对称控制型三相三电平直流变换器及其对称控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102025280A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102025280A(43)申请公布日2011.04.20(21)申请号201010598995.8(22)申请日2010.12.22(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人刘福鑫杨朔阮新波(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人许方(51)Int.Cl.H02M3/28(2006.01)H02M3/335(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图12页(54)发明名称对称控制型三相三电平直流变换器及其对称控制方法(57)摘要本发明公开了一种对称控制型三相三电平直流变换器及其对称控制方法，属于电力电子变换器领域。该变换器的结构是由电源电路（1）、半桥三电平电路（2）、全桥电路（3）、三相隔离变压器（4）及整流滤波电路（5）依次连接构成，变换器中所有开关管的导通时间相同，序号相邻的开关管依次轮流导通，开通时间相隔1/6开关周期。本发明变换器中所有开关管的电压应力均为输入电压的一半，三相变压器和对称控制方式提高了输入输出电流脉动频率，从而减小了输入输出滤波器的体积，同时有效降低了开关管的电流应力。CN10258ACCNN102025280102025294AA权利要求书1/1页1.一种对称控制型三相三电平直流变换器，包括电源电路（1）、半桥三电平电路（2）、全桥电路（3）、三相隔离变压器（4）和整流滤波电路（5）；所述电源电路（1）包括直流源（Vin）以及第一和第二分压电容（Cd1、Cd2），第一分压电容（Cd1）的一端与直流源（Vin）正极的连接点构成电源电路（1）的正输入端，第二分压电容（Cd2）的一端与直流源（Vin）负极的连接点构成电源电路（1）的负输入端；其特征在于：所述半桥三电平电路（2）包括第一和第二续流二极管（Df1、Df2）、飞跨电容（Css）及第一、第三、第四和第六开关管（Q1、Q3、Q4、Q6），所述全桥电路（3）包括第一、第二、第四和第五开关管（Q1、Q2、Q4、Q5），全桥电路（3）与半桥三电平电路（2）共用第一和第四开关管（Q1、Q4），其中：第六开关管（Q6）的漏极连接电源电路（1）的正输入端，第三开关管（Q3）的源极连接电源电路（1）的负输入端，第六开关管（Q6）的源极分别连接第一续流二极管（Df1）的阴极、飞跨电容（Css）的一端、第一开关管（Q1）的漏极和第五开关管（Q5）的漏极，第三开关管（Q3）的漏极分别连接第二续流二极管（Df2）的阳极、飞跨电容（Css）的另一端、第四开关管（Q4）的源极和第二开关管（Q2）的源极，第一续流二极管（Df1）阳极与第二续流二极管（Df2）阴极的连接点连接电源电路（1）中第一分压电容（Cd1）另一端与第二分压电容（Cd2）另一端的连接点；所述三相隔离变压器（4）是由a相、b相和c相变压器（Tra、Trb、Trc）组成，a相变压器（Tra）原边绕组的同名端通过a相变压器原边寄生漏感（Llka）分别连接c相变压器（Trc）原边绕组的异名端及第一开关管（Q1）源极与第四开关管（Q4）漏极的连接点，b相变压器（Trb）原边绕组的同名端通过b相变压器原边寄生漏感（Llkb）分别连接a相变压器（Tra）原边绕组的异名端及第一续流二极管（Df1）阳极与第二续流二极管（Df2）阴极的连接点，c相变压器（Trc）原边绕组的同名端通过c相变压器原边寄生漏感（Llkc）分别连接b相变压器（Trb）原边绕组的异名端及第五开关管（Q5）源极与第二开关管（Q2）漏极的连接点，a相、b相及c相变压器（Tra、Trb、Trc）副边绕组的异名端相互连接；所述整流滤波电路（5）包括第一至第六整流二极管（DR1、DR2、DR3、DR4、DR5、DR6）、滤波电感（Lf）及滤波电容（Cf），第一整流二极管（DR1）阳极与第二整流二极管（DR2）阴极的连接点连接a相变压器（Tra）副边绕组的同名端，第三整流二极管（DR3）阳极与第四整流二极管（DR4）阴极的连接点连接b相变压器（Trb）副边绕组的同名端，第五整流二极管（DR5）阳极与第六整流二极管（DR6）阴极的连接点连接c相变压器（Trc）副边绕组的同名端，第一、第三和第五整流二极管（DR1、DR3、DR5）的阴极相互连接并连接滤波电感（Lf）的一端，滤波电感（Lf）的另一端分别连接滤波电容（Cf）的一端及负载（Rld）的一端，第二、第四和第六整流二极管（DR2、DR4、DR6）的阳极相互连接并连接滤波电容（Cf）的另一端及负载（Rld）的另一端。2.一种基于权利要求1所述的对称控制型三相三电平直流变换器的对称控制方法，其特征在于：第一至第六开关管（Q1、Q2、Q3、