[實用新型]三電平半橋型變換器

有效

• 申請號: 201920173021.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN209389954U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 桂存兵;謝元成;駱雪匯;傅鶴川;產文良;朱洪雷;陳果
• 申請（專利權）人: 廣州工程技術職業學院
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 謝偉;程文斌

本實用新型公開了一種三電平半橋型變換器，包括高頻變壓器以及連接在所述高頻變壓器兩邊的原邊電路與副邊電路；所述原邊電路包括與高頻變壓器相連接的原邊半橋式電路、與原邊半橋式電路相連接的第一鉗位橋臂和高壓側電源、與高壓側電源連接的第一電容電路以及連接在原邊半橋式電路與高頻變壓器的原邊之間的原邊總電感；所述副邊電路包括第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感、負載、輸出濾波電容、第四副邊二極管，所述第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感與所述高頻變壓器相互磁耦合。該三電平半橋型變換器，使副邊電流在副邊短路期間快速下降，進而大幅度減少占空比丟失，同時也提高了變換器的功率密度。

技術領域

本實用新型涉及變換器領域，尤其涉及一種三電平半橋型變換器。

背景技術

傳統的兩電平直流變換器結構簡單，開關器件少，隨著電網系統容量的逐漸增大，要求變換器的電壓等級也有相應的提升，因此多電平尤其是三電平直流變換器的拓撲結構受到越來越多的重視，三電平直流變換器已經廣泛應用于功率因數校正電路、軟開關技術、電動汽車充電等領域。

現有的半橋三電平變換器超前管在換流中容易實現電壓軟開關，但是滯后管的電壓軟開關較難實現，尤其當變換器工作在輕載的時候，這種情況將更加突出，從而影響了帶載范圍；上下橋臂換流過程中，在原邊電流從正向變化到負向，或從負向變化到正向的時段，變壓器原邊不足以為負載提供足夠的儲能，而造成變壓器副邊被短路，導致占空比的丟失；

另外，現有的原邊電感大多采用飽和電感，功率密度有進一步提高的空間和需求，對減小占空比丟失的效果有待提升。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種三電平半橋型變換器，該三電平半橋型變換器，使副邊電流在副邊短路期間快速下降，進而大幅度減少占空比丟失，同時也提高了變換器的功率密度。

其技術方案如下：

三電平半橋型變換器，其特征在于，包括高頻變壓器以及連接在所述高頻變壓器兩邊的原邊電路與副邊電路；所述原邊電路包括與高頻變壓器相連接的原邊半橋式電路、與原邊半橋式電路相連接的第一鉗位橋臂和高壓側電源、與高壓側電源連接的第一電容電路以及連接在原邊半橋式電路與高頻變壓器的原邊之間的原邊總電感；所述副邊電路包括第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感、負載、輸出濾波電容、第四副邊二極管，所述高頻變壓器的副邊包括副邊同名端、副邊異名端，第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感的輸入端分別與副邊同名端經串聯支路、副邊異名端連接，第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感的輸出端經串聯二極管后與負載的輸入端連接，輸出濾波電容與負載的兩端并聯連接，負載的輸出端經過第四副邊二極管與副邊異名端連接；所述第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感與所述高頻變壓器相互磁耦合。

所述副邊電路還包括二次側繞組，所述二次側繞組包括第一整流二極管、第二整流二極管、第一高頻開關管，所述副邊同名端包括第一副邊同名端、第二副邊同名端，所述第一副邊同名端依次與所述第一高頻開關管、第一整流二極管、第一副邊濾波電感的輸入端串聯連接，所述第二副邊同名端依次與所述第二整流二極管、第一副邊濾波電感的輸入端串聯連接。

所述二次側繞組還包括第三整流二極管、寄生結電容，所述第三整流二極管與所述第一高頻開關管反并聯連接，所述寄生結電容與所述第一高頻開關管并聯連接。

所述副邊電路還包括第一副邊二極管、第二副邊二極管、第三副邊二極管，所述第一副邊濾波電感、第二副邊濾波電感的輸出端分別與所述第一副邊二極管、第二副邊二極管串聯后與所述負載的輸入端連接，所述負載的輸出端、第三副邊二極管依次串聯后與所述第一副邊濾波電感的輸入端連接。

所述原邊電路還包括隔直電容，高頻變壓器的原邊包括原邊同名端、原邊異名端，所述隔直電容與所述原邊異名端串聯連接，所述原邊總電感與所述原邊同名端串聯連接。