专利名称：一种三电平Boost软开关变换器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种结合移相控制技术，通过L，C形成谐振电路从而实现软开关技术的三电平Boost开关变换器的研究，改善了以往开关变换器的效率低，开关应力大等问题，使得变换器的应用场合更加广泛。
二背景技术：
电力电子技术的发展离不开功率器件的发展。1970年后各种高速、全控型功率器件先后问世，为各种电路拓扑的研究打下了基础。单管直流变换器由于控制方式和电路简单，在中小功率的开关电源中应用较多；传统的三电平Boost开关变换器开关管的电压应力虽然比双电平减小一半，相应的通态损耗和开关损耗有所减小，但当开关频率高时，这些损耗依然可观，并且电磁干扰噪声也随着开关频率的增大而愈加严重。因此提出了软开关技术，它使得三电平开关变换器在实现三电平功能的同时，改善了功率开关器件的工作状态，降低了开关损耗，提高了系统的效率。
三、发明内容发明目的为了降低开关变换器的开关损耗，提高系统效率，改善电磁干扰，提高系统可靠性，提出了新型软开关三电平开关变换器的设计方法。关键技术该方法的实现结合移相控制技术，加入L、C谐振回路，实现开关管的零电压开通和零电压关断，从而减小开关损耗，提闻系统效率。具体实现该设计中在开关管SI、S2两端分别并联了一个电容和一个二极管，并引入了一个谐振电感Lr。电路具体连接方式输入滤波电感Lf 一端接电源正极，另一端分别接二极管 D3与开关管SI，SI与开关管S2串联后与电源负极相连，D3与负载RL、二极管D4串联后接在电源负极上，输出滤波电容Cfl 一端接在二极管D3的阴极，另一端与滤波电容Cf2相连后与负载RL并联，谐振电感Lr的两端分别接在开关管SI, S2的中点与输出滤波电容Cf!、 Cf2的中点位置，开关管SI两端并联一谐振电容Crl与二极管D1，开关管S2两端并联一谐振电容Cr2与二极管D2，谐振电感Lr与开关管两端的电容构成谐振回路。由于开关管两端有电容箝位，因此可实现零电压关断，当谐振电感与电容发生谐振时，一开关管的电容充电，另一开关管的电容放电，当放电完全时，二极管导通，实现零电压开通。技术效果该研究通过加入谐振回路，使得开关管实现了零电压开通和零电压关断，从而使变换器在保留三电平优势的基础上，降低了开关管的损耗，提高了变换器的效率，进而拓宽了变换器的应用领域。四
图I是该研究的电路结构，图中Vin是变换器输入电压，Lf是滤波电感，SI，S2是功率开关管，Crl, Cr2是谐振电容，Lr是谐振电感，Dl, D2，D3，D4是二极管，Cfl, Cf2是输出电容，RL是负载。开关管SI导通时，滤波电感电流减小，谐振电感电流增大，到某一时刻滤波电感电流等于谐振电感电流，此时流过二极管D3的电流为零截止；关断SI，由于开关管两端的电容箝位，使得开关管实现零电压关断，开关管SI关断后，二极管D3导通，此时谐振电感与开关管并联电容发生谐振，使电容Cf I充电，电容Cf 2放电，放电完全后，二极管D2 自然导通，开关管S2为零电压开通；S2开通后，二极管D4承受反压截止，谐振电感上施加一个反向电压，谐振电感电流反向增大，滤波电感电流略微减小；当关断开关管S2时，二极管D4导通，电容Crl放电，电容Cr2充电，当Cr放电完全时，二极管Dl自然导通，此时开关管SI为零电压开通。
权利要求1.一种三电平Boost软开关变换器电路由输入滤波电感、功率开关管、二极管、输出滤波电容、谐振电感、谐振电容和负载组成，其特征在于在开关管两端并联电容和二极管，在两开关管中点与两输出电容中点间弓I入滤波电感。
2.根据权利要求I所述的三电平Boost软开关变换器电路其特征在于谐振电感与开关管两端的并联电容构成谐振回路，实现开关管的零电压开通和零电压关断。
专利摘要本实用新型涉及一种三电平Boost软开关电路由输入滤波电感、功率开关管、二极管、输出滤波电容、谐振电感、谐振电容和负载组成。输入滤波电感对输入电流进行滤波并储能，向负载供能；输出滤波电容为分压电容，其容量相等，电压均为输出电压的一半；谐振电感与谐振电容构成谐振回路，以实现开关管的零电压开通和零电压关断，从而减小开关管损耗，提高系统的效率，拓宽了其应用领域。
文档编号H02M3/07GK202353464SQ20112037914
公开日2012年7月25日 申请日期2011年9月24日 优先权日2011年9月24日
发明者冯海兵, 戚文艳 申请人:中国矿业大学