專利名稱：交錯(cuò)并聯(lián)三電平dc/dc變換器和ac/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)，尤其涉及一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器和AC/DC變換
背景技術(shù)：
電源作為系統(tǒng)功率變換的關(guān)鍵部分，一般采用分布式供電結(jié)構(gòu)，且從功能上可以分為交流/直流(Alternating Current/Direct Current ；簡(jiǎn)稱AC/DC)變換器和直流/直流(Direct Current/Direct Current ；簡(jiǎn)稱DC/DC)變換器。其中，該AC/DC變換器還可以稱之為一次電源AC/DC，具體的，該一次電源AC/DC的交流輸入電壓一般來自于交流電網(wǎng)， 并可以將該交流輸入電壓變換為_48V、+24V或者+12V等低壓直流電壓，從而為后級(jí)負(fù)載提供高質(zhì)量的直流電源。另外，一次電源AC/DC—般采用兩級(jí)功率變換結(jié)構(gòu)，其中第一級(jí)是功率因數(shù)校正(Power Factor Correction ；簡(jiǎn)稱PFC)電路、后級(jí)為隔離DC/DC變換器，其中，該后級(jí) DC/DC變換器的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的效率、功率密度、可靠性以及成本。具體的，該后級(jí)DC/DC變換器包括如下類型反激式(Flyback)變換器、正激式O^orward) 變換器、雙管正激式O-FEI1s i^rward)變換器、零電壓開關(guān)(Zero Voltage Switch ；簡(jiǎn)稱ZVS)移相全橋(ZVS Phase-Shifted Full-Bridge)變換器、邏輯鏈路控制(Logical Link Control ；簡(jiǎn)稱LLC)諧振式變換器(LLC Resonant Converter)和三電平變換器 (Three-Level Converter)等。目前，為了改進(jìn)一次電源AC/DC的電氣性能，現(xiàn)有技術(shù)中的一次電源AC/DC的后級(jí)DC/DC變換器已經(jīng)廣泛應(yīng)用交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)，例如后級(jí)DC/DC變換器包括交錯(cuò)并聯(lián)的雙管正激變換器或者交錯(cuò)并聯(lián)的LCC諧振式變換器等。但是，對(duì)于采用現(xiàn)有交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)的后級(jí)DC/DC變換器中的功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)， 并不能實(shí)現(xiàn)零電流開關(guān)(Zero Current Switch ；簡(jiǎn)稱ZCS)的功能，即會(huì)存在一定的關(guān)斷損耗；另外，由于上述后級(jí)DC/DC變換器中的諧振電感、諧振電容以及變壓器激磁電感等振槽參數(shù)不可能做到完全一致，因此，該后級(jí)DC/DC變換器中的各個(gè)變換器之間很難實(shí)現(xiàn)均流，從而會(huì)出現(xiàn)局部過熱，進(jìn)而影響了后級(jí)DC/DC變換器工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器和AC/DC變換器，以有效地提高DC/DC變換器工作的可靠性。本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，包括至少一個(gè)輸入電源、N相三電平DC/DC電路、N個(gè)諧振電感、N個(gè)諧振電容、N個(gè)變壓器、N個(gè)整流電路、第一電感和輸出電路；第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，所述第i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與所述第i相三電平 DC/DC電路相連接，所述第i個(gè)諧振電容的另一端與所述第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；
所述第一電感的一端與所述輸出電路連接，所述第一電感的另一端與所述N個(gè)整流電路相連接；或者所述第一電感的一端與所述輸入電源連接，所述第一電感的另一端與所述N相三電平DC/DC電路相連接；其中，N和i為整數(shù)，且N大于等于2，1彡i彡N。本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種AC/DC變換器，包括功率因數(shù)校正電路，其中，還包括上述所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器。本發(fā)明的技術(shù)效果是通過第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第i個(gè)諧振電容的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接，從而實(shí)現(xiàn)了第i相三電平DC/DC電路中的功率開關(guān)管的ZVS和ZCS工作。另外，由于將第一電感的一端與輸出電路連接，第一電感的另一端與N個(gè)整流電路相連接；或者將第一電感的一端與輸入電源連接，第一電感的另一端與N相三電平DC/DC電路相連接，因此可以減小輸出濾波電容紋波或者輸入濾波電容紋波，從而實(shí)現(xiàn)了每相交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/ DC變換器的均流工作，進(jìn)而提高了 DC/DC變換器工作的可靠性。


