專利名稱：寬負載特性的zvzcs三電平dc-dc變換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及三電平DC-DC變換器，具體涉及ZVZCS三電平變換器。
背景技術：
在一些場合，例如弧焊電源等，會經常運行在開路狀態而不能停機。在這
種情況下，普通三電平變換器的zvs (零電壓開關)條件消失，開關管工作
在硬開關狀態下，開關損耗大，效率低，而且會產生大的電壓尖峰，易造成開
關管的損壞；同時電磁干擾(Electro Magnetic Interference,簡稱EMI)問題嚴重， 影響周圍電子設備的正常運行。

發明內容
本發明為了解決現有三電平變換器存在的開關損耗大，產生過大的電壓尖 峰，易造成開關管的損壞，同時電磁干擾嚴重的問題，而提出的一種寬負載特 性的ZVZCS三電平DC-DC變換器。
寬負載特性的ZVZCS三電平DC-DC變換器，它包括第一二極管至第八 二極管、第一電容至第六電容、第一絕緣柵型場效應管至第四絕緣柵型場效應 管、第五三極管、第六三極管、飛跨電容、諧振電感、第一電感、濾波電容、 負載電阻、第一整流二極管、第二整流二極管和主變壓器；第五電容的一端同 時與正電壓端、第一絕緣柵型場效應管的漏極端、第一二極管的陰極、第一電 容的一端、第五三極管的集電極端和第五二極管的陰極相連；第五電容的另一 端同時與第七二極管的陽極、第八二極管的陰極和第六電容的一端相連，第六 電容的另一端同時與負電壓端、第四絕緣柵型場效應管的源極端、第四二極管 的陽極、第四電容的一端、第六三極管的發射極端和第六二極管的陽極相連； 第七二極管的陰極同時與飛跨電容的一端、第一絕緣柵型場效應管的源極端、 第二絕緣柵型場效應管的漏極端、第一二極管的陽極、第二二極管的陰極、第 一電容的另一端和第二電容的一端相連；第八二極管的陽極同時與飛跨電容的 另一端、第三絕緣柵型場效應管的源極端、第四絕緣柵型場效應管的漏極端、 第三二極管的陽極、第四二極管的陰極、第三電容的一端和第四電容的另一端 相連；第二絕緣柵型場效應管的源極端同時與第三絕緣柵型場效應管的漏極 端、第二二極管的陽極、第三二極管的陰極、第二電容的另一端、第三電容的另一端和主變壓器原邊繞組的同名端相連；主變壓器原邊繞組的非同名端與諧 振電感的一端相連；諧振電感的另一端同時與第五三極管的發射極端、第六三 極管的集電極端、第五二極管的陽極和第六二極管的陰極相連；主變壓器副邊 繞組的非同名端與第一整流二極管的陽極相連，主變壓器副邊繞組的同名端與 第二整流二極管的陽極相連，第一整流二極管的陰極同時與第一電感的一端和 第二整流二極管的陰極相連，第一電感的另一端同時與濾波電容的一端和負載 電阻的一端相連；濾波電容的另一端同時與負載電阻的另一端和主變壓器副邊 繞組的中間抽頭相連；它還包括輔助變壓器、第三整流二極管、第四整流二極 管、第二電感、第七絕緣柵型場效應管和鉗位電容；第七絕緣柵型場效應管的 源極端同時與第一整流二極管的陰極、第二整流二極管的陰極和第一電感的一 端相連；第七絕緣柵型場效應管的漏極端同時與鉗位電容的一端和第二電感的 一端相連，第二電感的另一端同時與第三整流二極管的陰極和第四整流二極管 的陰極相連；第三整流二極管的陽極與輔助變壓器副邊繞組的非同名端相連， 第四整流二極管的陽極與輔助變壓器副邊繞組的同名端相連；鉗位電容的另一 端同時與濾波電容的另一端相連、輔助變壓器副邊繞組的中間抽頭、主變壓器 副邊繞組的中間抽頭和負載電阻的另一端相連；輔助變壓器原邊繞組的同名端 同時與第五電容的另一端、第六電容的一端、第七二極管的陽極和第八二極管 的陰極相連；輔助變壓器原邊繞組的非同名端同時與第二絕緣柵型場效應管的 源極端、第三絕緣柵型場效應管的漏極端、第二二極管的陽極、第三二極管的 陰極、第二電容的另一端、第三電容的另一端和主變壓器原邊繞組的同名端相 連。
