(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210803668.4 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路 (72)发明人 陈希亮　蓝敏明　吴小华　赵鑫　 吴旋律　吴安珍　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 范倩 (51)Int.Cl. H02M 3/00(2006.01) H02M 3/335(2006.01) H02M 1/42(2007.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种应用 于大功率高升压比移相全桥变换 电路 (57)摘要 本发明涉及一种应用于移相全桥变换电路 的实用电路结构， 属于电力电子变换技术领域。 该电路的原边全桥采用多管并联技术， 其结构布 局设计， 主要针对多管并联的移相全桥电路的原 边全桥进行结构布局设计。 一方面对全桥开关管 的位置进行合理布局； 另一方面提出将传统散热 器设计为汇流条， 与直插型开关管的Drain贴片 连接。 采用上述的布局结构设计， 本发明提出的 思想具有利于PCB布局而减小空间、 利于多管并 联均流、 减小移相全桥原边寄生参数、 散热效果 好等优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115473429 A 2022.12.13 CN 115473429 A 1.一种应用于大功率高升压比移相全桥变换电路， 其特征在于， 其原边全桥采用多管 并联技术， 包括第一桥臂G1、 第二桥臂G2、 第三桥臂G3、 第四桥臂G4、 桥臂中点引出汇流条 Va、 另一个桥臂中点引出汇 流条Vb； 第一桥臂G1的漏极、 第三桥臂G3的漏极和电源正极输入 连接于第一节 点， 第二桥臂G2的源极、 第四桥臂G4的源极和电源负极输出连接于第二节 点， 第一桥臂G1的源极和第二桥臂G2的漏极连接于桥臂中点引出汇 流条Va， 第三桥臂G3的源极 和第四桥臂G4的漏极连接 于桥臂中点引出另一个汇流条Vb； 所述移相全桥变换电路的原边全桥的具体结构布局为： 桥臂G1 ‑G4中的并联MOS管均选 用直插型结构， 上桥臂G1、 G3中的并联M OS管分别分两排排列在汇 流条两侧， 下桥臂G2、 G4中 的并联MOS管分别对应上桥臂 位置， 分别分两排排列在汇流条两侧， 同一串 联桥臂的上下两 桥臂空间位置临近； 所述汇流条为电源输入汇流条， Vin将上桥臂G1、 G3中的并联MOS管漏极贴片电气连接， 可提供散热条件， 实现汇流条散热器一体化； 第二桥臂G2中的并联MOS管漏极作为桥臂中 点， 与桥臂中点引出汇 流条Va电气连接， 实现汇流条散热器一体化， 与变压器通过一个端接 即可实现电气连接； 同理， 第三桥臂G4中的并联MOS管漏极作为另一个桥臂中点， 与其引出 另一个汇流条Vb电气连接， 实现汇流条散热器一体化， 与变压器另一端通过一个端接即可 实现电气连接； 在移相全桥电路的原边全桥中， 元器件的其他电气连接通过PCB板按常规设计进行连 接。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115473429 A 2一种应用于大功率高 升压比移相全桥变换电路 [0001]所属领域 [0002]本发明涉及 一种应用于移相全桥变换电路的实用电路结构， 适用于大功率高升压 比的设计要求， 具有利于P CB布局， 变换器体积小， 高功 率密度的优点， 属于电力电子变换技 术领域。 现有技术 [0003]在节能减排、 安全高效的发展趋势下， 太阳能、 风能、 生物质能等可再生能源发电 得到大力发展； 人们生产生活的系统、 设备逐渐以电能为主， 电气化程度越来越来高。 电力 电子变换器作为电能转换的重要 执行结构， 不断朝着高效率、 高功率密度、 高可靠性的方向 发展。 [0004]对于高升压比大功率的DC ‑DC变换工作 要求， 现有的DC ‑DC变换技术多采用模块化 并联、 电路拓扑并联、 多 管并联等方案来提高变换器的功 率等级， 通常采用移相全桥电路拓 扑和LLC电路拓扑来实现隔离、 软开关技术， 以提高工作效率。 模块化并联与电路拓扑并联 方案通过相同模块或相同电路拓扑并联来均分电流， 可以实现很好的大功率工作效果， 但 是上述的结构通常所需的元器件多， 具有体积大、 成本高的缺点； 相比之下， 多管并联方案 的功率密度较高。 为进一步提高电路的功 率等级， 本发明提出一种布局及电路结构设计， 且 对于移相全桥电路来说， 具有原边寄生 参数小， 适用于低压大电流的应用场景。 [0005]在中大功率的DC ‑DC变换应用场合中， 移相全桥电路拓扑是最常用的变换拓扑之 一。 传统的移相全桥电路存在如下问题： 滞后桥臂较难实现零电压开通(ZVS)、 直流偏 置、 变 压器副边占空比丢失。 [0006]在大功率高升压比的工作情况下， 原边谐振电流很大， 开关管实现ZVS容易； 直流 偏置问题可通过采用峰值电流控制实现直流偏置抑制， 为便于原边电流的采样， 需要在变 压器原边占用一定空间进行精确采样； 变压器副边占空比丢失的本质在于谐振电流换向 时， 只有达到一定值时才可实现变压器原边对副边的功率传输， 具体的占空比丢失 其中升压比n， 原边谐振电感Lr， 输出电流I0， 输入电压Vin， 开关周期Ts； 根据 公式， 在大功率高升压比的工作情况下， n、 I0较大， Vin小； 为提高变换器功率密度， Ts小； 上 述条件导致Dloss大， 唯一可以控制的变量为Lr。 所以， 对变压器原边的寄生电感有着严苛的 设计要求。 [0007]对于多管并联均流问题， 各个MOS管的漏极端、 源极端寄生参数越相近越有利于并 管均流。 发明内容 [0008]本发明提出一种全新结构布局设计的应用于大功率高升压比移相全桥变换电路， 有利于移相全桥电路更适用于大功 率高升压比的工作场合， 可以很好的缓解上述几个传统 问题。说　明　书 1/3 页 3 CN 115473429 A 3