一種新型三電平倍頻llc諧振變換器的制造方法
【專利摘要】一種新型三電平倍頻LLC諧振變換器，包括依次連接的輸入分壓電容、開關(guān)橋臂、諧振腔、變壓器和整流濾波電路；輸入分壓電容由串聯(lián)連接的兩個電容組成，兩個電容的另一端分別與電源的正負極連接；開關(guān)橋臂是由帶有體二極管或外部并聯(lián)二極管的四個開關(guān)管的漏源極依次串聯(lián)連接，位于開關(guān)橋臂兩端的開關(guān)管的漏源極分別與電源的正負極相連，中間兩個開關(guān)管的中間連接點與兩個電容的中間連接點相連；諧振腔由諧振電感、諧振電容和變壓器勵磁電感依次串聯(lián)組成，諧振電感另一端與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的中間連接點相連，變壓器勵磁電感另一端與第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的中間連接點相連；變壓器副邊與整流濾波電路的輸入端相連；本發(fā)明通過合理設(shè)計開關(guān)管的驅(qū)動發(fā)波，實現(xiàn)了對開關(guān)管電壓應(yīng)力箝位，同時達到了諧振腔功率器件倍頻工作的效果。
【專利說明】
一種新型三電平倍頻LLC諧振變換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種諧振變換器，具體涉及一種新型三電平倍頻LLC諧振變換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 諧振變換器具有開關(guān)頻率高、開關(guān)損耗小、效率高、質(zhì)量輕、體積小、EMI噪聲小、開 關(guān)應(yīng)力小等優(yōu)點。LLC諧振變換器具有原邊開關(guān)管易實現(xiàn)全負載范圍ZVS，次級二極管易實 現(xiàn)ZCS，諧振電感和變壓器易實現(xiàn)磁集成等優(yōu)點，近年來得到廣泛的應(yīng)用。同時，為解決高輸 入電壓應(yīng)用時初級開關(guān)管高電壓應(yīng)力問題，將三電平引入到LLC變換器中。傳統(tǒng)的三電平 LLC諧振變換器需要引入篏位二極管來實現(xiàn)將開關(guān)管電壓應(yīng)力限制到輸入電壓一半，這樣 可以選用相對低電壓規(guī)格的開關(guān)管。但篏位二極管的引入增加了成本，同時電路較復(fù)雜。另 外，受半導(dǎo)體器件開關(guān)損耗及驅(qū)動電路限制，LLC諧振電路工作頻率較低(通常幾十千赫茲 到兩百千赫茲），對于電路中的磁性器件(諧振變壓器、電感)小型化仍有一定約束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種新型三電平倍頻LLC諧振變 換器，通過對變換器中各開關(guān)管的控制，控制過程中充分利用拓撲電路中開關(guān)管所并聯(lián)的 二極管實現(xiàn)對開關(guān)管兩端電壓的篏位，達到降低開關(guān)管電壓應(yīng)力的目的；與傳統(tǒng)三電平LLC 電路拓撲相比，該電路拓撲結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的三電平LLC電路少了獨立的篏位二極管，該電路在 一定程度上簡化了電路結(jié)構(gòu)，減少了功率器件；與傳統(tǒng)的LLC電路拓撲相比，該電路諧振腔 工作頻率是開關(guān)管開關(guān)頻率的兩倍，在相同的開關(guān)頻率下，磁性器件可以以兩倍的頻率工 作，從而可以將磁性器件體積進一步減小，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的高頻化、平面化、小型化，從整 體上降低成本。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種新型三電平倍頻LLC諧振變換器，包括依次連接的輸入分壓電容1、開關(guān)橋臂 2、諧振腔3、變壓器4和整流濾波電路5;所述輸入分壓電容1由串聯(lián)連接的第一電容C1和第 二電容C2組成，第一電容C1和第二電容C2的另外一端分別與電源的正極和負極連接;所述 開關(guān)橋臂2由帶有體二極管或外部并聯(lián)二極管的第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管 Q3和第四開關(guān)管Q4的漏源極依次串聯(lián)連接，位于開關(guān)橋臂兩端的第一開關(guān)管Q1的漏極和第 