[实用新型]改进型三电平半桥移相零电压变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及大功率开关电源装置领域，尤其是一种三电平半桥移相零电压设备。

背景技术

三电平半桥移相零电压开关变换器保留了全桥移相零电压开关变换器的恒频控制、零电压开关的优势，同时使开关管耐压要求减半，特别适合应用于高压输入的大、中功率DC/DC变换场合，但传统的全桥移相零电压开关变换器的缺陷在三电平半桥移相零电压开关变换器也同样存在，其主要表现在：

1）如附图1所示，轻载时，谐振电感Lr贮能不足，无法实现滞后管Q2、Q3的零电压开通，损耗大，能量转换效率不高；

2）滞后管开通时，副边二极管D7～D10反向恢复存在强烈振荡，二极管上电压应力较大，对二极管的电参数要求高，降低系统可靠性，滞后管的开通损耗很大；

3）谐振电感Lr的存在会引起副边占空比丢失，同样会降低变换器转换效率。

发明内容

为了克服已有三电平半桥移相零电压变换器的滞后管零压困难、能量转换效率低、可靠性差、开通损耗大、占空比流失较重的不足,本实用新型提供一种有效改善滞后管零压条件、提高能量转换效率、增强可靠性、降低开通损耗、减少占空比流失的改进型三电平半桥移相零电压变换器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种改进型三电平半桥移相零电压变换器，包括两个分压电容（C5、C6）、两个箝位二极管（D5、D6）、上开关桥臂、下开关桥臂、变压器（T1）、输出整流滤波电路和负载Rl，其中，所述上开关桥臂包括第一上桥臂支路和第二上桥臂支路，第一上桥臂支路和第二上桥臂支路串联，所述下开关桥臂包括包括第一下桥臂支路和第二下桥臂支路，第一下桥臂支路和第二下桥臂支路串联；

两个分压电容（C5、C6）之间串联，两个箝位二极管（D5、D6）之间串联，所述两个分压（C5、C6）之间的中间节点和两个箝位二极管（D5、D6）之间的连接节点连接，所述两个箝位二极管（D5、D6）之间的连接节点与变压器（T1）的原边的一端连接，一个分压电容（C5）与第一上桥臂支路连接，一个箝位二极管（D5）与第一上桥臂支路和第二上桥臂支路之间的中间节点连接，所述第二上桥臂支路与变压器（T1）的原边的另一端连接；另一个分压电容（C6）与第一下桥臂支路连接，另一个箝位二极管（D5）与第一下桥臂支路和第二下桥臂支路之间的中间节点连接，所述第一下桥臂支路与变压器（T1）的原边的另一端连接；

变压器（T1）的副边与输出整流滤波电路连接，所述整流滤波电路输出接负载R_L；所述的改进型三电平半桥移相零电压变换器还包括辅助支路，所述辅助支路包括第一附加电容（C7）、第二附加电容（C7a）和附加电感（L1），其中，第一附加电容（C7）的一端与第一上桥臂支路和第二上桥臂支路之间的中间节点连接，第一附加电容（C7）另一端与第二附加电容（C7a）连接，第二附加电容（C7a）的另一端与第一下桥臂支路和第二下桥臂支路之间的中间节点连接，附加电感（L1）的一端与变压器（T1）的原边的另一端连接，附加电感（L1）的另一端与第一附加电容（C7）和第二附加电容（C7a）之间的中间节点连接。

进一步，所述的输出整流滤波电路为全桥整流滤波电路。或者是：所述的输出整流滤波电路为半桥整流滤波电路。

进一步，第一上桥臂支路路包括相互并联的第一上开关管（Q1）、第一上二极管（D1）和第一上开关电容（C1），第二上桥臂支路包括相互并联的第二上开关管（Q2）、第二上二极管（D2）和第二上开关电容（C2）；第一下桥臂支路路包括相互并联的第一下开关管（Q3）、第一下二极管（D3）和第一下开关电容（C3），第二上桥臂支路包括相互并联的第二下开关管（Q4）、第二下二极管（D4）和第二下开关电容（C4）。

再进一步，所述第一上二极管（D1）为第一上开关管（Q1）的寄生二极管，所述第二上二极管（D2）为第二上开关管（Q2）的寄生二极管，所述第一下二极管（D3）为第一下开关管（Q3）的寄生二极管，所述第二下二极管（D4）为第二下开关管（Q4）的寄生二极管。

本实用新型的技术构思为：在普通的三电平半桥移相电路基础上构建了一条辅助支路。参见图3，把普通的三电平半桥移相电路中电容C7改成C7和C7a串联，电感L1与C7、C7a串联点E和上、下桥臂连接点A相连，去掉普通的三电平半桥移相电路中的谐振电感Lr。