[发明专利]单相半导体电力变换器的软开关拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相电力变换器的软开关拓扑结构，尤其涉及一种高效率、低电磁干扰的DC-DC变换器或DC-AC变换器的软开关拓扑结构，应用于光伏发电、风力发电、燃料电池发电、通信电源，其中发电包括并网、离网、或混合式。

背景技术

近年来，随着半导体功率器件和单片机技术的快速发展，DC-DC、DC-AC等半导体电力变换器的应用越来越广泛，特别是光伏发电、风力发电、燃料电池发电、通信电源等。由于上述电力变换器多采用可再生能源（如光伏电池组件），成本都较高，且属于民用产品，故对其电力变换效率要求较高，对其电磁干扰限制也较严。传统的单相硬开关电力变换器如图1所示，图中端子C本应与端子N连在一起，此处为了后面叙述方便，特地分开表示。图示可见，该单相硬开关电力变换器的硬开关单相H桥中，其开关功率器件T₁的集电极、二极管D₁的阴极、二极管D₂的阴极及功率开关器件T₂的集电极与输入侧直流电压源E_d的正极连接于端子P。并且定义端子A为功率开关器件T₁发射极与功率开关器件T₃集电极之间的接点；端子B为功率开关器件T₂发射极与功率开关器件T₄集电极之间的接点。通过端子A、B输出电力变换的信号至滤波器，继而滤除其中的高频谐波分量后再输出至负载。

但该传统单相硬开关电力变换器在实际应用中，变换效率相对较差，电磁干扰强度也较大，难以胜任国际、国内产品市场准入的相关认证要求。

发明内容

鉴于上述传统的硬开关电力变换器所存在的缺陷，本发明的目的是提出一种单相半导体电力变换器的软开关拓扑结构，以期提高变换效率和抑制电磁干扰。

本发明实现上述目的的技术解决方案是：单相半导体电力变换器的软开关拓扑结构，涉及输入侧直流电压源 E_d、硬开关单相H桥、滤波器及负载，所述输入侧直流电压源E_d的输入信号经由软开关半导体电力变换器DC-DC或DC-AC变换输至滤波器，并经由滤波器滤除高频谐波分量输至负载，其特征在于：所述软开关拓扑结构为在硬开关单相H桥的端子A、B、C、N之间所设的辅助谐振单元，其中端子A为功率开关器件T₁发射极与功率开关器件T₃集电极之间的接点，端子B为功率开关器件T₂发射极与功率开关器件T₄集电极之间的接点，端子C为功率开关器件T₃发射极与功率开关器件T₄发射极之间的接点，端子N为断开自端子C并与输入侧直流电压源E_d负极相连的接点。