圖1為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的又一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖；圖4為交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的工作波形；圖fe為模態(tài)一的等效電路原理圖；圖恥為模態(tài)二的等效電路原理圖；圖5c為模態(tài)三的等效電路原理圖，圖5d為模態(tài)四的等效電路原理圖；圖k為模態(tài)五的等效電路原理圖；圖5f為模態(tài)六的等效電路原理圖；圖6為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的還一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖；圖7為發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的再一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖；圖8為本發(fā)明AC/DC變換器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1 所示，該交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器包括至少一個(gè)輸入電源11、N相三電平DC/DC電路 12、N個(gè)諧振電感13、N個(gè)諧振電容14、N個(gè)變壓器15、N個(gè)整流電路16、第一電感17和輸出電路18。具體的，第i個(gè)諧振電感13的一端與第i相三電平DC/DC電路12相連接，第i 個(gè)諧振電感13的另一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容14的一端與第i相三電平DC/DC電路12相連接，第i個(gè)諧振電容14的另一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感相連接。第一電感17的一端與輸出電路18相連接，第一電感17的另一端與N個(gè)整流電路16相連接；或者第一電感17的一端與輸入電源11相連接，第一電感17的另一端與N相三電平DC/DC電路12相連接。其中，第i個(gè)諧振電感13、第i個(gè)諧振電容14和第i個(gè)變壓器15的激磁電感構(gòu)成第i個(gè)LLC諧振網(wǎng)絡(luò)；N和i為整數(shù)，且N大于等于2，1彡i彡N。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，第一電感17的一端與輸出電路18相連接，第一電感17的另一端與N個(gè)整流電路16相連接。在本實(shí)施例中，通過第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第 i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第i個(gè)諧振電容的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接，從而實(shí)現(xiàn)了第i相三電平DC/DC電路中的功率開關(guān)管的ZVS和ZCS工作。另外，由于將第一電感的一端與輸出電路連接，第一電感的另一端與N個(gè)整流電路相連接；或者將第一電感的一端與輸入電源連接，第一電感的另一端與N相三電平DC/DC電路相連接，因此可以減小輸出濾波電容紋波或者輸入濾波電容紋波，從而實(shí)現(xiàn)了每相交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的均流工作，進(jìn)而提高了 DC/DC變換器工作的可靠性。圖2為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述所述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖2所示，第i相三電平DC/DC電路12包括第一分壓?jiǎn)卧?1201、第二分壓?jiǎn)卧?202、第一二極管1203、第二二極管1204、第一逆變器1205、第二逆變器1206、第三逆變器1207和第四逆變器1208。具體的，第一分壓?jiǎn)卧?201和第二分壓?jiǎn)卧?202相串聯(lián)；第一二極管1203和第二二極管1204相串聯(lián)。第一逆變器1205、第二逆變器1206、第三逆變器1207和第四逆變器1208依次串聯(lián)。其中，第一逆變器1205的正極與第一分壓?jiǎn)卧?201的一端相連接，第一逆變器1205的負(fù)極與第一二極管1203的負(fù)極相連接；第二逆變器1206的正極與第一二極管1203的負(fù)極相連接，第二逆變器1206的負(fù)極與第i個(gè)諧振電感13的一端相連接；第三逆變器1207的正極與第i個(gè)諧振電感的一端相連接，第三逆變器1207的負(fù)極與第二二極管1204的正極相連接；第四逆變器1208的正極與第二二極管1204的正極相連接，第四逆變器1208的負(fù)極與第二分壓?jiǎn)卧?202的一端相連接。