四開關(guān)管Q4的源極分別與電源的正極和負極相連接，所述第二開關(guān)管Q2和第三開關(guān)管Q3的 中間連接點與輸入分壓電容1中第一電容C1和第二電容C2的中間連接點相連接;所述諧振 腔3是由諧振電感Lr、諧振電容Cr和變壓器勵磁電感Lm依次串聯(lián)組成諧振電路，所述電感Lr 的另一端與開關(guān)橋臂2中的第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2的中間連接點相連接，所述變壓 器勵磁電感Lm的另一端與開關(guān)橋臂2中的第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的中間連接點相連 接;變壓器4的副邊與整流濾波電路5的輸入端相連接;所述整流濾波電路5是采用通用的整 流橋和輸出端并聯(lián)濾波電容的方式進行整流濾波。
[0006] 各開關(guān)管的驅(qū)動過程為:從tl到T之間為一個開關(guān)周期，第一開關(guān)管Q1和第四開關(guān) 管Q4驅(qū)動為帶死區(qū)互補，占空比接近25%，第二開關(guān)管Q2和第三開關(guān)管Q3驅(qū)動為帶死區(qū)互 補，占空比接近75% ;tl時刻第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3同時導(dǎo)通，第二開關(guān)管Q2和第四 開關(guān)管Q4關(guān)斷；在t2時刻，第一開關(guān)管Q1先關(guān)斷，第三開關(guān)管Q3繼續(xù)導(dǎo)通，通過第二開關(guān)管 Q2并聯(lián)的第二二極管D2續(xù)流，經(jīng)過死區(qū)時間tdea(^ljt3時刻第二開關(guān)管Q2零電壓開通;在t3 ~t4時間，通過Q2和Q3續(xù)流及反向諧振;t4時刻第三開關(guān)管Q3關(guān)斷，通過第四開關(guān)管Q4并聯(lián) 的第四二極管D4續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間t dea(^ljt5時刻第四開關(guān)管Q4零電壓開通;在t5~t6時 間，通過Q2和Q4續(xù)流及正向諧振;t6時刻第四開關(guān)管Q4關(guān)斷，第二開關(guān)管Q2繼續(xù)導(dǎo)通，通過 第三開關(guān)管Q3并聯(lián)的第三二極管D3續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間t dea<Jljt7時刻第三開關(guān)管Q3零電壓 開通;在t7~t8時間，通過Q2和Q3續(xù)流及反向諧振;t8時刻第二開關(guān)管Q2關(guān)斷，通過第一開 關(guān)管Q1并聯(lián)的第一二極管D1續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間t dead到周期T結(jié)束，進入下一個周期第一開 關(guān)管Q1零電壓開通。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：
[0008] 相對于傳統(tǒng)的半橋三電平LLC電路，本發(fā)明去除了兩個獨立的篏位二極管，通過合 理設(shè)計開關(guān)管的驅(qū)動發(fā)波，使各開關(guān)管關(guān)斷時所承受的電壓應(yīng)力平臺值為輸入母線電壓的 一半，與使用獨立篏位二極管所達到的效果相同；相對于傳統(tǒng)的LLC電路，該電路諧振腔工 作頻率是開關(guān)管開關(guān)頻率的兩倍，在相同的開關(guān)頻率下，磁性器件可以以兩倍的頻率工作， 從而可以將磁性器件體積進一步減小，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的高頻化、平面化、小型化，從整體 上降低成本。
【附圖說明】
[0009] 圖1為新型三電平倍頻LLC變換器拓撲電路。
[0010] 圖2為三電平倍頻LLC變換器拓撲電路中各開關(guān)管驅(qū)動波形。
[0011]圖3為tl~t2時間電流流向圖。
[0012] 圖4為t2~t3時間電流流向圖。
[0013] 圖5為t3~t4時間電流流向圖。
[0014] 圖6為t4~t5時間電流流向圖。
[0015]圖7為t5~t6時間電流流向圖。
[0016]圖8為t6~t7時間諧振電流流向圖。
[0017]圖9為t7~t8時間諧振電流流向圖。
[0018] 圖10為t8~T時間諧振電流流向圖。
