[實用新型]改進型三電平半橋移相零電壓變換器

有效

• 申請號: 201020552158.7
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN201830143U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 袁明祥
• 申請（專利權）人: 杭州中恒電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/338
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

技術領域

本實用新型涉及大功率開關電源裝置領域，尤其是一種三電平半橋移相零電壓設備。

背景技術

三電平半橋移相零電壓開關變換器保留了全橋移相零電壓開關變換器的恒頻控制、零電壓開關的優勢，同時使開關管耐壓要求減半，特別適合應用于高壓輸入的大、中功率DC/DC變換場合，但傳統的全橋移相零電壓開關變換器的缺陷在三電平半橋移相零電壓開關變換器也同樣存在，其主要表現在：

1）如附圖1所示，輕載時，諧振電感Lr貯能不足，無法實現滯后管Q2、Q3的零電壓開通，損耗大，能量轉換效率不高；

2）滯后管開通時，副邊二極管D7～D10反向恢復存在強烈振蕩，二極管上電壓應力較大，對二極管的電參數要求高，降低系統可靠性，滯后管的開通損耗很大；

3）諧振電感Lr的存在會引起副邊占空比丟失，同樣會降低變換器轉換效率。

發明內容

為了克服已有三電平半橋移相零電壓變換器的滯后管零壓困難、能量轉換效率低、可靠性差、開通損耗大、占空比流失較重的不足,本實用新型提供一種有效改善滯后管零壓條件、提高能量轉換效率、增強可靠性、降低開通損耗、減少占空比流失的改進型三電平半橋移相零電壓變換器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種改進型三電平半橋移相零電壓變換器，包括兩個分壓電容（C5、C6）、兩個箝位二極管（D5、D6）、上開關橋臂、下開關橋臂、變壓器（T1）、輸出整流濾波電路和負載Rl，其中，所述上開關橋臂包括第一上橋臂支路和第二上橋臂支路，第一上橋臂支路和第二上橋臂支路串聯，所述下開關橋臂包括包括第一下橋臂支路和第二下橋臂支路，第一下橋臂支路和第二下橋臂支路串聯；

兩個分壓電容（C5、C6）之間串聯，兩個箝位二極管（D5、D6）之間串聯，所述兩個分壓（C5、C6）之間的中間節點和兩個箝位二極管（D5、D6）之間的連接節點連接，所述兩個箝位二極管（D5、D6）之間的連接節點與變壓器（T1）的原邊的一端連接，一個分壓電容（C5）與第一上橋臂支路連接，一個箝位二極管（D5）與第一上橋臂支路和第二上橋臂支路之間的中間節點連接，所述第二上橋臂支路與變壓器（T1）的原邊的另一端連接；另一個分壓電容（C6）與第一下橋臂支路連接，另一個箝位二極管（D5）與第一下橋臂支路和第二下橋臂支路之間的中間節點連接，所述第一下橋臂支路與變壓器（T1）的原邊的另一端連接；

變壓器（T1）的副邊與輸出整流濾波電路連接，所述整流濾波電路輸出接負載R_L；所述的改進型三電平半橋移相零電壓變換器還包括輔助支路，所述輔助支路包括第一附加電容（C7）、第二附加電容（C7a）和附加電感（L1），其中，第一附加電容（C7）的一端與第一上橋臂支路和第二上橋臂支路之間的中間節點連接，第一附加電容（C7）另一端與第二附加電容（C7a）連接，第二附加電容（C7a）的另一端與第一下橋臂支路和第二下橋臂支路之間的中間節點連接，附加電感（L1）的一端與變壓器（T1）的原邊的另一端連接，附加電感（L1）的另一端與第一附加電容（C7）和第二附加電容（C7a）之間的中間節點連接。

進一步，所述的輸出整流濾波電路為全橋整流濾波電路。或者是：所述的輸出整流濾波電路為半橋整流濾波電路。

進一步，第一上橋臂支路路包括相互并聯的第一上開關管（Q1）、第一上二極管（D1）和第一上開關電容（C1），第二上橋臂支路包括相互并聯的第二上開關管（Q2）、第二上二極管（D2）和第二上開關電容（C2）；第一下橋臂支路路包括相互并聯的第一下開關管（Q3）、第一下二極管（D3）和第一下開關電容（C3），第二上橋臂支路包括相互并聯的第二下開關管（Q4）、第二下二極管（D4）和第二下開關電容（C4）。

再進一步，所述第一上二極管（D1）為第一上開關管（Q1）的寄生二極管，所述第二上二極管（D2）為第二上開關管（Q2）的寄生二極管，所述第一下二極管（D3）為第一下開關管（Q3）的寄生二極管，所述第二下二極管（D4）為第二下開關管（Q4）的寄生二極管。

本實用新型的技術構思為：在普通的三電平半橋移相電路基礎上構建了一條輔助支路。參見圖3，把普通的三電平半橋移相電路中電容C7改成C7和C7a串聯，電感L1與C7、C7a串聯點E和上、下橋臂連接點A相連，去掉普通的三電平半橋移相電路中的諧振電感Lr。