑领域，尤其涉及一种带有磁集成结构的零电压开关推挽电路。

背景技术：

ZVS(零电压开关)三管推挽直流变换器存在占空比丢失的问题，同时由于采用分立磁元件，体积较大，功率密度低。

采用磁集成结构的全桥变换器解决了移相全桥变换器占空比丢失的问题，但受桥式变换器的限制，需要4个开关管且两上桥臂开关管驱动需要隔离。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种带有磁集成结构的零电压开关推挽电路，其利用磁集成结构的耦合互感减小占空比丢失。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种带有磁集成结构的零电压开关推挽电路，包括依次连接的一三管推挽主电路、一集成磁件电路和一倍压整流电路；所述集成磁件电路包括一第一E型磁芯、一第二E型磁芯和一变压器电路；所述第一E型磁芯和所述第二E型磁芯对置设置，且所述第一E型磁芯和所述第二E型磁芯分别包括两侧柱和设置于两侧柱之间的一中柱，所述第一E型磁芯和所述第二E型磁芯相互远离的一端的所述中柱和所述侧柱相连；所述变压器电路包括一绕组电路、一第一滤波电路和一第二滤波电路，所述绕组电路绕设于所述第一E型磁芯的中柱和所述第二E型磁芯的中柱上；所述第一滤波电路和所述第二滤波电路分别绕设于所述第一E型磁芯或所述第二E型磁芯的两侧柱上；所述三管推挽主电路连接所述变压器电路，所述倍压整流电路连接所述第一滤波电路、所述第二滤波电路和所述变压器电路。

优选地，所述绕组电路包括一原边绕组电路和一副边绕组电路；

所述原边绕组电路绕设于所述第一E型磁芯的中柱，所述副边绕组电路绕设于所述第二E型磁芯的中柱；

或所述原边绕组电路绕设于所述第二E型磁芯的中柱，所述副边绕组电路绕设于所述第一E型磁芯的中柱。

优选地，所述原边绕组电路包括一抽头、一第一绕组和一第二绕组，所述抽头的第一端连接所述三管推挽主电路、所述第一绕组和所述第二绕组的第一端连接所述抽头的第二端，所述第一绕组和所述第二绕组的第二端连接所述三管推挽主电路；所述副边绕组电路包括一第三绕组，所述第三绕组的第一端连接所述倍压整流电路，所述第三绕组的第二端分别连接所述第一滤波电路和所述第二滤波电路。

优选地，所述第一滤波电路包括一第一电感，所述第二滤波电路包括一第二电感。

优选地，所述三管推挽主电路包括：一第一开关组件、一第二开关组件、一第三开关组件和一电源；所述电源的负极连接所述第一开关组件和所述第二开关组件的第一端，所述电源的正极连接所述第三开关组件的第一端，所述第三开关组件的第二端连接所述抽头的第一端，所述第一开关组件的第二端连接所述第一绕组的第二端；所述第二开关组件的第二端连接所述第二绕组的第二端。

优选地，所述第一开关组件、所述第二开关组件和所述第三开关组件分别包括一开关管、一第一二极管和一第一电容；所述第一二极管和所述第一电容并联于所述开关管的源极和漏极之间，所述第一开关组件和所述第二开关组件的所述第一二极管的正极连接所述开关管的源极，所述第一开关组件和所述第二开关组件的所述第一二极管的负极连接所述开关管的漏极；所述第三开关组件的所述第一二极管的正极连接所述开关管的漏极，所述第三开关组件的所述第一二极管的负极连接所述开关管的源极；

所述第一开关组件和所述第二开关组件的所述开关管的源极连接所述电源的负极，所述第一开关组件的所述开关管的漏极连接所述第一绕组的第二端，所述第二开关组件的所述开关管的漏极连接所述第二绕组的第二端，所述第三开关组件的所述开关管的漏极连接所述电源的正极，所述第三开关组件的所述开关管的源极连接所述抽头。

优选地，所述倍压整流电路包括：

一第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述第一滤波电路的输出端；

一第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第二二极管的负极，所述第二电容的第二端连接所述第三绕组的第一端；

一第三电容，所述第三电容的第一端连接所述第二电容的第二端；和

一第三二极管，所述第三二极管的正极连接所述第三电容的第二端，所述第三二极管的负极连接所述第二滤波电路的输入端，所述第二滤波电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端和所述第三绕组的第二端。

优选地，所述第二二极管的负极和所述第三二极管的正极分别连接一电压输出端。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

将第一滤波电路、第二滤波电路和作为高频变压器的变压器电路集成在第一E型磁芯和第二E型磁芯上，使用一个磁件组件来代替现有三个磁件组件，体积和重量明显降低，功率密度提高。另外，通过集成磁件电路引入第一滤波电路和第二滤波电路的互感，减小占空比丢失现象。通过倍压整流电路的采用实现了电路的倍压和滤波的作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的带有磁集成结构的零电压开关推挽电路的整体电路图；

