[实用新型]一种零电压开关三电平直流变换电路

说明书

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，主要涉及一种零电压开关三电平直流变换电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，对电能变换装置的要求越来越高，特别是对输入功率因数的要求越来越高。目前，大功率的AC/DC变换器中普遍采用三相功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)技术，而经三相功率因数校正后电路的直流输出电压一般可以达到760-800V，有时甚至达到1000V，这就要求后级DC/DC部分的开关管需要承受较高的关断电压，使得很难选择合适的功率开关管。同时，为了减小变换器的体积和重量，必须提高开关频率，这就要求实现开关管的软开关，即零电压或零电流开关，以减小开关损耗。J.Remes Pinheiro和Ivo Barbi在1992年发表的文章“The three-level zvs pwm converter-A newconcept in high-voltage dc-to-do conversion”(IEEE IECON，1992，pp.173-178)公开了一种零电压开关三电平直流变换器，其拓扑如图1所示。该拓扑利用开关管的结电容(有时要包含外加的并联在开关管漏极和源极之间的电容)和变压器的漏感或谐振电感来实现开关管的零电压开关，开关管的电压应力为输入直流电压的一半，容易找到合适的开关管。但这种变换器的变压器副边整流二极管存在较大的反向电压尖峰，必须选用反向耐压高的二极管，而二极管的正向导通压降和其反向耐压值成正比，因此整流二极管的导通损耗较大，影响变换器的效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种零电压开关三电平直流变换电路，本实用新型可有效的去除副边整流二极管反向电压尖峰，减小整流二极管的损耗，提高变换效率。

一种零电压开关三电平直流变换电路，包括输入电源、第一及第二分压电容、第一、第二、第三及第四整流二极管、第一、第二、第三及第四开关管、谐振电感、变压器以及滤波电感，其中，第一、第二、第三及第四开关管串联后接在输入电源两端，第一及第二分压电容串联后接在输入电源两端，第三及第四整流二极管串联后与第二及第三开关管并联，谐振电感一端与变压器原边绕组相连，一端与第二开关管源极(S极)相连，第一及第二整流二极管分别连接在变压器的副边绕组，滤波电感与第一整流二极管串联，还包括第一及第二箝位二极管，所述第一箝位二极管的阳极、第二箝位二极管的阴极均连接在变压器原边绕组与谐振电感之间，而第一箝位二极管的阴极与输入电源正极相连，第二箝位二极管的阳极与输入电源的负极相连。

所述电路还包括一飞跨电容，该电容与第三及第四整流二极管并联。

所述包括第一及第二箝位二极管的电路还包括一隔直电容，该电容一端与谐振电感相连，一端与第二开关管源极相连。

所述包括第一及第二箝位二极管的电路还包括一隔直电容，该电容一端与谐振电感相连，一端与变压器原边绕组相连。

所述包括第一及第二箝位二极管以及飞跨电容的电路还包括一隔直电容，该电容一端与谐振电感相连，一端与第二开关管源极相连。

所述包括第一及第二箝位二极管以及飞跨电容的电路还包括一隔直电容，该电容一端与谐振电感相连，一端与变压器原边绕组相连。

本实用新型可有效的去除副边整流二极管反向电压尖峰，从而可以选用反向耐压值低的二极管，进而减小整流二极管的损耗，提高变换效率。

附图说明

图1是J.Remes Pinheiro和Ivo Barbi在1992年提出的零电压开关三电平半桥拓扑图；

图2是本实用新型实施例一的电路图；

图3是本实用新型实施例二的电路图；

图4是本实用新型实施例二的典型波形图；

图5是本实用新型采用移相控制方式时的波形图；

图6是本实用新型实施例三的电路图；

图7是本实用新型实施例四的电路图；

图8是本实用新型实施例五的电路图；

图9是本实用新型实施例六的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。