[0019] 圖11為關(guān)鍵節(jié)點波形圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0021] 圖1為新型三電平倍頻LLC變換器拓撲電路，如圖所示，本發(fā)明一種新型三電平倍 頻LLC諧振變換器，包括依次連接的輸入分壓電容1、開關(guān)橋臂2、諧振腔3、變壓器4和整流濾 波電路5;所述輸入分壓電容1由串聯(lián)連接的第一電容C1和第二電容C2組成，第一電容C1和 第二電容C2的另外一端分別與電源的正極和負極連接;所述開關(guān)橋臂2由帶有體二極管或 外部并聯(lián)二極管的第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的漏源極 依次串聯(lián)連接，位于開關(guān)橋臂兩端的第一開關(guān)管Q1的漏極和第四開關(guān)管Q4的源極分別與電 源的正極和負極相連接，所述第二開關(guān)管Q2和第三開關(guān)管Q3的中間連接點與輸入分壓電容 1中第一電容C1和第二電容C2的中間連接點相連接;所述諧振腔3是由電感Lr、電容Cr和勵 磁電感Lm依次串聯(lián)組成諧振電路，所述電感Lr的另一端與開關(guān)橋臂2中的第一開關(guān)管Q1和 第二開關(guān)管Q2的中間連接點相連接，所述變壓器勵磁電感Lm的另一端與開關(guān)橋臂2中的第 三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的中間連接點相連接;變壓器4的副邊與整流濾波電路5的輸入 端相連接;所述整流濾波電路5是采用通用的整流橋(全波或全橋整流)和輸出端并聯(lián)濾波 電容的方式進行整流濾波。
[0022]圖2為三電平倍頻LLC變換器拓撲電路中各開關(guān)管驅(qū)動波形，如圖所示，從tl到T之 間為一個開關(guān)周期，tl時刻第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3同時導(dǎo)通，第二開關(guān)管Q2和第四 開關(guān)管Q4關(guān)斷；在t2時刻，第一開關(guān)管Q1先關(guān)斷，第三開關(guān)管Q3繼續(xù)導(dǎo)通，經(jīng)過死區(qū)時間 tdead到t3時刻第二開關(guān)管Q2零電壓開通;在t3~t4時間，通過Q2和Q3續(xù)流及反向諧振;t4時 刻第三開關(guān)管Q3關(guān)斷;經(jīng)過死區(qū)時間t dea<^jt5時刻第四開關(guān)管Q4零電壓開通;在t5~t6時 間，通過Q2和Q4續(xù)流及正向諧振;t6時刻第四開關(guān)管Q4關(guān)斷，第二開關(guān)管Q2繼續(xù)導(dǎo)通;經(jīng)過 死區(qū)時間t dea<^ljt7時刻第三開關(guān)管Q3零電壓開通;在t7~t8時間，通過Q2和Q3續(xù)流及反向 諧振;t8時刻第二開關(guān)管Q2關(guān)斷，通過第一開關(guān)管Q1并聯(lián)的第一二極管D1續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時 間tdd到周期T結(jié)束，進入下一個周期第一開關(guān)管Q1零電壓開通。
[0023] 電路拓撲在一個開關(guān)周期內(nèi)的工作過程及電流流向：
[0024] 以f s = f r為例(f r為諧振電感Lr、諧振電容Cr的串聯(lián)諧振頻率， LLC電路工作過程主要包括以下幾個關(guān)鍵階段：
[0025]圖3為tl~t2時間電流流向圖。在tl時刻，第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3同時導(dǎo) 通，第二開關(guān)管Q2和第四開關(guān)管Q4關(guān)斷，此后電路中的電流依次從分壓電容1中的第一電容 C1負極流過第三開關(guān)管Q3、諧振腔3、第一開關(guān)管Q1，回到第一電容C1正極;諧振電感Lr、諧 振電容Cr進行諧振，將能量回饋到正母線，諧振到零后繼續(xù)正向諧振，電流流向依次為第一 開關(guān)管Q1、諧振腔3、第三開關(guān)管Q3，tl~t2過程中，諧振電流大于勵磁電流，通過變壓器4 向副邊傳遞能量。整流濾波電路5中二極管D5和D8導(dǎo)通，因此，變壓器初級電壓被箝位N*Vo (N為變壓器原副邊匝比，Vo為變換器直流輸出電壓），勵磁電流線性上升。該過程中第二開 關(guān)管Q2和第四開關(guān)管Q4兩端所承受的電壓分別為輸入分壓電容1中第一電容C1和第二電容 C2兩端的電壓，即Vin/2。