則該第i個(gè)諧振電感13的一端與第i相三電平DC/DC電路12相連接，第i個(gè)諧振電感13的另一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容14的一端與第 i相三電平DC/DC電路12相連接，第i個(gè)諧振電容14的另一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感相連接的具體實(shí)現(xiàn)方式為第i個(gè)諧振電感13的另一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感的一端相連接；第i個(gè)諧振電容14的一端與第i個(gè)變壓器15的激磁電感的另一端相連接，第i 個(gè)諧振電容14的另一端分別與第一二極管1203的正極、第二二極管1204的負(fù)極、第一分壓?jiǎn)卧?201的另一端和第二分壓?jiǎn)卧?202的另一端相連接。進(jìn)一步的，第一逆變器1205、第二逆變器1206、第三逆變器1207和第四逆變器 1208均包括功率開關(guān)管、體二極管和結(jié)電容，且功率開關(guān)管、體二極管和結(jié)電容相互并聯(lián)。優(yōu)選地，該功率開關(guān)管可以為金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ；簡(jiǎn)稱M0SFET)、絕緣柵雙極型晶體管Gnsulated Gate Bipolar Transistor ；簡(jiǎn)稱IGBT)或者其他功率開關(guān)器件等。
更進(jìn)一步的，第i相三電平DC/DC電路12還包括第一驅(qū)動(dòng)單元1209、第二驅(qū)動(dòng)單元1210、第三驅(qū)動(dòng)單元1211和第四驅(qū)動(dòng)單元1212。具體的，第一驅(qū)動(dòng)單元1209與第一逆變器1205相連接，用于輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該第一逆變器1205 ；第二驅(qū)動(dòng)單元1210與第二逆變器1206相連接，用于輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該第二逆變器1206 ；第三驅(qū)動(dòng)單元1211與第三逆變器1207相連接，用于輸出第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該第三逆變器1207 ；第四驅(qū)動(dòng)單元1212 與第四逆變器1208相連接，用于輸出第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該第四逆變器1208。優(yōu)選地，該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；該第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻，即說明第一逆變器中的功率開關(guān)管比第二逆變器中的功率開關(guān)管提早關(guān)斷； 該第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于該第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻，即說明第四逆變器中的功率開關(guān)管比第三逆變器中的功率開關(guān)管提早關(guān)斷。另夕卜，值得注意的是，每相三電平DC/DC電路12中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)需要相互錯(cuò)開M度， 其中，M = 360/2N。更進(jìn)一步的，該整流電路16可以為中心抽頭全波整流電路、橋式整流電路或者其他整流電路。需要說明的是，該整流電路可以由整流二極管或者功率開關(guān)管構(gòu)成。在本實(shí)施例中，通過將第i個(gè)諧振電感、第i個(gè)諧振電容以及第i個(gè)變壓器的激磁電感構(gòu)成第i個(gè)LLC諧振網(wǎng)絡(luò)，且該第i個(gè)LLC諧振網(wǎng)絡(luò)與第i相三電平DC/DC電路相連接，從而實(shí)現(xiàn)了第i相三電平DC/DC電路中的功率開關(guān)管的ZVS和ZCS工作。另外，由于將第一電感分別與輸入電源和N個(gè)整流電路相連接；或者第一電感分別與輸入電源和N相三電平DC/DC電路中的一個(gè)分壓?jiǎn)卧噙B接，因此可以減小輸出濾波電容紋波或者輸入濾波電容紋波，從而實(shí)現(xiàn)了每相交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的均流工作，進(jìn)而提高了 DC/DC變換器工作的可靠性。圖3為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的又一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖，在本實(shí)施例中，WN = 2，輸入電源數(shù)量為1個(gè)，功率開關(guān)管為M0SFET、以及整流電路均為中心抽頭全波整流電路為例，詳細(xì)介紹本實(shí)施例的技術(shù)方案，如圖3所示，交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC 變換器包括輸入電源Vin、2相三電平DC/DC電路，分別為第一相三電平DC/DC電路和第二相三電平DC/DC電路、2個(gè)諧振電感，分別為第一諧振電感Ll和第二諧振電感L2、2個(gè)諧振電容，分別為第一諧振電容Cl和第二諧振電容C2、2個(gè)變壓器，分別為第一變壓器TXl和第二變壓器TX2、2個(gè)整流電路，分別為第一整流電路和第二整流電路、第一電感L3和輸出電路。