本發明具有開關損耗低、無過大的電壓尖峰、電磁干擾低的優點。分壓電 容中點和三電平橋臂中點之間增加了輔助變壓器，借助輔助變壓器原邊勵磁電 流完成對三電平橋臂開關管結電容的充放電，實現了空載時的零電壓開關；同 時輔助變壓器為鉗位電容提供能量，將鉗位電壓維持，較高水平，反射到原邊 后使電流迅速回零，從而實現兩電平橋臂開關管的零4流開關。與傳統零電流 開關變換器相比，新型拓撲在具有原邊電流回零速度快、副邊不存在電壓過沖 的優點的同時解決了占空比丟失、原邊環流、寄生振蕩等問題，提高了變換器 的效率，拓展了其應用范圍。


圖l為本發明的電路原理圖；圖2為本發明主要工作波形圖；圖3為開關 模態1的電路原理圖；圖4為開關模態2的電路原理圖；圖5為開關模態3 的電路原理圖；圖6為開關模態4的電路原理圖；圖7為開關模態5的電路原 理圖；圖8為開關模態6的電路原理圖；圖9為開關模態7的電路原理圖；圖 10為開關模態8的電路原理圖；圖11為開關模態9的電路原理圖；圖12為 開關模態10的電路原理圖；圖13為開關模態11的電路原理圖；圖14為第一 絕緣柵型場效應管Sl在額定負載時的驅動和漏源電壓波形圖，波形曲線1為 在10V/格，5 U s/格下第一絕緣柵型場效應管Sl的驅動波形，波形曲線2為 100V/格，5us/格下第一絕緣柵型場效應管Sl的漏源電壓波形；圖15為第二 絕緣柵型場效應管S2在額定負載時的驅動和漏源電壓波形圖，波形曲線1為 在10V/格，5 U s/格下第二絕緣柵型場效應管S2的驅動波形，波形曲線2為 100V/格，5 U s/格下第二絕緣柵型場效應管S2的漏源電壓波形；圖16為第五 三極管S5在額定負載時的驅動和主變壓器Trl原邊電流波形圖，波形曲線1 為10V/格，5U s/格下第五三極管S5的驅動波形，波形曲線2為2V/格，5ix s/格下主變壓器Trl原邊電流波形；圖17為兩橋臂中點Vab的電壓波形圖， 波形曲線1為100V/格，5us/格下兩橋臂中點Vab的電壓波形；圖18為三電 平橋臂和兩電平橋臂中點電壓Vab的電壓波形圖，波形曲線1為100V/格，10 us/格下三電平橋臂和兩電平橋臂中點電壓Vab的電壓波形；圖19為第一絕 緣柵型場效應管Sl在空載時的驅動和漏源電壓波形圖，波形曲線1為10V/ 格，5us/格下第一絕緣柵型場效應管Sl的驅動波形，波形曲線2為100V/格， 5 u s/格下第一絕緣柵型場效應管Sl的漏源電壓波形；圖20為第二絕緣柵型 場效應管S2在空載時的驅動和漏源電壓波形圖，波形曲線1為在10V/格，5 us/格下第二絕緣柵型場效應管S2的驅動波形，波形曲線2為100V/格，5u s/格下第二絕緣柵型場效應管S2的漏源電壓波形；圖21為本發明的效率曲線 圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結合圖1說明本實施方式，本實施方式包括第一二極 管Dl至第八二極管D8、第一電容Cl至第六電容C6、第一絕緣柵型場效應管Sl至第四絕緣柵型場效應管S4、第五三極管S5、第六三極管S6、飛跨電 容Css、諧振電感Lr、第一電感Lfl、濾波電容CO、負載電阻RO、第一整流 二極管DR1、第二整流二極管DR2和主變壓器Trl;第五電容C5的一端同時 與正電壓端、第一絕緣柵型場效應管S1的漏極端、第一二極管D1的陰極、 