[0026]圖4為t2~t3時間電流流向圖。在t2時刻，第一開關(guān)管Q1先關(guān)斷，第三開關(guān)管Q3繼 續(xù)導(dǎo)通，第一開關(guān)管Q1關(guān)斷后，諧振電流對第一開關(guān)管Q1結(jié)電容充電、對第二開關(guān)管Q2結(jié)電 容放電，充放電完成后，第一開關(guān)管Q1漏源電壓被篏位為第一電容C1兩端的電壓，即Vin/2， 第二開關(guān)管Q2結(jié)電容端電壓為0V，第二開關(guān)管Q2并聯(lián)的第二二極管D2自然導(dǎo)通續(xù)流。從t2 ~t3時刻電路中的電流流向如圖4所示，電流依次流過第二開關(guān)管Q2并聯(lián)的第二二極管D2、 諧振腔3、第三開關(guān)管Q3。
[0027]圖5為t3~t4時間電流流向圖。t3時刻第二開關(guān)管Q2驅(qū)動使能，零電壓開通。此后 電路中的電流依次流過第二開關(guān)管Q2、諧振腔3、第三開關(guān)管Q3,諧振電感Lr、諧振電容Cr進 行諧振，諧振到零后繼續(xù)反向諧振，電流流向依次為諧振腔3、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管 Q3A3~t4過程中諧振電流小于勵磁電流，通過變壓器4向副邊傳遞能量。整流濾波電路5中 二極管D6和D7導(dǎo)通，因此，變壓器初級電壓被箝位-N*Vo(N為變壓器原副邊匝比，Vo為變換 器直流輸出電壓），勵磁電流線性下降。該過程中第一開關(guān)管Q1和第四開關(guān)管Q4兩端所承受 的電壓分別為輸入分壓電容1中第一電容C1和第二電容C2兩端的電壓，即Vin/2。
[0028]圖6為t4~t5時間電流流向圖。在t4時刻，第三開關(guān)管Q3先關(guān)斷，第二開關(guān)管Q2繼 續(xù)導(dǎo)通，第三開關(guān)管Q3關(guān)斷后，諧振電流對第三開關(guān)管Q3結(jié)電容充電、對第四開關(guān)管Q4結(jié)電 容放電，充放電完成后，第三開關(guān)管Q3漏源電壓被篏位為第二電容C2兩端的電壓，即Vin/2， 第四開關(guān)管Q4結(jié)電容端電壓為0V，第四開關(guān)管Q4并聯(lián)的第四二極管D4自然導(dǎo)通續(xù)流。該過 程一直維持到到t5時刻。
[0029] 圖7為t5~t6時間電流流向圖。t5時刻，第二開關(guān)管M0S2和第四開關(guān)管M0S4同時導(dǎo) 通，第一開關(guān)管M0S1和第三開關(guān)管M0S3關(guān)斷，此后電路中的電流依次流過第四開關(guān)管M0S4、 諧振腔3、第二開關(guān)管M0S2、第二輸入電容C2,諧振電感Lr、諧振電容Cr進行諧振，將能量回 饋到負母線。t5~t6過程中，諧振電流大于勵磁電流，通過變壓器4向副邊傳遞能量。整流濾 波電路5中二極管D5和D8導(dǎo)通，因此，變壓器初級電壓被箝位N*Vo(N為變壓器原副邊匝比， Vo為變換器直流輸出電壓），勵磁電流線性上升。該過程中第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3兩 端所承受的電壓分別為輸入分壓電容1中第一電容C1和第二電容C2兩端的電壓，即Vin/2。
[0030]圖8為t6~t7時間諧振電流流向圖。在t6時刻，第四開關(guān)管Q4先關(guān)斷，第二開關(guān)管 Q2繼續(xù)導(dǎo)通，第四開關(guān)管Q4關(guān)斷后，諧振電流對第四開關(guān)管Q4結(jié)電容充電、對第三開關(guān)管Q3 結(jié)電容放電，充放電完成后，第四開關(guān)管Q4漏源電壓被篏位為第二電容C2兩端的電壓，SP Vin/2,第三開關(guān)管Q3結(jié)電容端電壓為0V，第三開關(guān)管Q3并聯(lián)的第三二極管D3開始導(dǎo)通續(xù) 流。從t6~t7時刻電路中的電流流向如圖8所示，電流依次流過第二開關(guān)管Q2、諧振腔3、第 三開關(guān)管Q3并聯(lián)的第三二極管D3。