具體的，第一相三電平DC/DC變換器包括第一相三電平DC/DC電路包括第一諧振電感Li、第一諧振電容Cl、第一變壓器TXl和第一整流電路；第二相三電平DC/DC變換器包括第二相三電平DC/DC電路、第二諧振電感L2、第二諧振電容C2、第二變壓器TX2和第二整流電路。對(duì)于第一相三電平DC/DC變換器，第一相三電平DC/DC電路包括第一功率開關(guān)管 Si、第二功率開關(guān)管S2、第三功率開關(guān)管S4、第四功率開關(guān)管S5、第一體二極管D1、第二體二極管D2、第三體二極管D3、第四體二極管D4、第一結(jié)電容Cl、第二結(jié)電容C2、第三結(jié)電容 C3、第四結(jié)電容C5、第一驅(qū)動(dòng)電源Vl、第二驅(qū)動(dòng)電源V2、第三驅(qū)動(dòng)電源V3、第四驅(qū)動(dòng)電源V4、 第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一二極管D13、第二二極管D14、第一電容Cll (相當(dāng)于圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第一分壓?jiǎn)卧? 和第二電容C12(相當(dāng)于圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第二分壓?jiǎn)卧?°在本實(shí)施例中，第一功率開關(guān)管Si、第一體二極管Dl和第一結(jié)電容Cl相互并聯(lián)， 并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第一逆變器。第二功率開關(guān)管S2、第二體二極管D2和第二結(jié)電容C2相互并聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第二逆變器。第三功率開關(guān)管S3、第三體二極管D3和第三結(jié)電容C3 相互并聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第三逆變器。第四功率開關(guān)管S4、第四體二極管D4和第四結(jié)電容C4相互并聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第 i相三電平DC/DC電路12中的第四逆變器。第一驅(qū)動(dòng)電源Vl和第一電阻Rl相串聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第一驅(qū)動(dòng)單元；第二驅(qū)動(dòng)電源V2和第二電阻R2相串聯(lián)，并構(gòu)成圖2 所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第二驅(qū)動(dòng)單元；第三驅(qū)動(dòng)電源V3和第三電阻R3相串聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第三驅(qū)動(dòng)單元；第四驅(qū)動(dòng)電源V4和第四電阻R4相串聯(lián)，并構(gòu)成圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/ DC電路12中的第四驅(qū)動(dòng)單元。在本實(shí)施例中，第一電容Cll和第二電容C12相串聯(lián)；第一二極管D13和第二二極管D14相串聯(lián)；第一功率開關(guān)管Sl的正極與第一電容Cll的一端相連接，第一功率開關(guān)管 Sl的負(fù)極與第一二極管D13的負(fù)極相連接；第二功率開關(guān)管S2的正極與第一二極管D13的負(fù)極相連接，第二功率開關(guān)管S2的負(fù)極與第一諧振電感Ll的一端相連接；第三功率開關(guān)管 S3的正極與第一諧振電感Ll的一端相連接，第三功率開關(guān)管S3的負(fù)極與第二二極管D14 的正極相連接；第四功率開關(guān)管S4的正極與第二二極管D14的正極相連接，第四功率開關(guān)管S4的負(fù)極與第二電容C12的一端相連接。第一諧振電感Ll的另一端與第一變壓器TXl 的激磁電感Pl的一端相連接；第一諧振電容Cl的一端與第一變壓器TXl的激磁電感Pl的另一端相連接，第一諧振電容Cl的另一端分別與第一二極管D13的正極、第二二極管D14 的負(fù)極、第一電容Cll的另一端和第二電容C12的另一端相連接。需要說明的是，第一驅(qū)動(dòng)電源Vl輸出的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)電源V2輸出的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；第三驅(qū)動(dòng)電源V3輸出的第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)電源V4輸出的第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)。