图2为本实用新型实施例的集成磁件电路的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图1～图2，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例的一种带有磁集成结构的零电压开关推挽电路，包括依次连接的一三管推挽主电路1、一集成磁件电路2和一倍压整流电路3；集成磁件电路2包括一第一E型磁芯21、一第二E型磁芯22和一变压器电路23；第一E型磁芯21和第二E型磁芯22对置设置，且第一E型磁芯21和第二E型磁芯22分别包括两侧柱和设置于两侧柱之间的一中柱，第一E型磁芯21和第二E型磁芯22相互远离的一端的中柱和侧柱相连；变压器电路23包括一绕组电路、一第一滤波电路232和一第二滤波电路233，绕组电路绕设于第一E型磁芯21的中柱和第二E型磁芯22的中柱上；第一滤波电路232和第二滤波电路233分别绕设于第一E型磁芯21或第二E型磁芯22的两侧柱上，形成耦合电感；三管推挽主电路1连接变压器电路23，倍压整流电路3连接第一滤波电路232、第二滤波电路233和变压器电路23。

绕组电路包括一原边绕组电路2311和一副边绕组电路2312；原边绕组电路2311绕设于第一E型磁芯21的中柱；副边绕组电路2312绕设于第二E型磁芯22的中柱；或原边绕组电路2311绕设于第二E型磁芯22的中柱，副边绕组电路2312绕设于第一E型磁芯21的中柱。

原边绕组电路2311形成变压器的原边部分，副边绕组电路2312、第一滤波电路232和一第二滤波电路233配合形成变压器的副边部分。

原边绕组电路2311包括一抽头23111、一第一绕组23112和一第二绕组23113，抽头23111的第一端连接三管推挽主电路1、第一绕组23112和第二绕组23113的第一端连接抽头23111的第二端，第一绕组23112和第二绕组23113的第二端连接三管推挽主电路1；副边绕组电路2312包括一第三绕组23121，第三绕组23121的第一端连接倍压整流电路3，第三绕组23121的第二端分别连接第一滤波电路232和第二滤波电路233。

第一滤波电路232包括一第一电感2321，第二滤波电路233包括一第二电感2331。

三管推挽主电路1包括：一第一开关组件11、一第二开关组件12、一第三开关组件13和一电源Uin；电源Uin的负极连接第一开关组件11和第二开关组件12的第一端，电源Uin的正极连接第三开关组件13的第一端，第三开关组件13的第二端连接抽头23111的第一端，第一开关组件11的第二端连接第一绕组23112的第二端；第二开关组件12的第二端连接第二绕组23113的第二端。

第一开关组件11、第二开关组件12和第三开关组件13分别包括一开关管Q、一第一二极管D1和一第一电容C1；第一二极管D1和第一电容C1并联于开关管Q的源极和漏极之间，第一开关组件11和第二开关组件12的第一二极管D1的正极连接开关管Q的源极，第一开关组件11和第二开关组件12的第一二极管D1的负极连接开关管Q的漏极；第三开关组件13的第一二极管D1的正极连接开关管Q的漏极，第三开关组件13的第一二极管D1的负极连接开关管Q的源极；

第一开关组件11和第二开关组件12的开关管Q的源极连接电源Uin的负极，第一开关组件11的开关管Q的漏极连接第一绕组23112的第二端，第二开关组件12的开关管Q的漏极连接第二绕组23113的第二端，第三开关组件13的开关管Q的漏极连接电源Uin的正极，第三开关组件13的开关管Q的源极连接抽头23111。

倍压整流电路3包括：一第二二极管D2、一第二电容C2、一第三电容C3和一第三二极管D3；其中，第二二极管D2的正极连接第一滤波电路232的输出端；第二电容C2的第一端连接第二二极管D2的负极，第二电容C2的第二端连接第三绕组23121的第一端；第三电容C3的第一端连接第二电容C2的第二端；第三二极管D3的正极连接第三电容C3的第二端，第三二极管D3的负极连接第二滤波电路233的输入端，第二滤波电路233的输出端连接第一滤波电路232的输入端和第三绕组23121的第二端。

第二二极管D2的负极和第三二极管D3的正极分别连接一电压输出端Uo。

本实用新型实施例的一种带有磁集成结构的零电压开关推挽电路，将第一电感2321、第二电感2331和作为高频变压器的变压器电路23集成在第一E型磁芯21和第二E型磁芯22上，使用一个磁件组件来代替三个磁件组件，体积和重量明显降低，功率密度提高。另外，通过集成磁件电路2引入第一滤波电路232和第二滤波电路233的互感，减小占空比丢失现象，同时倍压整流电路3具有倍压和滤波的作用。集成磁件电路2中变压器电路23的两原边绕组与副边绕组为强耦合，即变压器电路23的变比仍等于匝比，集成后的变压器电气特性基本不变。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。