[发明专利]具有双边缓冲网络的ZVS全桥三电平变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三电平变换器，具体涉及一种全桥三电平变换器。

背景技术

随着电力电子应用技术的发展，要求电力转换装置向体积小、重量轻、容量大、效率高的方向发展。为达到上述要求，则需要提高开关频率，从而实现高的功率密度。为了降低随开关频率增加而增大的开关损耗，开关模式的变流器技术从传统的变流器发展到了各种谐振式变流器和多种软开关式变流器。其中，软开关技术被认为是克服传统变流器缺陷的最有效的方式。

有源三相补偿技术可减少网侧输入电流的谐波，提高但该技术多用升压型电路结构，输出电压较高(大于等于800V)，迫使其后级的DC/DC变换电路在较高电压下工作，严重影响了开关器件的选择和变换器的效率。常用的单端电路和桥式电路在高压、大功率的工作场合显得力不从心，开关管两端承受的电压为输入电压，所以开关管的选择受到较大的限制：高电压MOSFET开关管可选范围小、价格高且通态电阻和导通损耗较大，使变换器的效率降低。而采用三电平拓扑可以有效地降低开关管两端的电压应力，并能够减小输出电压的谐波，但是传统的ZVS三电平变换器工作在高压大功率场合时，存在整流二极管两端存在的电压过冲的现象，滞后臂开关管实现ZVS困难的问题。

发明内容

本发明为了解决传统的ZVS三电平变换器工作在高压大功率场合时，存在整流二极管两端存在的电压过冲的现象，滞后臂开关管实现ZVS困难的问题，而提出的具有双边缓冲网络的ZVS全桥三电平变换器。

具有双边缓冲网络的ZVS全桥三电平变换器，它由第一分压电容、第二分压电容、第一开关管至第八开关管、第一二极管至第八二极管、第十一二极管、第十二二极管、第九续流二极管、第十续流二极管、第十三续流二极管、第十四续流二极管、第十五二极管、第十六二极管、第一结电容至第八结电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一飞跨电容、第二飞跨电容、滤波电感、滤波电容、第九电容、第一电感、谐振电感、谐振电容、变压器和电阻组成；第一分压电容的一端同时与正电压端、第一开关管的漏极、第一二极管的阴极、第一结电容的一端、第十五二极管的阴极、第五开关管的漏极、第五二极管的阴极和第五结电容的一端相连；第一分压电容的另一端同时与第二分压电容的一端、第九续流二极管的阳极、第十续流二极管的阴极、第十三续流二极管的阳极和第十四续流二极管的阴极相连；第二分压电容的另一端同时与负电压端、第四开关管的源极、第四二极管的阳极、第四结电容的一端、第十六二极管的阳极、第八开关管的源极、第八二极管的阳极和第八结电容的一端相连；第九续流二极管的阴极同时与第一飞跨电容的一端、第一开关管的源极、第二开关管的漏极、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第一结电容的另一端和第二结电容的一端相连；第十续流二极管的阳极同时与第一飞跨电容的另一端、第三开关管的源极、第四开关管的漏极、第三二极管的阳极、第四二极管的阴极、第三结电容的一端和第四结电容的另一端相连；第二开关管的源极同时与第三开关管的漏极、第二二极管的阳极、第二结电容的另一端、第一电感的一端、第三二极管的阴极、第三结电容的另一端相连；第十三续流二极管的阴极同时与第五结电容的另一端、第六结电容的一端、第二飞跨电容的一端、第五二极管的阳极、第六二极管的阴极、第五开关管的源极和第六开关管的漏极相连；第十四续流二极管的阳极同时与第二飞跨电容的另一端、第七结电容的一端、第八结电容的另一端、第七二极管的阳极、第八二极管的阴极、第七开关管的源极和第八开关管的漏极相连；第六结电容的另一端同时与第六二极管的阳极、第六开关管的源极、谐振电感的一端、第七开关管的漏极、第七二极管的阴极和第七结电容的另一端相连；第一电感的另一端与变压器的原边同名端相连；谐振电感的另一端同时与第十五二极管的阳极、第十六二极管的阴极和谐振电容的一端相连；谐振电容的另一端与变压器的原边非同名端相连；变压器的第一副边同名端与第一整流二极管的阳极相连；第一整流二极管的阴极同时与第二整流二极管的阴极、第九电容的一端和滤波电感的一端相连；第二整流二极管的阳极与变压器的第二副边非同名端相连；滤波电感的另一端同时与第十二二极管的阴极、电阻的一端和滤波电容的一端相连；第十二二极管的阳极同时与第九电容的另一端和第十一二极管的阴极相连；滤波电容的另一端同时与第十一二极管的阳极、电阻的另一端、变压器的第一副边非同名端和变压器的第二副边同名端相连。