[实用新型]零电压零电流开关的三电平Buck变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种零电压零电流开关的三电平Buck变换器，属于电力电子变换器。

背景技术

光伏并网发电是人们利用光伏发电技术的主要方向，现在已经在城乡得到了广泛的应用。目前，传统的三电平Buck变换器见图2所示，包括开关管Q₁和Q₂，电容一端C₁接开关管Q₁的源极和Q₂漏极之间、另一端接在续流二极管D₁和D₂之间，该电路结构具有结构简单的优点。但要实现较高的降压比时，肢造成开关损耗同时增加，不仅电路效率低，而且较大的占空比会导致开关管的温升。因此，如何减小开关损耗，提高电路效率成为研究热点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种零电压零电流开关的三电平Buck变换器，结构简单，既能通过抽走电容的能量来实现零电压导通，又通过电感的扼流使得开关管实现零电流导通，有效地减小了开关损耗，提高电路效率。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种零电压零电流开关的三电平Buck变换器，其特征在于：包括直流电源V_dc、三电平逆变桥臂和LC滤波电路；所述的三电平逆变桥臂包括开关管Q₁、Q₂、Q₃，电容C₁、C₂、C₃和开关管的体二极管D₁、D₂、D₃，电容C₁、C₂、C₃和体二极管D₁、D₂、D₃并接在各自对应的开关管Q₁、Q₂、Q₃的漏极和源极上，所述的开关管Q₁的漏极接直流电源Vin正极、源极接开关管Q₂的漏极，续流二极管D₄、电感L₁、电容C₅和续流二极管D₅依次串接并接在开关管Q₂的源极和直流电源V_dc负极上，开关管Q₃的漏极跨接在开关管Q₁与开关管Q₂的接点上、源极通过电容C₄接在电感L₁与电容C₅的结点上，所述的LC滤波电路包括滤波电感L₂、电容C₆和电阻R，电容C₆和电阻R并联后一端经滤波电感L₂接续流二极管D₄、另一端接续流二极管D₅。

本实用新型的三电平Buck变换器增加了开关管Q₃，将开关管Q₃的漏极跨接在开关管Q₁与开关管Q₂的接点上，开关管Q₃的源极通过电容C₄接在电感L₁与电容C₅之间的结点上，由于电感L₁与续流二极管D₄连接，而电容C₅与续流二极管D₅连接，通过增加开关管的数量以及改变电路结构，使电路内的开关管能通过抽走电容的能量来实现零电压导通，同时开关管通过电感的扼流作用使得开关管实现零电流开关，有效地减小了开关管的损耗，提高了电路的效率。本实用新型三电平Buck变换器在保持原传统三电平Buck电路减小开关管电压应力和减小电感的优点前提下，电路中的各开关管均能实现软开关，并通过合理控制各开关管的导通顺序，减小了开关损耗，提高电路效率。本实用新型的三电平Buck变换器适用于车载电源、光伏发电等应用场合。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的零电压零电流开关的三电平Buck变换器的电路原理图。

图2是传统的三电平Buck变换器的电路原理图。

图3a、3b是本实用新型的三电平Buck电路工作模态1的电路原理图。

图4a、4b是本实用新型的三电平Buck电路工作模态2的电路原理图。