[发明专利]双桥宽负载范围ZVS三电平直流变换器、开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种双桥宽负载范围ZVS（零电压开关）三电平直流变换器拓扑，该电路可用于直流开关电源领域。

背景技术

三电平技术是电力电子技术的热门技术。在电力电子应用中，受到器件电压定额的影响，电路中不可避免采用器件串联的结构形式，为了解决器件串联的静态、动态均压问题必须附加均压电路。随着均压电路的加入以及器件数量的增加，电路自然具备多种工作模式以及多个输出电平，通过工作模式的组合得到更好的输出特性。三电平直流变换器的研究始于1992年，该类型电路广泛应用于高压直流变换领域，中国专利200610096757是该类技术之一。2004年，巴西学者提出了一种新型三电平直流变换器，该电路采用输入电容作为原边钳位电路，大大简化了电路结构，具有良好的应用前景。但该类电路存在三个问题：

其一，输出波形仍然是两电平波形，对于减小输出滤波器体积以及输入电容纹波等方面没有改善；

其二，原边自关断器件软开关范围小；

最后，传统的移相控制技术无法应用于该电路。

发明内容

本发明的目的是提出一种双桥宽负载范围ZVS三电平直流变换电路，解决了背景技术输出波形仍然是两电平波形、原边自关断器件软开关范围小、无法使用移相控制的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种双桥宽负载范围ZVS三电平直流变换器，其特殊之处是：

包括8只自关断器件S₁～S₈，2个隔直电容C_BL1、C_BL2，4个电容C_in1～C_in4，2个高频变压器T₁、T₂，1个电感L₁以及输出整流滤波单元；所述输出整流滤波单元包括4个二极管D_o1～D_o4，电感L_out，电容C_out；

其中：

S₁的集电极、S₅的集电极以及C_in1的一端联接于1，作为电路的正极输入端；

C_BL2的一端以及T₂的原边绕组T_2p的同名端联接于2；

S₅的发射极、S₆的集电极以及C_BL2的另一端联接于3；

C_in1的另一端、C_in2的一端以及L₁的一端联接于4；

S₁的发射极、S₂的集电极、L₁的另一端以及C_BL1的一端联接于5；

C_BL1的另一端以及T₁的原边绕组T_1p的同名端联接于6；

S₂的发射极、S₃的集电极、S₆的发射极、S₇的集电极、C_in2的另一端以及C_in3的一端联接于7；

S₇的发射极、S₈的集电极、T₂的原边绕组T_2p的另一端以及L₂的一端联接于8；

C_in3的另一端、C_in4的一端以及L₂的另一端联接于9；

S₃的发射极、S₄的集电极以及变压器T₁的原边绕组T_1p的另一端联接于10；

S₄的发射极、S₈的发射极与C_in4的另一端联接于11，作为电路的负极输入端；

T₁和T₂副边串行联接，且T₁的副边绕组T_1s的另一端与T₂的副边绕组T_2s的同名端联接于12；