第一電容C1的一端、第五三極管S5的集電極端和第五二極管D5的陰極相連; 第五電容C5的另一端同時與第七二極管D7的陽極、第八二極管D8的陰極 和第六電容C6的一端相連，第六電容C6的另一端同時與負電壓端、第四絕 緣柵型場效應管S4的源極端、第四二極管D4的陽極、第四電容C4的一端、 第六三極管S6的發射極端和第六二極管D6的陽極相連；第七二極管D7的陰 極同時與飛跨電容Css的一端、第一絕緣柵型場效應管S1的源極端、第二絕 緣柵型場效應管S2的漏極端、第一二極管D1的陽極、第二二極管D2的陰極、 第一電容Cl的另一端和第二電容C2的一端相連;第八二極管D8的陽極同時 與飛跨電容Css的另一端、第三絕緣柵型場效應管S3的源極端、第四絕緣柵 型場效應管S4的漏極端、第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陰極、第 三電容C3的一端和第四電容C4的另一端相連；第二絕緣柵型場效應管S2的 源極端同時與第三絕緣柵型場效應管S3的漏極端、第二二極管D2的陽極、 第三二極管D3的陰極、第二電容C2的另一端、第三電容C3的另一端和主變 壓器Trl原邊繞組的同名端相連；主變壓器Trl原邊繞組的非同名端與諧振電 感Lr的一端相連；諧振電感Lr的另一端同時與第五三極管S5的發射極端、 第六三極管S6的集電極端、第五二極管D5的陽極和第六二極管D6的陰極相 連；主變壓器Trl副邊繞組的非同名端與第一整流二極管DR1的陽極相連， 主變壓器Trl副邊繞組的同名端與第二整流二極管DR2的陽極相連，第一整 流二極管DR1的陰極同時與第一電感Lfl的一端和第二整流二極管DR2的陰 極相連，第一電感Lfl的另一端同時與濾波電容C0的一端和負載電阻R0的 一端相連；濾波電容CO的另一端同時與負載電阻R0的另一端和主變壓器Trl 副邊繞組的中間抽頭相連；它還包括輔助變壓器Tr2、第三整流二極管DR3、 第四整流二極管DR4、第二電感Lf2、第七絕緣柵型場效應管S7和鉗位電容 Cc;第七絕緣柵型場效應管S7的源極端同時與第一整流二極管DR1的陰極、 第二整流二極管DR2的陰極和第一電感Lfl的一端相連；第七絕緣柵型場效電容Cc的一端和第二電感Lf2的一端相連，第 二電感Lf2的另一端同時與第三整流二極管DR3的陰極和第四整流二極管 DR4的陰極相連；第三整流二極管DR3的陽極與輔助變壓器Tr2副邊繞組的 非同名端相連，第四整流二極管DR4的陽極與輔助變壓器Tr2副邊繞組的同 名端相連；鉗位電容Cc的另一端同時與濾波電容CO的另一端相連、輔助變 壓器Tr2副邊繞組的中間抽頭、主變壓器Trl副邊繞組的中間抽頭和負載電阻 R0的另一端相連；輔助變壓器Tr2原邊繞組的同名端同時與第五電容C5的另 一端、第六電容C6的一端、第七二極管D7的陽極和第八二極管D8的陰極 相連；輔助變壓器Tr2原邊繞組的非同名端同時與第二絕緣柵型場效應管S2 的源極端、第三絕緣柵型場效應管S3的漏極端、第二二極管D2的陽極、第 三二極管D3的陰極、第二電容C2的另一端、第三電容C3的另一端和主變壓 器Trl原邊繞組的同名端相連。本發明的工作原理
在分析其工作模態之前，作以下的假設(1)所有開關管、二極管、電感、 電容均為理想元器件；(2)C5和C6均分輸入電壓，可等效為兩個F^/2的電壓 源；(3)飛跨電容Css控制得當，其上電壓保持n/2不變；(4)每個開關管的 結電容均為Cp，變壓器變比為K。
在一個周期內，共分為22個模態，上半工作周期的主要電路波形如圖2 所示，其工作模態分析如下
