[发明专利]基于正激变换器的高频隔离式三电平逆变器

摘要

本发明公开了一种基于正激变换器的高频隔离式三电平逆变器，由依次连接的输入直流电源（Ui）、分压电容、高频隔离式正激三电平变换单元、周波变换器、输出滤波器和输出交流负载构成；本发明具有两级功率变换（直流DC-高频交流HFAC-低频交流LFAC），具有双向功率流，输出滤波器前端电压频谱特性好，具有高功率密度、能够降低开关器件的电压应力、能够实现交流负载与直流电源高频电气隔离。

主权项

一种基于正激变换器的高频隔离式三电平逆变器，其特征在于：由依次连接的输入直流电源（Ui）、分压电容、高频隔离式正激三电平变换单元、周波变换器、输出滤波器和输出交流负载构成，输入直流电源（Ui）的参考正极与第一分压电容（C1）的正极连接，第一分压电容（C1）的负极与第二分压电容（C2）的正极连接，第二分压电容（C2）的负极与输入直流电源（Ui）的参考负极连接，第一分压电容（C1）的正极分别与第一功率开关管（S1）的漏极和第三功率开关管（S3）的漏极相连，第一二极管（D1）和第三二极管（D3）分别反并联与第一功率开关管（S1）和第三功率开关管（S3）两端，即第一二极管（D1）的阴极与第一功率开关管（S1）的漏极连接，第一二极管（D1）的阳极与第一功率开关管（S1）的源极连接，第三二极管（D3）的阴极与第三功率开关管（S3）的漏极连接，第三二极管（D3）的阳极与第三功率开关管（S3）的源极连接，第一功率开关管（S1）的源极和高频隔离变压器（T）第一原边绕组（N1）的同名端连接，第三功率开关管（S3）的源极和高频隔离变压器（T）第二原边绕组（N2）的非同名端连接，高频隔离变压器（T）第一原边绕组（N1）的非同名端与第二功率开关管（S2）的漏极连接，高频隔离变压器（T）第二原边绕组（N2）的同名端与第四功率开关管（S4）的漏极连接，第二二极管（D2）和第四二极管（D4）分别反并联与第二功率开关管（S2）和第四功率开关管（S4）两端，即第二二极管（D2）的阴极与第二功率开关管（S2）的漏极连接，第二二极管（D2）的阳极与第二功率开关管（S2）的源极连接，第四二极管（D4）的阴极与第四功率开关管（S4）的漏极连接，第四二极管（D4）的阳极与第四功率开关管（S4）的源极连接，第二分压电容（C2）的负极分别与第二功率开关管（S2）的源极和第四功率开关管（S4）的漏极相连，第二分压电容（C2）的正极分别与第五二极管（D5）的阳极和第六二极管（D6）的阴极相连，第五二极管（D5）的阴极连与高频隔离变压器（T）第一原边绕组（N1）的同名端，第六二极管（D6）的阳极连与高频隔离变压器（T）第二原边绕组（N2）的同名端，高频隔离变压器（T）第三原边绕组（N3）的同名端与第一双向功率开关管（SA）的一端相连，第一双向功率开关管（SA）的另一端分别和第二双向功率开关管（SB）的一端、输出滤波电感（Lf）的一端连接，第二双向功率开关管（SB）的另一端和高频隔离变压器（T）第三原边绕组（N3）的非同名端连接，输出滤波电感（Lf）的另一端和输出滤波电容（Cf）的一端连接，输出滤波电容（Cf）的另一端连接与高频隔离变压器（T）第三原边绕组（N3）的非同名端，输出滤波电容（Cf）的两端接交流负载（ZL）；所述的第一双向功率开关管（SA）和第二双向 功率开关管（SB）都是由两个单个的功率开关管反向串联而构成承受正向、反向的电压应力和电流应力的开关，具有双向阻断功能；第一双向功率开关管（SA）包括第五功率开关管（S5）、第六功率开关管（S6）、第七二极管（D7）、第八二极管（D8），第二双向功率开关管（SB）包括第七功率开关管（S7）、第八功率开关管（S8）、第九二极管（D9），第十二极管（D10），第五功率开关管（S5）的漏极和第七二极管（D7）的阴极相连做为第一双向功率开关管（SA）的一端，第六功率开关管（S6）的漏极和第八二极管（D8）的阴极相连做为第一双向功率开关管（SA）的另一端，第五功率开关管（S5）的源极、第六功率开关管（S6）的源极、第七二极管（D7）的阳极、第八二极管（D8）的阳极连接在一起，第七功率开关管（S7）的漏极和第九二极管（D9）的阴极相连做为第二双向功率开关管（SB）的一端，第八功率开关管（S8）的漏极和第十二极管（D10）的阴极相连做为第二双向功率开关管（SB）的另一端，第七功率开关管（S7）的源极、第八功率开关管（S8）的源极、第九二极管（D9）的阳极、第十二极管（D10）的阳极连接在一起。