[實用新型]具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器

有效

• 申請號: 201020563706.6
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN201821269U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 鄭朝彬;方志行;詹文偉;陳柏元
• 申請（專利權）人: 亞力電機股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;周義剛

技術領域

本實用新型有關一種三相電源供應器，尤指一種具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器。

背景技術

由于半導體技術發展日漸蓬勃，因此許多電子產品均朝輕、薄、短、小的趨勢發展。傳統的線性電源供應器(linear?power?supply)由于內部有笨重的隔離變壓器及散熱片，且效率又較低，因此逐漸地被淘汰。取而代之的則是能在高頻下操作，并且，具有體積小、重量輕、效率高等優點的切換式電源供應器(switching?power?supply)。

一般切換式電源供應器采用傳統硬式切換(hard?switching)，若操作頻率增大時，功率開關組件在導通和截止時的切換損失也隨著增加。因此，使用硬式切換方法所產生的熱損耗的問題，不僅使轉換效率變低，也容易導致功率開關組件壽命縮短，甚至會增加加裝散熱裝置所需要的體積與成本。此外，功率晶體切換動作的非理想現象會產生電壓、電流電涌，使電路組件的應力增加，這也成為電磁干擾(EMI，electromagnetic?interference)的來源。

為了克服高頻操作下所產生的問題，柔性切換(soft?switching)成為目前運用在各種電力電子產品上的一種技術。柔性切換技術一般可分為零電壓切換(ZVS，zero?voltage?switching)和零電流切換(ZCS，zero?current?switching)兩種方式。零電壓切換是在功率開關組件欲導通的瞬時期間，先將功率開關組件兩端跨壓降為零，接著再將功率開關組件導通。而零電流切換則是在功率開關組件欲導通的瞬時期間，先將流過功率開關組件的電流降為零，接著再將功率開關組件導通。不論是零電壓或是零電流切換，其目的都是為了在切換瞬時期間，功率開關組件兩端跨壓與流過電流的乘積為零，降低功率開關組件的切換損失，提高電路的效率，以減少功率開關組件切換所帶來的噪聲干擾。但是，柔性切換的兩種切換方式在高頻切換時以零電壓切換較佳，因為若開關在零電流切換時，存儲在開關內部電容的電荷將會產生切換損失，尤其在高頻時更為嚴重。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器，能降低功率開關組件的跨壓以及應用相移脈寬調變控制技術實現零電壓切換，以提高該直流/直流轉換器的效率。

為了達到上述目的，本實用新型提供一種具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器，接收直流電壓，該三相三階直流/直流轉換器的每相包含四串開關的全橋式切換電路、隔離變壓器、整流電路以及低通濾波電路。

該四串開關的全橋式切換電路包含上半橋臂與下半橋臂，并且，該上半橋臂具有第一功率開關組件與第二功率開關組件，該下半橋臂具有第三功率開關組件與第四功率開關組件，以分別將跨在該上半橋臂與該下半橋臂的直流電壓切換為方波電壓；其中，每一個功率開關組件分別具有與該功率開關組件并聯的二極管與寄生電容。

該隔離變壓器具有一次側繞組與二次側繞組，并且該一次側繞組電性連接該全橋式切換電路，以接收該方波電壓，并利用該一次側繞組與該二次側繞組的匝數比轉換該方波電壓的大小以及提供隔離保護。

該整流電路電性連接該隔離變壓器的該二次側繞組，以整流該隔離變壓器的該二次側繞組的輸出電壓。

該低通濾波電路電性連接該整流電路，以濾除該整流電路所輸出的整流電壓的高頻諧波成分，并輸出直流輸出電壓。

該具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器，還包含：

電壓補償電路，電性連接該低通濾波電路，以接收該直流/直流轉換器的輸出電壓，并產生輸出補償電壓；

升壓/相控調變控制器，電性連接該電壓補償電路，以接收該輸出補償電壓，并產生每相四個開關驅動信號；

開關驅動單元，電性連接該升壓/相控調變控制器與該全橋式切換電路，以接收該升壓/相控調變控制器的該開關驅動信號，分別控制所對應該全橋式切換電路的該功率開關組件的導通與截止。

該整流電路為全波整流電路，或者該整流電路為半波整流電路。

該低通濾波電路為濾波電感與濾波電容組成的低通濾波電路。

借此，利用三階電路架構降低該功率開關組件的跨壓，并通過該隔離變壓器與該功率開關組件實現零電壓切換，以提高該直流/直流轉換器的效率。

為了達到上述目的，本實用新型提供還一種具有三相三階直流/直流轉換器的三相電源供應器，接收三相交流電壓，該三相電源供應器的每相包含全橋式閘流體轉換器、全橋式整流器、四串開關的全橋式切換電路、隔離變壓器、整流電路以及低通濾波電路。