(1)開關模態1[A)， A]。參見圖3， A)以前，第三絕緣柵型場效應管S3、 第五三極管S5導通，主變壓器Trl的原邊向其副邊提供能量，主變壓器Trl 原、副邊的電壓分別為FJ2、 jy(2&)，原邊電流^為iV^，其中&為主變壓 器變比。
&時刻關斷第三絕緣柵型場效應管S3，輸出電流/。反射到主變壓器Trl 的原邊和輔助變壓器Tr2的原邊勵磁電流共同給第二電容C2放電，給第三電 容C3充電，！^線性下降，v。開始線性上升，、&線性上升。
<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula> 公式3
在A時刻，va下降為零，vc3上升到^/2，第三絕緣柵型場效應管S3為 零電壓關斷，v。6為零。此模態中，^維持在^/M。此模態的持續時間為
<formula>formula see original document page 9</formula>
(2) 開關模態2[fp ^。參見圖4， A時刻第一絕緣柵型場效應管S1、第二 絕緣柵型場效應管S2并聯的第一二極管Dl和第二二極管D2自然導通，將第 一絕緣柵型場效應管S1、第二絕緣柵型場效應管S2的電位鉗到零，此時開通 第一絕緣柵型場效應管S1、第二絕緣柵型場效應管S2則為零電壓開通。在此 模態，v&=0， ^維持在V&。
(3) 開關模態3[b， f3]。參見圖5， f2時刻開通第一絕緣柵型場效應管St、 第二絕緣柵型場效應管S2和第七絕緣柵型場效應管S7，鉗位電容Cc開始放 電，鉗位電壓Fce通過主變壓器Trl反射到其原邊，作用到諧振電感Lr上，使 原邊電流z》迅速回零， 一部分負載電流/。流經鉗位電容Cc，其放電電流/Cc 線性增加。
<formula>formula see original document page 9</formula>
在6時刻，Zp上升到零，^上^f到/。，此模態的持續時間為
<formula>formula see original document page 9</formula>
(4)開關模態4[/3，"]。參見圖6，在這個模態中，主變壓器Trl原邊電 流zp為零，鉗位電容Cc處于導通狀態，負載電阻RO的電流/。經鉗位電容Cc 續流，第一整流二極管Drl、第二整流二極管Dr2均處于截止狀態。
(5)開關模態5|>4， ,5]。參見圖7，"時刻關斷第七絕緣柵型場效應管S7， 整流電壓F,迅速降為零，第一整流二極管Drl、第二整流二極管Dr2解除反偏，負載電阻RO的電流/。經第一整流二極管Drl、第二整流二極管Dr2續流， v。6和zp都維持在零。輔助變壓器Tr2開始給鉗位電容Cc充電。此模態的持續 時間由移相值決定。
(6) 開關模態6[G， &]。參見圖8， ^時刻關斷第五三極管S5，由于^為零， 第五三極管S5的所有少子均己復合掉，因此第五三極管S5為零電流關斷， 解決了 IGBT關斷時的電流拖尾現象。此模態中v。fc=0，輔助變壓器Tr2繼續 給鉗位電容Cc充電。此模態的持續時間由滯后管第五三極管S5、第六三極管 S6之間的死區時間決定。
(7) 開關模態7[/6， W。參見圖9，在&時刻開通第六三極管S6，此時第 一整流二極管Drl和第二整流二極管Dr2處于導通續流狀態，主變壓器Trl 的原、副邊繞組電壓為零，電壓源Vin加到諧振電感Lr上，原邊電流^由零 開始線性上升。
= - ") 公式8
6時刻^上升到/。A (/h為變壓器K變比)，第二整流二極管Dr2關斷， 第一整流二極管Drl導通。此模態中，v。^F;"，輔助變壓器Tr2給鉗位電容 Cc充電。此模態的持續時間為
