[发明专利]一种三电平零电压开关直流变换器及其控制方法

摘要

一种三电平零电压开关直流变换器，由输入分压电容、开关管斩波电路、变压器隔离电路，整流电路、滤波电路和直流电压输出电路组成。开关斩波电路为带中点箝位二极管的两个三电平半桥，三电平半桥的每个开关管上都并联电容，或都不并联电容，通过其寄生电容实现软开关。若为普通变压器，副边整流电路为由二极管组成的全桥整流电路，若为带中间抽头的变压器，副边为全波整流电路。本发明控制开关管斩波电路输出的电压脉宽控制能量传输大小，控制变压器原边三电平桥臂输出的正负向电压脉宽的相对大小，解决三电平桥臂中点电压不平衡的问题。

主权项

1、一种三电平零电压开关直流变换器，其特征在于它由输入分压电容[1]、开关管斩波电路[2]、变压器隔离电路[3]、整流电路[4]、滤波电路[5]和直流电压输出电路[6]组成；输入分压电容[1]由两个分压电容[Cd1]、[Cd2]头尾相连而成；开关斩波电路[2]由两个三电平桥臂组成；开关管[Q1-Q4]和钳位二极管[D9]、[D10]组成其中一个三电平桥臂，开关管[Q1-Q4]头尾相连；开关管[Q1]反并联二极管[D1]，并与电容器[C1]并联；开关管[Q2]反并联二极管[D2]，并与电容器[C2]并联；开关管[Q3]反并联二极管[D3]，并与电容器[C3]并联；开关管[Q4]反并联二极管[D4]，并与电容器[C4]并联；开关管[Q1]、[Q2]的中点与钳位二极管[D9]的阴极相连，[Q3]、[Q4]的中点与钳位二极管[D10]的阳极相连，钳位二极管[D9]的阳极与[D10]的阴极相连，其中点与分压电容[Cd1]、[Cd2]的中点相连；开关管[Q5-Q8]和钳位二极管[D11]、[D1]组成其中另一个三电平桥臂；开关管[Q5-Q8]头尾相连，开关管[Q5]反并联二极管[D5]，并与电容器[C5]并联；开关管[Q6]反并联二极管[D6]，并与电容器[C6]并联；开关管[Q7]反并联二极管[D7]，并与电容器[C7]并联；开关管[Q8]反并联二极管[D8]，并与电容器[C8]并联；开关管[Q5]、[Q6]的中点与钳位二极管[D11]的阴极相连，[Q7]、[Q8]的中点与钳位二极管[D12]的阳极相连；钳位二极管[D11]的阳极与[D12]的阴极相连，其中点与分压电容[Cd1]、[Cd2]的中点相连；两个三电平桥臂与两个串联分压电容[Cd1]、[Cd2]并联；两个三电平桥臂的中点[A]、[B]与变压器原边绕组的两端相连；变压器隔离电路[3]为副边带中间抽头的变压器，也可为普通变压器，根据需要变压器的原边可串联谐振电感；若变压器为副边带中间抽头的变压器，整流电路[4]为由二极管[DR1]、[DR2]组成的全波整流电路；二极管[DR1]、[DR2]的一端与变压器副边的两端相连，另一端相互连接，并与滤波电路[5]的一端相连；滤波电路[5]的另一端与变压器的中间抽头相连；滤波电路[5]为一个LC滤波电路；直流电压输出电路[6]的两端与滤波电容的两端并联；其中[C1-C8]根据需要也可以取消，通过其寄生电容来实现软开关。