专利名称：一种全桥串联谐振变换器拓扑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全桥串联谐振变换器拓扑结构。
背景技术：
自80年代以来，随着高频开关器件的诞生，电力电子装置逐步向高频化、集成化和模块化方向发展。目前，功率谐振变换器已在高频功率变换领域得到广泛的重视和研究。谐振变换器中，交流方波电压或电流加在谐振网络两端，产生高频谐振，谐振电压或电流经过整流和滤波后，转变成直流电压或电流，从而实现直流-直流变换。在进行功率变换时，就会涉及到平滑控制功率流、抑制系统冲击、降低功率器件工作应力、降低功率变换过程中电磁干扰等实现要求，为了解决这些问题，目前的功率谐振变换器的拓扑结构都相对复杂，也增加了控制策略的复杂度，存在很多未知的安全隐患。因此，致力于对能很好地满足上述各类要求，并且结构简单的谐振变换器拓扑结构的研究是本申请人一贯努力的方向。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种全桥串联谐振变换器拓扑结构，它结构简单，易于实现，并且能满足功率变换时的各种实现要求。实现上述目的的技术方案是一种全桥串联谐振变换器拓扑结构，外接电源，包括第一至第四IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、电容、电感和电阻,其中所述第一 IGBT和第二 IGBT的串联支路与所述第三IGBT和第四IGBT的串联支路相互并联之后接所述电源；所述电容、电感和电阻依次串联在所述第一 IGBT和第二 IGBT的相接端与所述第三IGBT和第四IGBT的相接端之间。上述的全桥串联谐振变换器拓扑结构，其中，所述第一至第四IGBT均为带反向并联二极管的IGBT。本实用新型的有益效果是本实用新型结构简单，易于实现，并且能满足功率变换时诸如平滑控制功率流、抑制系统冲击、降低功率器件工作应力、降低功率变换过程中电磁干扰等各种实现要求，避免了很多未知的安全隐患；同时，本实用新型配合新的调制驱动控制方案，达到优化控制功率流的效果。
图I是本实用新型的全桥串联谐振变换器拓扑结构的结构示意图；图2是相对于图I的拓扑结构的H桥广义调制方法中的输出电压波形；图3是相对于图I的拓扑结构的H桥广义调制输出波形。
具体实施方式
[0013]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。请参阅图1，本实用新型全桥串联谐振变换器拓扑结构，外接电源Vd。，包括第一至第四IGBT Q1-Q4、电容C、电感L和电阻R，其中第一 IGBT Q1和第二 IGBT Q2的串联支路与第三IGBT Q3和第四IGBT Q4的串联支路相互并联之后接电源Vdc ;电容C、电感L和电阻R依次串联在第一 IGBT Q1和第二 IGBT Q2的相接端a与第三IGBT Q3和第四IGBT Q4的相接端b之间 ，a、b两点间的电压为输出电压Vab。本实施例中，第一至第四IGBT Q1-Q4均为带反向并联二极管的IGBT。请参阅图2，为针对图I的H桥广义调制方法中的输出电压波形及控制变量。输出电压Vab由四个控制变量决定三个控制角度(分别为α+，α —和β)以及开关周期Ts。在定频控制中，开关周期Ts为常数，只考虑三个控制角度的变化即可，该控制模式中，当α + =
变化，而β=180°时，即为移相控制；当α + = α_=0，而β可变时，即为不对称PWM控制。图3为H桥广义调制输出波形，图3中给出了图I中的第一至第四IGBT Q1-Q4的导通序列、输出电压Vab和变换器输出电流i。其中，虚线波形vabl为Vab的基波分量。将输出电压Vab进行傅里叶级数展开，则不同次谐波分量的幅值和相位分别表示为下式(I)和式⑵Vabh =γ^ a； +b；
( I )
.- (Λ*^ = tan ' ~Γ
b ( 2 )其中，Vd。为变换器直流母线输入电压(即电源Vd。的电压)，h表示谐波次数，且为正整数，ah和bh分别表示为下式(3)和式(4)ah = sin h ( β - a +) +sin h β +sin h α _ (3)bh = 1-cos h ( β - a +) -cos h β +cos h α _ (4)以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
权利要求1.一种全桥串联谐振变换器拓扑结构，外接电源，其特征在于，包括第一至第四IGBT、电容、电感和电阻，其中 所述第一 IGBT和第二 IGBT的串联支路与所述第三IGBT和第四IGBT的串联支路相互并联之后接所述电源； 所述电容、电感和电阻依次串联在所述第一 IGBT和第二 IGBT的相接端与所述第三IGBT和第四IGBT的相接端之间。
2.根据权利要求I所述的全桥串联谐振变换器拓扑结构，其特征在于，所述第一至第四IGBT均为带反向并联二极管的IGBT。·
专利摘要本实用新型公开了一种全桥串联谐振变换器拓扑结构，包括第一至第四IGBT、电容、电感和电阻，所述第一IGBT和第二IGBT的串联支路与所述第三IGBT和第四IGBT的串联支路相互并联之后接所述电源；所述电容、电感和电阻依次串联在所述第一IGBT和第二IGBT的相接端与所述第三IGBT和第四IGBT的相接端之间。本实用新型结构简单，易于实现，能满足功率变换时的各种实现要求。
文档编号H02M3/338GK202713160SQ20122026840
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者姚建歆, 邵峥达, 蔡磊, 毕蔚蓉, 沈晓枉, 曹芸, 李骁杰 申请人:上海市电力公司