(8) 開關模態8|>7， f8]。參見圖10，此模態中，第一絕緣柵型場效應管S1、 第二絕緣柵型場效應管S2和第六三極管S6導通，v。6 =^，負載電流流過整 流二極管DRl,原邊開始向負載提供能量。在此模態，v。6-K力，^維持在/^&， 輔助變壓器Tr2繼續給鉗位電容Cc充電。f8時刻鉗位電容Cc充電結束。
(9) 開關模態9|>8， ^。參見圖11，由此模態中，第一絕緣柵型場效應管 Sl、第二絕緣柵型場效應管S2和第六三極管S6繼續導通，v。6=^，負載電 流流過第一整流二極管DR1，原邊開始向負載提供能量。在此模態，v。6-^， ^維持在V&。
(10) 開關模態10[& Ao]。參見圖12，在,9時刻關斷第一絕緣柵型場效應 管Sl，輸出電流/。反射到主變壓器的原邊和輔助變壓器Tr2的原邊勵磁電流 共同給第一電容C1充電，給第四電容C4放電，Vd開始線性上升，vc4線性下<formula>formula see original document page 11</formula>公式10
公式ll
公式12
在/u)時刻，Vd上升到巧 /2， W4下降為零，u下降為&/2，第一絕緣柵 型場效應管S1為零電壓關斷。此模態中，^維持在^/M。此模態的持續時間 為
<formula>formula see original document page 11</formula>公式13
(11)開關模態11[ ，&]。參見圖13， 6。時刻，第八二極管D8自然導通， 由于飛跨電容Css可近似看為電壓為Fi /2的恒壓源，因此第四絕緣柵型場效 應管S4的電壓被鉗位到0， v。6=K /2， Zp維持在V&，原邊繼續向負載提供能
至此半個工作周期結束，fu時刻關斷S2，開始下半個周期，與上述ll個 模態相同，不再贅述。
本發明ZVZCS (零電壓零電流開關)實現的條件
額定負載時，由于輸出電流參與對三電平橋臂開關管結電容的充放電， ZVS較易實現。空載時第一絕緣柵型場效應管Sl結電容與第二絕緣柵型場效 應管S2結電容串聯、第三絕緣柵型場效應管S3結電容與第四絕緣柵型場效 應管S4結電容串聯后并聯，等效電容值為三電平橋臂開關管結電容值Cj。為 了實現空載時三電平橋臂的ZVS，必須在死區時間f朋內完成對三電平橋臂開 關管結電容的充放電，即
<formula>formula see original document page 11</formula>
式中4為輔助變壓器原邊勵磁電流，Fp2為輔助變壓器原邊電壓，為150V(此外死區時間的設置受原邊電壓最大占空比的限制。
變換器的zcs是借助諧振電感和有源鉗位實現的。在原邊環流開始階段，
開通第七絕緣柵型場效應管S7，使鉗位電壓Kce反射到主變壓器Trl原邊，作
用到諧振電感上，使主變壓器Trl原邊電流Zp回零，以實現零電壓關斷。因此
第七絕緣柵型場效應管S7的導通時間應大于原邊電流復位時間，即
<formula>formula see original document page 12</formula>
同時，^S7不能太大，否則會有更多的電流通過第七絕緣柵型場效應管S7、 輔助整流電路和鉗位電容Cc,從而增大損耗，降低效率。因此，在保證滯后 管ZCS的前提下，^S7盡量小。此外，為了保證ZCS，滯后管的最小死區間隔 應大于等于IGBT少子復合時間。最大死區間隔受限于原邊電壓最大占空比。
具體實施方式
