[实用新型]具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器

说明书

技术领域

本实用新型有关一种三相电源供应器，尤指一种具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器。

背景技术

由于半导体技术发展日渐蓬勃，因此许多电子产品均朝轻、薄、短、小的趋势发展。传统的线性电源供应器(linear power supply)由于内部有笨重的隔离变压器及散热片，且效率又较低，因此逐渐地被淘汰。取而代之的则是能在高频下操作，并且，具有体积小、重量轻、效率高等优点的切换式电源供应器(switching power supply)。

一般切换式电源供应器采用传统硬式切换(hard switching)，若操作频率增大时，功率开关组件在导通和截止时的切换损失也随着增加。因此，使用硬式切换方法所产生的热损耗的问题，不仅使转换效率变低，也容易导致功率开关组件寿命缩短，甚至会增加加装散热装置所需要的体积与成本。此外，功率晶体切换动作的非理想现象会产生电压、电流电涌，使电路组件的应力增加，这也成为电磁干扰(EMI，electromagnetic interference)的来源。

为了克服高频操作下所产生的问题，柔性切换(soft switching)成为目前运用在各种电力电子产品上的一种技术。柔性切换技术一般可分为零电压切换(ZVS，zero voltage switching)和零电流切换(ZCS，zero current switching)两种方式。零电压切换是在功率开关组件欲导通的瞬时期间，先将功率开关组件两端跨压降为零，接着再将功率开关组件导通。而零电流切换则是在功率开关组件欲导通的瞬时期间，先将流过功率开关组件的电流降为零，接着再将功率开关组件导通。不论是零电压或是零电流切换，其目的都是为了在切换瞬时期间，功率开关组件两端跨压与流过电流的乘积为零，降低功率开关组件的切换损失，提高电路的效率，以减少功率开关组件切换所带来的噪声干扰。但是，柔性切换的两种切换方式在高频切换时以零电压切换较佳，因为若开关在零电流切换时，存储在开关内部电容的电荷将会产生切换损失，尤其在高频时更为严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器，能降低功率开关组件的跨压以及应用相移脉宽调变控制技术实现零电压切换，以提高该直流/直流转换器的效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器，接收直流电压，该三相三阶直流/直流转换器的每相包含四串开关的全桥式切换电路、隔离变压器、整流电路以及低通滤波电路。

该四串开关的全桥式切换电路包含上半桥臂与下半桥臂，并且，该上半桥臂具有第一功率开关组件与第二功率开关组件，该下半桥臂具有第三功率开关组件与第四功率开关组件，以分别将跨在该上半桥臂与该下半桥臂的直流电压切换为方波电压；其中，每一个功率开关组件分别具有与该功率开关组件并联的二极管与寄生电容。

该隔离变压器具有一次侧绕组与二次侧绕组，并且该一次侧绕组电性连接该全桥式切换电路，以接收该方波电压，并利用该一次侧绕组与该二次侧绕组的匝数比转换该方波电压的大小以及提供隔离保护。

该整流电路电性连接该隔离变压器的该二次侧绕组，以整流该隔离变压器的该二次侧绕组的输出电压。

该低通滤波电路电性连接该整流电路，以滤除该整流电路所输出的整流电压的高频谐波成分，并输出直流输出电压。

该具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器，还包含：

电压补偿电路，电性连接该低通滤波电路，以接收该直流/直流转换器的输出电压，并产生输出补偿电压；

升压/相控调变控制器，电性连接该电压补偿电路，以接收该输出补偿电压，并产生每相四个开关驱动信号；

开关驱动单元，电性连接该升压/相控调变控制器与该全桥式切换电路，以接收该升压/相控调变控制器的该开关驱动信号，分别控制所对应该全桥式切换电路的该功率开关组件的导通与截止。

该整流电路为全波整流电路，或者该整流电路为半波整流电路。

该低通滤波电路为滤波电感与滤波电容组成的低通滤波电路。

借此，利用三阶电路架构降低该功率开关组件的跨压，并通过该隔离变压器与该功率开关组件实现零电压切换，以提高该直流/直流转换器的效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供还一种具有三相三阶直流/直流转换器的三相电源供应器，接收三相交流电压，该三相电源供应器的每相包含全桥式闸流体转换器、全桥式整流器、四串开关的全桥式切换电路、隔离变压器、整流电路以及低通滤波电路。