[发明专利]一种环保用双变压器型零电流谐振三电平直流变换器

权利要求书

1.一种环保用双变压器型零电流谐振三电平直流变换器，其特征在于，所述直流变换器包含直流电源、第一和第二输入分压电容、第一至第四主开关管、第五和第六辅开关管、谐振电感、谐振电容、第一和第二箝位二极管、第一和第二续流二极管、主辅两个变压器、第一和第二辅助分压电容、第一和第二整流二极管、第一和第二输出稳压电容；

第一和第二输入分压电容为第一输入分压电容(Cin1)和第二输入分压电容(Cin2)；第一至第四主开关管为第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)；第五和第六辅开关管为第五开关管(Q5)和第六开关管(Q6)；第一和第二箝位二极管为第一箝位二极管(Dc1)和第二箝位二极管(Dc2)；第一和第二续流二极管为第一续流二极管(Df1)和第二续流二极管(Df2)；主辅两个变压器为主变压器(Tr1)和辅变压器(Tr2)；第一和第二辅助分压电容为第一辅助分压电容(Cd1)和第二辅助分压电容(Cd2)；第一和第二整流二极管为第一整流二极管(DR1)和第二整流二极管(DR2)；第一和第二输出稳压电容为第一输出稳压电容(Co1)和第二输出稳压电容(Co2)；

所述第一输入分压电容(Cin1)和第二输入分压电容(Cin2)串联组成分压电路，且并联在直流电源(Vin)正负输出端；所述第一至第四主开关管为IGBT器件，且各自反并联一个二极管；所述第一开关管(Q1)至第四开关管(Q4)依次同向串联，然后正向并联在直流电源(Vin)正负输出端；所述谐振电感(Lr)和主变压器(Tr1)的原边绕组串联，该串联支路两端分别接于第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)的串联点A和第一输入分压电容(Cin1)、第二输入分压电容(Cin2)的串联点B，且主变压器(Tr1)原边绕组的同名端在靠近所述串联点A的一侧；第一箝位二极管(Dc1)的阳极和阴极分别接于所述串联点B和第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)的串联点E；第二箝位二极管(Dc2)的阴极和阳极则分别接于所述串联点B和第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)的串联点F；

所述第一续流二极管(Df1)和第二续流二极管(Df2)同向串联，且第一续流二极管(Df1)的阴极和第二续流二极管(Df2)的阳极分别与所述串联点E和串联点F相连；所述第五开关管(Q5)和第六开关管(Q6)为两个反向串联的MOSFET器件，且各自含有反并联一个体二极管和一个寄生电容；第五开关管(Q5)的漏极接于第一续流二极管(Df1)和第二续流二极管(Df2)的串联点C，第六开关管(Q6)的漏极接于第一辅助分压电容(Cd1)和第二辅助分压电容(Cd2)的串联点D；所述谐振电容(Cr)和辅变压器(Tr2)的原边绕组串联，该串联支路两端分别接于所述串联点A和串联点C，且辅变压器(Tr2)的原边绕组的同名端在靠近上述串联点A的一侧；

所述第一整流二极管(DR1)、第二整流二极管(DR2)、第一输出稳压电容(Co1)和第二输出稳压电容(Co2)组成倍压整流电路；所述主变压器(Tr1)的副边绕组和辅变压器(Tr2)的副边绕组同向串联后作为所述倍压整流电路的输入，主变压器(Tr1)的副边绕组的同名端和辅变压器(Tr2)的副边绕组的异名端分别为该输入的正和负。

2.根据权利要求1所述的双变压器型零电流谐振三电平直流变换器，其特征在于，所述第一至第四主开关管(Q1～Q4)只需承受1/2的输入电压，所述第五和第六辅开关管(Q5和Q6)只需承受1/4的输入电压。

3.根据权利要求1所述的双变压器型零电流谐振三电平直流变换器，其特征在于，所述主变压器(Tr1)的副边与原边匝比显著大于辅变压器(Tr2)的副边与原边匝比。

4.如权利要求1所述的双变压器型零电流谐振三电平直流变换器的控制方法，其特征在于：(1)第一开关管(Q1)和第四开关管(Q4)驱动波形完全一样，第二开关管(Q2)和第三开关管(Q3)驱动波形完全一样，第一至第四主开关管的驱动占空比恒为0.5，且第一开关管(Q1)与第二开关管(Q2)的驱动互补；

(2)第五开关管(Q5)的开通起点与第一开关管(Q1)的开通起点相同，第六开关管(Q6)的开通起点与第二开关管(Q2)的开通起点相同；

(3)第五开关管(Q5)和第六开关管(Q6)驱动的占空比相等，通过闭环控制来调节二者的占空比使电路达稳态。