二結合圖說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于本發明所述變換器主要電量參數為C4-240V 320V， C/。=24V， 額定輸出電流為6A，開關頻率為50kHz。第一絕緣柵型場效應管Sl 第四絕 緣柵型場效應管S4、第七絕緣柵型場效應管S7采用的型號為IRF740,第一 電容Cl 第四電容C4為開關管結電容，第五三極管S5 第六三極管S6采用的 型號為HGTP20N60C3，鉗位電容Cc=2.2pF，主變壓器Trl變比k產63:9，輔 助變壓器Tr2變比k2=36:12，第一整流二極管DR1 第四整流二極管DR4選用 的型號為MUR1520，第一電感Lfl-50^H,濾波電容Co=2200nF。
圖14和圖15是斬波管Sl和超前管S2在額定負載時的驅動和漏源電壓 波形。漏源電壓的幅值為150V左右，是輸入電壓的一半，且在驅動電壓上升 之前已下降為零。而在關斷階段，其結電容限制了漏源電壓的上升率，實現了 ZVS。圖16是滯后管S5在額定負載時的驅動和原邊電流波形。在驅動信號下 降沿到來時，漏極電流己經下降為零，然后漏源電壓逐漸升高，實現了零電流 關斷；驅動信號上升沿到來后，由于諧振電感的作用，漏極電流逐漸上升，實 現了零電流開通，解決了 IGBT的電流拖尾現象。圖17為兩橋臂中點電壓乙 波形，它包含士f;"、 士fV2和0五種電平。
空載時，斬波管和超前管同時開通和關斷，變換器運行于兩電平模式，此 時移相角達到最大，滯后管自然實現ZCS，斬波管和超前管借助輔助變壓器的 原邊勵磁電流來完成結電容間的充放電，從而實現ZVS。圖18給出了三電平橋臂和兩電平橋臂中點電壓v。6的實驗波形，它只包含±^ 和0三種電平，空 載時由它維持輸出電壓的穩定。圖19和圖20為空載時斬波管和超前管的驅動 和漏源極電壓波形，此時斬波管和超前管同步動作,從圖中可以看出實現了 ZVS。空載時變壓器原邊電流僅為勵磁電流，自然實現ZCS。圖21為所測得 的效率曲線。從圖中可以看出，在額定負載時效率達到了 87.2%。其它組成和 連接方式與具體實施方式
一相同。
權利要求
1、寬負載特性的ZVZCS三電平DC-DC變換器，它包括第一二極管(D1)至第八二極管(D8)、第一電容(C1)至第六電容(C6)、第一絕緣柵型場效應管(S1)至第四絕緣柵型場效應管(S4)、第五三極管(S5)、第六三極管(S6)、飛跨電容(Css)、諧振電感(Lr)、第一電感(Lf1)、濾波電容(C0)、負載電阻(R0)、第一整流二極管(DR1)、第二整流二極管(DR2)和主變壓器(Tr1)；第五電容(C5)的一端同時與正電壓端、第一絕緣柵型場效應管(S1)的漏極端、第一二極管(D1)的陰極、第一電容(C1)的一端、第五三極管(S5)的集電極端和第五二極管(D5)的陰極相連；第五電容(C5)的另一端同時與第七二極管(D7)的陽極、第八二極管(D8)的陰極和第六電容(C6)的一端相連，第六電容(C6)的另一端同時與負電壓端、第四絕緣柵型場效應管(S4)的源極端、第四二極管(D4)的陽極、第四電容(C4)的一端、第六三極管(S6)的發射極端和第六二極管(D6)的陽極相連；第七二極管(D7)的陰極同時與飛跨電容(Css)的一端、第一絕緣柵型場效應管(S1)的源極端、第二絕緣柵型場效應管(S2)的漏極端、第一二極管(D1)的陽極、第二二極管(D2)的陰極、第一電容(C1)的另一端和第二電容(C2)的一端相連；第八二極管(D8)的陽極同時與飛跨電容(Css)的另一端、第三絕緣柵型場效應管(S3)的源極端、第四絕緣柵型場效應管(S4)的漏極端、第三二極管(D3)的陽極、第四二極管(D4)的陰