[0031]圖9為t7~t8時間諧振電流流向圖。t7時刻第三開關(guān)管Q3驅(qū)動使能，零電壓開通。 此后電路中的電流依次流過第二開關(guān)管Q2、諧振腔3、第三開關(guān)管Q3,諧振電感Lr、諧振電容 Cr進行諧振，諧振到零后繼續(xù)反向諧振，電流流向依次為諧振腔3、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān) 管Q3。該過程中諧振電流小于勵磁電流，通過變壓器4向副邊傳遞能量。整流濾波電路5中二 極管D6和D7導(dǎo)通，因此，變壓器初級電壓被箝位-N*Vo(N為變壓器原副邊匝比，Vo為變換器 直流輸出電壓），勵磁電流線性下降。該過程中第一開關(guān)管Q1和第四開關(guān)管Q4兩端所承受的 電壓分別為輸入分壓電容1中第一電容C1和第二電容C2兩端的電壓，即Vin/2。
[0032]圖10為t8~T時間諧振電流流向圖。t8時刻第二開關(guān)管Q2先關(guān)斷，第三開關(guān)管Q3繼 續(xù)導(dǎo)通，第二開關(guān)管Q2關(guān)斷后，諧振電流對第二開關(guān)管Q2結(jié)電容充電、對第一開關(guān)管Q1結(jié)電 容放電，充放電完成后，第二開關(guān)管Q2漏源電壓被篏位為第一電容C1兩端的電壓，即Vin/2， 第一開關(guān)管Q1結(jié)電容端電壓為0V，第一開關(guān)管Q1并聯(lián)的第一二極管D1自然導(dǎo)通續(xù)流。從t8 ~T時刻電路中的電流流向如圖10所示，電流依次流過諧振腔3、第一開關(guān)管Q1并聯(lián)的第一 二極管D1、第三開關(guān)管Q3。
[0033]以上工作過程中，第一開關(guān)管Q1關(guān)斷后，第二開關(guān)管Q2并聯(lián)的第二二極管D2續(xù)流 導(dǎo)通，實現(xiàn)對第一開關(guān)管Q1漏源極電壓箝位(Vin/2)，同時為后續(xù)第二開關(guān)管Q2的零電壓開 通做好準備，第二開關(guān)管Q2開通后第一開關(guān)管Q1的漏源極電壓一直箝位在Vin/2;
[0034]第二開關(guān)管Q2關(guān)斷后，第一開關(guān)管Q1并聯(lián)的第一二極管D1續(xù)流導(dǎo)通，實現(xiàn)對第一 開關(guān)管Q1漏源極電壓箝位(Vin/2)，同時為后續(xù)第一開關(guān)管Q1的零電壓開通做好準備，第一 開關(guān)管Q1開通后第一開關(guān)管Q2的漏源極電壓一直箝位在Vin/2;
[0035] 第三開關(guān)管Q3關(guān)斷后，第四開關(guān)管Q4并聯(lián)的第四二極管D4續(xù)流導(dǎo)通，實現(xiàn)對第三 開關(guān)管Q3漏源極電壓箝位(Vin/2)，同時為后續(xù)第四開關(guān)管Q4的零電壓開通做好準備，第四 開關(guān)管Q4開通后第三開關(guān)管Q3的漏源極電壓一直箝位在Vin/2;
[0036] 第四開關(guān)管Q4關(guān)斷后，第三開關(guān)管Q3并聯(lián)的第三二極管D3續(xù)流導(dǎo)通，實現(xiàn)對第四 開關(guān)管Q4漏源極電壓箝位(Vin/2)，同時為后續(xù)第三開關(guān)管Q3的零電壓開通做好準備，第三 開關(guān)管Q3開通后第四開關(guān)管Q4的漏源極電壓一直箝位在Vin/2。該變換器可以達到與傳統(tǒng) 帶箝位二極管的三電平LLC拓撲同樣的電壓應(yīng)力效果，從而可以選用常用的較低電壓規(guī)格 的開關(guān)管。
[0037]圖11為關(guān)鍵節(jié)點波形圖，從上到下依次為第一開關(guān)管Q1驅(qū)動、第二開關(guān)管Q2驅(qū)動、 第三開關(guān)管Q3驅(qū)動、第四開關(guān)管Q4驅(qū)動、第一開關(guān)管Q1漏源極電壓應(yīng)力、第二開關(guān)管Q2漏源 極電壓應(yīng)力、第三開關(guān)管Q3漏源極電壓應(yīng)力、第四開關(guān)管Q4漏源極電壓應(yīng)力、變壓器初級電 壓、第一開關(guān)管Q1電流(定義漏極到源極電流為正，反之為負）、第二開關(guān)管Q2電流(定義漏 極到源極電流為正，反之為負）、第三開關(guān)管Q3電流(定義漏極到源極電流為正，反之為負）、 第四開關(guān)管Q4電流(定義漏極到源極電流為正，反之為負）、諧振腔電流(定義圖1中電路電 流從諧振電感到諧振電容方向為正，反之為負）及變壓器勵磁電流(定義圖1中電路勵磁電 感電流從上往下流為正，反之為負）。
[0038]從以上工作過程及圖11可以看出，開關(guān)橋臂2每個開關(guān)周期中，諧振腔完成兩個周 期的諧振，兩個開關(guān)周期中諧振腔輸入能量分別為輸入分壓電容1中正母線電容C1和負母 線電容C2，從而實現(xiàn)諧振腔倍頻的工作效果。