該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷第一功率開關(guān)管Sl的時(shí)刻小于該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷第二功率開關(guān)管S2的時(shí)刻；該第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷第四功率開關(guān)管S4的時(shí)刻小于該第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷第三功率開關(guān)管S3的時(shí)刻。在不考慮死區(qū)的情況下，占空比都恒為50%，并驅(qū)動(dòng)四個(gè)功率開關(guān)管的開關(guān)頻率來控制輸出電壓。第一二極管D13和第二二極管D14起電壓鉗位作用，用于保證第一功率開關(guān)管Sl和第四功率開關(guān)管S4關(guān)斷時(shí)的電壓應(yīng)力為輸入電壓的一半，后關(guān)斷的第二功率開關(guān)管S2和第三功率開關(guān)管S3則承受另一半輸入電壓。另外，第一整流電路包括第三二極管D9和第四二極管D10。輸出電路包括第三電容C15和第五電阻R9，且第三電容C15和第五電阻R9相互并聯(lián)。其中，第三二極管D9的正極與第一變壓器TXl的第一副邊線圈Si’的一端相連接，第三二極管D9的負(fù)極與第一電感L3的一端相連接；第四二極管DlO的正極與第一變壓器TXl的第二副邊線圈S2’的一端相連接，第四二極管DlO的負(fù)極與第一電感L3的一端相連接；第一電感L3的另一端與第三電容C15的一端相連接，第三電容C15的另一端分別與第一副邊線圈Si，的另一端和第二副邊線圈S2’的另一端相連接。對(duì)于第二相三電平DC/DC變換器，第二相三電平DC/DC電路包括第一功率開關(guān)管 S5、第二功率開關(guān)管S6、第三功率開關(guān)管S7、第四功率開關(guān)管S8、第一體二極管D5、第二體二極管D6、第三體二極管D7、第四體二極管D8、第一結(jié)電容C5、第二結(jié)電容C6、第三結(jié)電容 C7、第四結(jié)電容C8、第一驅(qū)動(dòng)電源V5、第二驅(qū)動(dòng)電源V6、第三驅(qū)動(dòng)電源V7、第四驅(qū)動(dòng)電源V8、 第一電阻R5、第二電阻R6、第三電阻R7、第四電阻R8、第一二極管D15、第二二極管D16、第一電容C13(相當(dāng)于圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第一分壓?jiǎn)卧? 和第二電容C14(相當(dāng)于圖2所示實(shí)施例中的第i相三電平DC/DC電路12中的第二分壓?jiǎn)卧?°另外，第二整流電路包括第三二極管Dll和第四二極管D12。需要說明的是，對(duì)于第一相三電平DC/DC變換器的功率拓?fù)湫问脚c第二相三電平 DC/DC變換器的功率拓?fù)湫问交鞠嗤?，此處不再贅述。其區(qū)別在于，第一相三電平DC/DC 電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與第二相三電平DC/DC電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相互錯(cuò)開M = 360/2N = 360/2*2 =90 度。在本實(shí)施例中，對(duì)上述的圖3所示交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的電路原理圖進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，其中，第三電容C15被認(rèn)為無窮大，可以看作一個(gè)電壓源。第一相三電平DC/DC 電路中的第一電容Cll和第二電容C12的容量也為無窮大，可以看作是兩個(gè)電壓源。第二相三電平DC/DC電路中的第一電容C13和第二電容C14的容量也為無窮大，也可以看作是兩個(gè)電壓源。流過第一電感L3的電流連續(xù)，可看作是一個(gè)電流源。另外，該交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的一個(gè)開關(guān)周期可以分為十二個(gè)模態(tài)，圖4 為交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的工作波形，如圖4所示，前半個(gè)周期和后半個(gè)周期里的工作波形對(duì)稱，工作過程類似，因此，本實(shí)施例中只對(duì)半個(gè)周期的工作過程，即對(duì)六個(gè)模態(tài)進(jìn)行分析，圖5a為模態(tài)一的等效電路原理圖；圖恥為模態(tài)二的等效電路原理圖；圖5c為模態(tài)三的等效電路原理圖，圖5d為模態(tài)四的等效電路原理圖；圖^3為模態(tài)五的等效電路原理圖；圖5f為模態(tài)六的等效電路原理圖；如圖fe至圖5f所示，六個(gè)等效電路對(duì)應(yīng)的六個(gè)模態(tài)的描述如下初始狀態(tài)時(shí)，第一相三電平DC/DC變換器的第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管 S2導(dǎo)通，第三功率開關(guān)管S3和第五功率開關(guān)管S4關(guān)斷；第一相三電平DC/DC變換器的第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6關(guān)斷，第三功率開關(guān)管S7和第五功率開關(guān)管S8導(dǎo)
