[實用新型]一種帶軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520047805.1
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204993089U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靖文;王宜君;王影星;周彬
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06;H02M5/293
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，尤其涉及一種帶軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器。

背景技術(shù)

隨著社會需求的發(fā)展，不同功率等級的高壓輸入開關(guān)型電力電子變換器已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個行業(yè)。由于功率器件的限制，高壓輸入電源不能與傳統(tǒng)拓撲一樣進行設(shè)計，需要采用新型的拓撲配合新型的控制方法實現(xiàn)高輸入電壓的變化。通過輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)把AC-DC變換器模塊組合起來可適用于高電壓輸入低電壓大電流輸出型的場合，輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器已有相關(guān)的研究，但大多局限于對控制方法的研究，很少對輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)變換器的軟開關(guān)技術(shù)進行研究。

實用新型內(nèi)容

本實用新型為了克服在輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的移相全橋變換器中滯后橋臂在輕載時不易實現(xiàn)零電壓開通(zvs)的問題，提出了一種應(yīng)用在高壓場合下，具有軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器。

所述具有軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器的主電路如圖1所示，由兩個相同的隔離式移相全橋變換器模塊通過輸入端串聯(lián)、輸出端并聯(lián)的形式構(gòu)成。隔離式移相全橋變換器模塊由全橋式周波變換器、高頻變壓器和橋式整流濾波電路組成。高頻變壓器原邊為由四對反向串聯(lián)的MOS管共同組成的全橋式周波變換器，Q1a、Q1b、Q2a、Q2b、Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a、Q5b、Q6a、Q6b、Q7a、Q7b、Q8a、Q8b為MOS管，T為高頻變壓器，其中Q1a-Q4b構(gòu)成第一全橋周波變換器，Q5a-Q8b構(gòu)成第二全橋周波變換器，其中Q1a、Q1b、Q3a、Q3b構(gòu)成第一全橋周波變換器超前橋臂；Q5a、Q5b、Q7a、Q7b構(gòu)成第二全橋周波變換器超前橋臂，Q2a、Q2b、Q4a、Q4b構(gòu)成第一全橋周波變換器滯后橋臂；Q6a、Q6b、Q8a、Q8b構(gòu)成第二全橋周波變換器滯后橋臂，在第一全橋式周波變換器的超前臂的中點和第二全橋式周波變換器滯后臂的中點之間接入一個串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，所述LC網(wǎng)絡(luò)由一個電感和一個電容串聯(lián)而成，電感和電容位置可以互換；在第二全橋式周波變換器超前臂中點和第一全橋式周波變換器滯后臂中點接入另一串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，該LC網(wǎng)絡(luò)由一個電感和一個電容串聯(lián)而成，電感、電容參數(shù)與前一個LC網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相同，電感和電容位置可以互換。高頻變壓器副邊為由四個二極管及電感、電容組成的橋式整流濾波電路。

Cr1、Lr1和Cr2、Lr2兩個相同的串聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)具有軟開關(guān)功能，可以實現(xiàn)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的移相全橋變換器中滯后橋臂在輕載時零電壓導(dǎo)通。兩個相同的輸入電容Cd1、Cd2起到輸入分壓的作用，各承受輸入電壓的1/2。兩個高頻變壓器T1、T2參數(shù)相同，變壓器副邊是兩組輸出整流二極管D1-D4、D5-D6構(gòu)成的橋式整流電路，和兩組輸出濾波電感Lf1、Lf2，參數(shù)也完全相同。

由于該交流變換器接有LC諧振軟開關(guān)，可進一步降低開關(guān)損耗，提高變換效率。零壓開通；能自動適應(yīng)不同的輸入電壓、輸出電壓和負載。根據(jù)本實用新型能實現(xiàn)移相全橋變換器的全范圍軟開關(guān)，提高整個變換器的效率；適用于高壓輸入到低壓輸出的變換場合，且滿足寬輸入電壓范圍、寬輸出電壓范圍、寬負載變化。

附圖說明

圖1是帶軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

圖1為帶軟開關(guān)的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化交流變換器本發(fā)明所涉及的交流變換器采用極性判別的移相控制策略，該交流變換器的輸入為交流電壓Uin，首先判定Uin的極性，若輸入電壓大于零，下標為b的所有MOS管導(dǎo)通，原邊相當(dāng)于輸入為正電壓的全橋電路，采用移相控制，在一定負載情況下，通過設(shè)計變壓器的漏感參數(shù)以及并聯(lián)MOS管漏源極兩端電容參數(shù)，能實現(xiàn)各個開關(guān)管的軟開通。當(dāng)輸入電壓為負時，變壓器原邊下標為a的所有MOS管導(dǎo)通，下標為b的MOS管采用高頻控制，仍然是一個移相全橋電路。考慮輸入電壓大于零的情況，具體過程如下：

開關(guān)管Q1b、Q2b、Q3b、Q4b、Q5b、Q6b、Q7b、Q8b的驅(qū)動信號滿足如下關(guān)系，超前橋臂Q1b、Q7b的驅(qū)動信號相同，Q3b、Q5b的驅(qū)動信號相同，分別為占空比為0.5的PWM互補信號，兩組信號之間存在死區(qū)。而滯后橋臂Q2b、Q8b的驅(qū)動信號相同，Q4b、Q6b的驅(qū)動信號相同，也是占空比為0.5的PWM互補信號，兩組信號之間存在死區(qū)。