[发明专利]隔离式半桥三电平双向DC/DC变换器

权利要求书

1.一种隔离式半桥三电平双向DC/DC变换器，包括主回路及其移相控制电路，其特征在于：所述主回路包括：

输入侧半桥三电平电路和输出侧半桥三电平电路，分别用于整流或逆变，具有相同的结构；

第一谐振电路(Z_p)和第二谐振电路(Z_s)，分别用于软开关控制；

高频变压器(Tr)，用于隔离和变压；

其中，所述输入侧半桥三电平电路的输入端与输入网侧相连，所述输入侧半桥三电平电路的输出端与所述第一谐振电路(Z_p)的输入端相连，所述第一谐振电路(Z_p)的输出端与所述高频变压器初级侧相连，所述高频变压器次级侧与所述第二谐振电路(Z_s)的输入端相连，所述第二谐振电路(Z_s)的输出端与所述输出侧半桥三电平电路的输入端相连，所述输出侧半桥三电平电路的输出端与输出网侧相连；所述输入侧半桥三电平电路内具有第一移相角(φ_p)，所述输出侧半桥三电平电路内具有第二移相角(φ_s)，所述输入侧半桥三电平电路与所述输出侧半桥三电平电路之间具有第三移相角(φ)，所述移相控制电路输出对三个移相角的控制信号，当能量从所述输入网侧流向所述输出网侧时，所述输入侧半桥三电平电路处于逆变状态，所述输出侧半桥三电平电路处于整流状态；当能量从所述输出侧流向所述输入侧时，所述输入侧半桥三电平电路处于整流状态，所述输出侧半桥三电平电路处于逆变状态。

2.根据权利要求1所述的隔离式半桥三电平双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述半桥三电平电路包括半桥三电平桥臂、分压电路、箝位电路和飞跨电容，其中：

所述半桥三电平桥臂包括依次正向串联的第一开关管(S₁或S₁′)、第二开关管(S₂或S₂′)、第三开关管(S₃或S₃′)、第四开关管(S₄或S₄′)，所述第二开关管(S₂或S₂′)和第三开关管(S₃或S₃′)的串联中点与所述谐振电路(Z_p)相连，4个开关管各自并联一个体二极管和一个寄生电容；

所述分压电路包括2个电容量相等的分压电容(C₁₁和C₁₂或C₂₁和C₂₂)，2个分压电容(C₁₁和C₁₂或C₂₁和C₂₂)串联后并联在直流网侧的正、负端；

所述箝位电路包括正向串联的2个续流二极管(D₁₁和D₁₂或D₂₁和D₂₂)，第一二极管(D₁₁或D₂₁)的阴极与第一开关管(S₁或S₁′)和第二开关管(S₂或_S′)的串联中点相连，第二二极管(D₁₂或D₂₂)的阳极与第三开关管(S₃或S₃′)和第四开关管(S₄或S₄′)的串联中点相连；2个所述续流二极管(D₁₁和D₁₂或D₂₁和D₂₂)的串联中点与2个所述分压电容(C₁₁和C₁₂或C₂₁和C₂₂)的串联中点相连；所述飞跨电容(Css₁或Css₂)与所述箝位电路并联。

3.根据权利要求1或2所述的隔离式半桥三电平双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述高频变压器初级侧飞跨电容(Css₁)的电压在稳态工作时为输入电压的一半，所述高频变压器次级侧飞跨电容(Css₂)的电压在稳态工作时为输出电压的一半。