[发明专利]软开关辅助电路、三电平三相的零电压转换电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种软开关辅助电路、三电平三相的零电压转换电路。

背景技术

电力电子装置的发展方向是小型化、轻量化、高效化、低成本化。以往通常采取提高开关频率的方法达到这一目标，但是这样会带来诸如额外的开关损耗、电磁干扰噪音、振铃等问题；多电平变换技术实现了在相同开关频率条件下更有效的减小了输出滤波器的体积和重量，同时有效降低输出波形中的谐波含量，降低开关应力、一定范围内能够提高效率、三电平电路已经广泛应用在通信电源、不间断电源UPS、光伏等电力电子电源中。

随着高效、高功率密度、低成本需求的不断增加，利用高性能器件提高开关频率和多电平技术仍无法满足市场竞争的需求。高性能器件应用、通过提高开关频率能够减小无源器件电感、变压器和电容的体积，但同时会带来开关损耗增加，这样效率是否有提升又很难保证，无法同时满足高功率密度和高效率的需求，现有普通器件的工作频率是有限制的，即使随着高性能器件SiC、GaN的发展、工作频率可提升到100kHz乃至MHz、但高性能器件的应用对PCB布局、驱动、有源钳位等技术的要求更加严格，从现有电力电子技术来说、高性能器件的应用及推广还需要很长的一段路程要走，器件应用稳定性及成本是制约的关键。多电平技术、交错、多态等拓扑提出、一定程度上会提高效率，但仍无法满足市场需求，要想实现高效、高功率密度、低成本、必须从实际根本出发，解决开关器件开关损耗大、散热片大、系统工作频率低、磁芯元件尺寸大的问题、普通功率器件MOSFET或IGBT发展迅速，其性能、损耗也在逐渐降低，但是硬开关仍然是系统高功率密度、高效率、低成本一个瓶颈，因此软开关的研究和应用，将会为相关电力电子产品开辟一个更新的领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种软开关辅助电路、三电平三相的零电压转换电路。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种软开关辅助电路，包括：

辅助耦合电感，其被配置为从连接到所述软开关辅助电路的主电路的各支路接收电流，并且进行均流输出；

钳位二极管，其被配置为从所述辅助耦合电感接收电感电压并且回馈到所述主电路的主开关管；

辅助开关管，其被配置为从所述主电路的主开关管接收电流并且输出到所述钳位二极管。

上述方案中，还包括：

续流二极管，其被配置为从所述辅助耦合电感接收电感电压并且输出到所述主电路的主开关管。

本发明实施例还提供一种软开关辅助电路，所述软开关辅助电路与主电路的主开关管并联；所述软开关辅助电路包括辅助耦合电感、钳位二极管及辅助开关管，所述辅助耦合电感的输入端与主电路的各支路连接，所述辅助耦合电感的输出端与所述钳位二极管连接，所述钳位二极管与所述主开关管的一端连接；所述主开关管的另一端与所述辅助开关管连接，所述辅助开关管与所述钳位二极管连接。

上述方案中，所述辅助耦合电感的另一输出端与续流二极管连接，所述续流二极管与主开关管的一端连接。

本发明实施例还提供一种三电平三相的零电压转换电路，包括：三电平三相主电路、两路辅助电路，所述三电平三相主电路的三条支路的上桥臂分别与一路辅助电路连接构成上软开关电路，所述三电平三相主电路的三条支路的下桥臂分别与另一路辅助电路连接构成下软开关电路，所述两路辅助电路之间连接；所述辅助电路包括辅助耦合电感、钳位二极管及辅助开关管，所述辅助耦合电感的输入端与主电路的各支路连接，所述辅助耦合电感的输出端与钳位二极管连接；所述主开关管的另一端与辅助开关管连接，所述辅助开关管与所述钳位二极管连接；所述两路辅助电路的钳位二极管相互连接。

上述方案中，所述三电平三相主电路的三条支路的上桥臂和下桥臂与辅助电路之间连接有单相导通二极管。

上述方案中，所述辅助电路的辅助耦合电感的另一输出端与续流二极管连接，所述两路辅助电路的钳位二极管和续流二极管合为一路相互连接。