[发明专利]变压器箝位零电压开关三电平全桥变换器及其扩展电路

摘要

一种变压器箝位零电压开关三电平全桥变换器属电力电子系统变换器。包括直流电压(1)，输入分压电容(2)，开关管斩波电路(3)，变压器隔离电路(4)，滤波电路(5)，直流电压输出电路(6)。其特点是：所述开关管斩波电路(3)由四个开关管(Q₁、Q₃、Q₅、Q₇)组成超前桥臂；由另四个开关管(Q₂、Q₄、Q₆、Q₈)组成滞后桥臂；所述变压器隔离电路(4)采用变压器箝位技术，即在变压器的同一磁芯上绕有两个原边绕组(N_p1)与(N_p2)。由此减轻了输入分压电容的压力，输入分压电容不再参与主功率的传递，变压器传递的能量直接从输入直流电源中获得，依靠变压器的箝位，分压电容上的电压自动均压，从而保证了开关管的电压应力为输入电压的一半。因此，对于像地铁、轻轨等输入直流电压达1700V的应用场合中，本变换器可用1500V～1700V的普通耐压开关管，并且分压电容的容量值只要有几千皮法就能将分压电容中点电位稳住。

主权项

1.一种变压器箝位零电压三电平全桥变换器包括直流电压输入(1)的输出连于分压电容(2)和开关管斩波电路(3)的输入端，开关管斩波电路(3)的输出端连于变压器隔离电路(4)的输入端，其输出端经整流滤波电路(5)后连于直流电压输出电路(6)，其特征在于，所述开关管斩波电路(3)由第1、第3、第5及第7的四个开关管(Q1、Q3、Q5、Q7)依次正向串联后的正负两端并联在两个分压输入电容(Ci1)与(Ci2)的串联电路两端，以及第3开关管(Q3)与第5开关管(Q5)的串联中点与两个分压输入电容(Ci1)与(Ci2)的串联中点相连组成全桥电路的超前桥臂；第2、第4、第6及第8的另四个开关管(Q2、Q4、Q6、Q8)依次正向串联后的正负两端同样并联在两个分压输入电容(Ci1)与(Ci2)的串联电路两端，第4开关管(Q4)与第6开关管(Q6)的串联中点与两个分压输入电容(Ci1)与(Ci2)的串联中点相连组成全桥电路的滞后桥臂，所述变压器隔离电路(4)的变压器原边两个绕组(Np1)与(Np2)绕在变压器的同一个磁芯上，两个绕组的匝数相同，其中一个绕组(Np1)的同铭端连于超前桥臂第1开关管(Q1)与第3开关管(Q3)的串联中点，异铭端连于滞后桥臂第2开关管(Q2)与第4开关管(Q4)的串联中点，另一个绕组(Np2)的同铭端连于超前桥臂第5开关管(Q5)与第7开关管(Q7)的串联中点，异铭端连于滞后桥臂第6开关管(Q6)与第8开关管(Q8)的串联中点，由此构成变压器箝位。