[发明专利]极低输出电压纹波二极管钳位七电平直流变换器及直流电源

摘要

本发明是一种极低输出电压纹波二极管钳位七电平直流变换器及直流电源。它由2个输入电容Cin1、Cin2、8只自关断器件S1到S8、1个隔直电容CBL、1个飞跨电容Css、3个变压器T1、T2、T3以及输出整流滤波单元组成。其改进点是：1)输入三电平，变压器原边所有开关器件仅承受U_in/2的电压应力；2)输出电压谐波极低，可有效减小输出滤波器体积，提高系统动态；3)正常工作状态，输入电流连续，输入电流纹波小。该电路可广泛应用于高输入电压且对动态要求较高直流电源领域，例如高压磁铁加速器电源。

主权项

极低输出电压纹波二极管钳位多电平直流变换器，包括三电平不对称半桥直流变换器，所述三电平不对称半桥直流变换器包括自关断器件组、均压电路、高频变压器T₁以及输出整流滤波单元，所述自关断器件组包括自关断器件S₁、S₂、S₃、S₄，S₁、S₂、S₃、S₄之间通过发射极与集电极的连接而依次串联，其中S₁的集电极与直流电源的正端连接，S₄的发射极与直流电源的负端连接，每一个自关断器件还反并联一个二极管；所述均压电路包括连接在直流电源正负端之间的串联的两个电容C_in1和C_in2；还包括连接在S₁发射极与S₃发射极之间的两个相串联的钳位二极管D_cl1与D_cl2，其中D_cl1的正端与S₃发射极连接，D_cl2的负端与S₁发射极连接，D_cl1与D_cl2的连接点与C_in1和C_in2的连接点连通；还包括连接在S₁发射极与S₃发射极之间浮动电容C_aa；所述高频变压器T₁的原边绕组的同名端通过隔直电容C_BL与S₁发射极连接，所述高频变压器T₁的原边绕组的异名端与直流电源负端连接，所述高频变压器T₁的副边绕组通过整流滤波单元输出直流，其特征在于：所述多电平直流变换器还包括四只自关断器件S₅、S₆、S₇、S₈，两个变压器T₂和T₃，每只自关断器件还反并联一个二极管，自关断器件S₅、S₆、S₇、S₈、S₂、S₃形成三相逆变半桥电路，S₅、S₆为一个单相逆变半桥电路的两个桥臂，S₇、S₈为一个单相逆变半桥电路的两个桥臂，S₂、S₃为一个单相逆变半桥电路的两个桥臂，所述T₂和T₃的原边绕组的异名端均与S₇、S₈的连接点连接，所述T₂的原边绕组的同名端与S₂、S₃的连接点连接，所述T₃的原边绕组的同名端与S₇、S₈的连接点连接，所述T₂和T₃的副边绕组与T₁的副边绕组相串联通过整流滤波单元输出直流。