極、第三電容(C3)的一端和第四電容(C4)的另一端相連；第二絕緣柵型場效應管(S2)的源極端同時與第三絕緣柵型場效應管(S3)的漏極端、第二二極管(D2)的陽極、第三二極管(D3)的陰極、第二電容(C2)的另一端、第三電容(C3)的另一端和主變壓器(Tr1)原邊繞組的同名端相連；主變壓器(Tr1)原邊繞組的非同名端與諧振電感(Lr)的一端相連；諧振電感(Lr)的另一端同時與第五三極管(S5)的發射極端、第六三極管(S6)的集電極端、第五二極管(D5)的陽極和第六二極管(D6)的陰極相連；主變壓器(Tr1)副邊繞組的非同名端與第一整流二極管(DR1)的陽極相連，主變壓器(Tr1)副邊繞組的同名端與第二整流二極管(DR2)的陽極相連，第一整流二極管(DR1)的陰極同時與第一電感(Lf1)的一端和第二整流二極管(DR2)的陰極相連，第一電感(Lf1)的另一端同時與濾波電容(C0)的一端和負載電阻(R0)的一端相連；濾波電容(C0)的另一端同時與負載電阻(R0)的另一端和主變壓器(Tr1)副邊繞組的中間抽頭相連；其特征在于它還包括輔助變壓器(Tr2)、第三整流二極管(DR3)、第四整流二極管(DR4)、第二電感(Lf2)、第七絕緣柵型場效應管(S7)和鉗位電容(Cc)；第七絕緣柵型場效應管(S7)的源極端同時與第一整流二極管(DR1)的陰極、第二整流二極管(DR2)的陰極和第一電感(Lf1)的一端相連；第七絕緣柵型場效應管(S7)的漏極端同時與鉗位電容(Cc)的一端和第二電感(Lf2)的一端相連，第二電感(Lf2)的另一端同時與第三整流二極管(DR3)的陰極和第四整流二極管(DR4)的陰極相連；第三整流二極管(DR3)的陽極與輔助變壓器(Tr2)副邊繞組的非同名端相連，第四整流二極管(DR4)的陽極與輔助變壓器(Tr2)副邊繞組的同名端相連；鉗位電容(Cc)的另一端同時與濾波電容(C0)的另一端相連、輔助變壓器(Tr2)副邊繞組的中間抽頭、主變壓器(Tr1)副邊繞組的中間抽頭和負載電阻(R0)的另一端相連；輔助變壓器(Tr2)原邊繞組的同名端同時與第五電容(C5)的另一端、第六電容(C6)的一端、第七二極管(D7)的陽極和第八二極管(D8)的陰極相連；輔助變壓器(Tr2)原邊繞組的非同名端同時與第二絕緣柵型場效應管(S2)的源極端、第三絕緣柵型場效應管(S3)的漏極端、第二二極管(D2)的陽極、第三二極管(D3)的陰極、第二電容(C2)的另一端、第三電容(C3)的另一端和主變壓器(Tr1)原邊繞組的同名端相連。
全文摘要
寬負載特性的ZVZCS三電平DC-DC變換器，它涉及三電平變換器。它為解決現有三電平變換器存在的開關損耗大，產生大的電壓尖峰，易造成開關管的損壞，同時電磁干擾問題嚴重而提出。電壓源的正極同時與第一、五電容的一端、第一絕緣柵型場效應管的漏極端、第一、五二極管的陰極和第五三極管的集電極端相連；電壓源的負極同時與第四、六電容的一端、第四絕緣柵型場效應管的源極端、第四、六二極管的陽極和第六三極管(S6)的發射極端相連；它還增加了輔助整流電路和有源鉗位電路。它在具有原邊電流回零速度快、副邊不存在電壓過沖等優點的同時解決了占空比丟失、原邊環流、寄生震蕩等問題，提高了變換器的效率，降低了開關損耗和電磁干擾。
文檔編號H02M3/04GK101588126SQ20091007236
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月24日 優先權日2009年6月24日
發明者永 周, 孫鐵成, 曲慧星, 瑞 李, 婷 高 申請人:哈爾濱工業大學