【主權(quán)項】
1. 一種新型三電平倍頻LLC諧振變換器，其特征在于：包括依次連接的輸入分壓電容 (1) 、開關(guān)橋臂（2)、諧振腔(3)、變壓器(4)和整流濾波電路(5);所述輸入分壓電容（1)由串 聯(lián)連接的第一電容(C1)和第二電容(C2)組成，第一電容(C1)和第二電容(C2)的另外一端分 別與電源的正極和負極連接;所述開關(guān)橋臂（2)由帶有體二極管或外部并聯(lián)二極管的第一 開關(guān)管(Q1)、第二開關(guān)管(Q2)、第三開關(guān)管(Q3)和第四開關(guān)管(Q4)的漏源極依次串聯(lián)連接， 位于開關(guān)橋臂兩端的第一開關(guān)管(Q1)的漏極和第四開關(guān)管(Q4)的源極分別與電源的正極 和負極相連接，所述第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)的中間連接點與輸入分壓電容（1) 中第一電容(C1)和第二電容(C2)的中間連接點相連接;所述諧振腔(3)是由電感(Lr)、電容 (Cr)和變壓器勵磁電感(Lm)依次串聯(lián)組成諧振電路，所述電感(Lr)的另一端與開關(guān)橋臂 (2) 中的第一開關(guān)管（Q1)和第二開關(guān)管（Q2)的中間連接點相連接，所述變壓器勵磁電感 (Lm)的另一端與開關(guān)橋臂（2)中的第三開關(guān)管(Q3)和第四開關(guān)管(Q4)的中間連接點相連 接;變壓器(4)的副邊與整流濾波電路(5)的輸入端相連接;所述整流濾波電路(5)是采用通 用的整流橋和輸出端并聯(lián)濾波電容的方式進行整流濾波。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型三電平倍頻LLC諧振變換器，其特征在于:各開關(guān)管的 驅(qū)動過程為:從tl到T之間為一個開關(guān)周期，第一開關(guān)管(Q1)和第四開關(guān)管(Q4)驅(qū)動為帶死 區(qū)互補，占空比接近25%，第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)驅(qū)動為帶死區(qū)互補，占空比接 近75%; tl時刻第一開關(guān)管(Q1)和第三開關(guān)管(Q3)同時導(dǎo)通，第二開關(guān)管(Q2)和第四開關(guān) 管(Q4)關(guān)斷;在t2時刻，第一開關(guān)管(Q1)先關(guān)斷，第三開關(guān)管(Q3)繼續(xù)導(dǎo)通，通過第二開關(guān) 管(Q2)并聯(lián)的第二二極管(D2)續(xù)流，經(jīng)過死區(qū)時間tdd到t3時刻第二開關(guān)管(Q2)零電壓開 通;在t3~t4時間，通過第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)續(xù)流及反向諧振;t4時刻第三開 關(guān)管(Q3)關(guān)斷，通過第四開關(guān)管(Q4)并聯(lián)的第四二極管(D4)續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間t dea(^ljt5 時刻第四開關(guān)管(Q4)零電壓開通;在t5~t6時間，通過第二開關(guān)管(Q2)和第四開關(guān)管(Q4) 續(xù)流及正向諧振;t6時刻第四開關(guān)管(Q4)關(guān)斷，第二開關(guān)管(Q2)繼續(xù)導(dǎo)通，通過第三開關(guān)管 (Q3)并聯(lián)的第三二極管(D3)續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間t dea<^jt7時刻第三開關(guān)管（Q3)零電壓開 通;在t7~t8時間，通過第二開關(guān)管(Q2)和第三開關(guān)管(Q3)續(xù)流及反向諧振;t8時刻第二開 關(guān)管(Q2)關(guān)斷，通過第一開關(guān)管(Q1)并聯(lián)的第一二極管(D1)續(xù)流;經(jīng)過死區(qū)時間tdd到周 期T結(jié)束，進入下一個周期第一開關(guān)管(Q1)零電壓開通。
【文檔編號】H02M3/335GK106026665SQ201610480373
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】方飛, 劉小剛, 張磊, 梁歡迎
【申請人】特變電工西安電氣科技有限公司, 特變電工新疆新能源股份有限公司