[發明專利]一種三電平并聯諧振dc-dc變流器

無效

• 申請號: 200910095372.6
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN101478238A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳威;張偉;呂征宇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M3/24
• 分類號: H02M3/24;H02M7/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種直流-直流變流器，尤其是三電平并聯諧振直流-直流變流器。

背景技術

高電壓場合的dc-dc變流器效率及其功率密度的提高是目前電源行業非常關鍵的問題。為了能夠在高電壓場合下獲得好的性能，三電平變流器應運而生。同時為了能夠獲得更好的軟開關效果，并聯諧振的技術也被學者所提出并廣泛應用以減小開關損耗。

但是通常情況下的三電平變流器都包含有箝位二極管或者飛跨電容，或者是兩者兼有，在成本上加大了變流器設計的難度。其次，傳統的零電流或者零電壓三電平變流器控制比較復雜，需要添加額外的死區時間以避免三電平變流器外部開關管的過高電壓尖峰。因此有必要發明一種電路，不僅保持適用于高電壓場合，而且要具有元器件少，成本低廉，控制方式簡單，穩定性高等優點。

發明內容

本發明的目的是提供性能優良，控制方式簡單，成本低廉的一種適用于高電壓輸入場合的三電平并聯諧振dc-dc變流器。

本發明的三電平并聯諧振dc-dc變流器，包括：

1)分壓電容，由兩個電容串聯組成，用于將輸入電壓分壓，產生兩個僅為輸入電壓一半的電壓源；

2)逆變器，由四個開關管串聯組成，用于將直流電壓逆變成方波或階梯波電壓，其中第二開關管源極與第三開關管漏極的連接點與分壓電容的中點相連；

3)并聯諧振網絡，包括諧振電容、諧振電感和隔直電容，諧振電容的兩端分別與諧振電感和隔直電容相連。諧振網絡連接于第一開關管源極與第二開關管漏極的連接點與第三開關管源極與第四開關管漏極的連接點之間；

4)整流網絡，是由隔離變壓器和兩個二極管組成的零式全波整流電路，或是由隔離變壓器和兩個同步整流管組成的同步整流電路，或是由隔離變壓器和四個二極管組成的橋式整流電路，隔離變壓器原邊繞組與諧振網絡中的諧振電容并聯；

5)濾波網絡，包括濾波電感和濾波電容，濾波電感和濾波電容相連后，連接于整流網絡的輸出端。

上述的諧振網絡中諧振電感可以是一外加電感，或者是隔離變壓器的漏感。

本發明的三電平并聯諧振dc-dc變流器每個開關管的工作應力為輸入電壓應力的一半，同時也不包含傳統三電平變流器的箝位二極管和飛跨電容，降低了成本；此外引入并聯諧振網絡以實現逆變器部分中開關管的零電壓開通，副邊整流網絡二極管的零電流關斷，從而實現在高輸入電壓下的高效穩定運行。

附圖說明

圖1為本發明的一種三電平并聯諧振dc-dc變流器電路結構圖；

具體實施方式

參照圖1，本發明的一種三電平并聯諧振dc-dc變流器包括：

1)分壓電容110，由兩個電容C₁、C₂串聯組成，用于將輸入電壓分壓，產生兩個僅為輸入電壓一半的電壓源；

2)逆變器120，由四個開關管S₁、S₂、S₃、S₄串聯組成，用于將直流電壓逆變成方波或階梯波電壓，其中第二開關管S₂源極與第三開關管S₃漏極的連接點與分壓電容的中點相連；

3)并聯諧振網絡130，包括諧振電容C_r、諧振電感L_rp和隔直電容C_b，諧振電容C_r的兩端分別與諧振電感L_rp和隔直電容C_b相連。諧振網絡130連接于第一開關管S₁源極與第二開關管S₂漏極的連接點與第三開關管S₃源極與第四開關管S₄漏極的連接點之間；

4)整流網絡140，圖例中，為由隔離變壓器T_R、兩個二極管D_R1，D_R2組成的零式全波整流電路，其中隔離變壓器T_R的原邊繞組與諧振網絡130中的諧振電容C_r并聯。

5)濾波網絡150，包括濾波電感L_rs和濾波電容C_O，濾波電感L_rs和濾波電容C_O相連后，連接于整流網絡140的輸出端。其中濾波電感L_rs也作為一個輔助諧振原件參與諧振網絡130的諧振工作。