ο模態(tài)一(to-tl)第三功率開關(guān)管S7和第四功率開關(guān)管S8繼續(xù)導(dǎo)通、第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6繼續(xù)關(guān)斷，第二相三電平DC/DC變換器中的第二原邊電流 Ip2繼續(xù)流過第三功率開關(guān)管S7和第四功率開關(guān)管S8,并仍以正弦形式變化。第三二極管 Dll繼續(xù)關(guān)斷、第四二極管D12繼續(xù)導(dǎo)通，第二副邊流過電流Is22，第二變壓器TX2副邊電壓鉗位為Vin/2，因此第二相三電平DC/DC變換器的諧振由第二諧振電感L2和第二諧振電容ClO產(chǎn)生，同時(shí)流過第二變壓器TX2的激磁電流Im2開始線性下降。第二副邊電流Is22 是由第二原邊諧振電流Ip2和激磁電流Im2之差，再經(jīng)過第二變壓器TX2變比的折算后得到。另一方面，第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2同時(shí)開通、第三功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷，第一原邊電流Ipl流過第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2，并以正弦形式變化。第三二極管D9開始ZCS導(dǎo)通、第四二極管DlO繼續(xù)關(guān)斷，第一副邊流過電流Is 11，第一變壓器TXl副邊電壓鉗位為Vin/2。因此第一相三電平DC/DC變換器的諧振由第一諧振電感Ll和第一諧振電容C9產(chǎn)生，同時(shí)流過第一變壓器TXl的激磁電流Iml開始線性上升。第一副邊電流Isll是由第一原邊電流Ipl和激磁電流Iml之差，再經(jīng)過第一變壓器TXl變比的折算后得到。第一副邊電流Isll和第二副邊電流Is22之和等于流過第一電感L3的電流IL，因而折算到原邊，第一原邊電流Ipl、第二原邊電流Ip2的電流之和同樣等于一個(gè)定值。模態(tài)二(tl_t2)第四功率開關(guān)管S8開始關(guān)斷、第三功率開關(guān)管S7繼續(xù)導(dǎo)通、第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6繼續(xù)關(guān)斷，第二原邊電流Ip2給第四功率開關(guān)管S8 的第四結(jié)電容C8充電，并且此時(shí)流過第三功率開關(guān)管S7、第四功率開關(guān)管S8的電流僅為第二變壓器TX2的激磁電流，因而第四功率開關(guān)管S8可以實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷、ZCS關(guān)斷，接著第三功率開關(guān)管S7和第二二極管D16開始續(xù)流，第四功率開關(guān)管S8關(guān)斷瞬間的電壓鉗位在 Vin/2。第三二極管Dll繼續(xù)關(guān)斷、第四二極管D12開始ZCS關(guān)斷，第二變壓器TX2的原邊相當(dāng)于開路，因此第二相三電平DC/DC變換器的諧振由第二諧振電感L2、第二變壓器TX2的激磁電感P2、及第二諧振電容ClO產(chǎn)生，同時(shí)流過第二變壓器TX2的激磁電流Im2保持為負(fù)的峰值。另一方面，第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2繼續(xù)開通、第三功率開關(guān)管S3 和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷，由于第一副邊電流Isll和第二副邊電流Is22之和等于流過第一電感L3的電流IL，折算到原邊，第一原邊電流Ipl和第二原邊電流Ip2的電流之和同樣等于一個(gè)定值。因此，第一副邊電流Isll保持為副邊電感電流IL，第一原邊電流Ipl 保持為其折射值，相當(dāng)于第一變壓器TXl的副邊被一個(gè)電流源鉗位。第三二極管D9繼續(xù)導(dǎo)通，第一副邊流過電流Isll，第一原邊諧振由第一諧振電感Ll和第一諧振電容C9產(chǎn)生；而第二副邊電流Is22為零，第二原邊電流Ip2保持為第二變壓器TX2激磁電流負(fù)的峰值。模態(tài)三(t2_t3)第四功率開關(guān)管S8繼續(xù)關(guān)斷、第三功率開關(guān)管S7開始關(guān)斷、第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6繼續(xù)關(guān)斷，第二原邊電流Ip2給第三功率開關(guān)管S7 的第三結(jié)電容C7充電、給第一功率開關(guān)管S5的第一結(jié)電容C5和第二功率開關(guān)管S6的第二結(jié)電容C6放電，并且此時(shí)流過第三功率開關(guān)管S7的電流僅為第二變壓器TX2的激磁電流，因而第三功率開關(guān)管S7可以實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷、ZCS關(guān)斷。接著第一功率開關(guān)管S5的第一體二極管D5和第二功率開關(guān)管S6的第二體二極管D6開始續(xù)流，第三功率開關(guān)管S7關(guān)斷瞬間的電壓鉗位在另一半Vin/2，并且此時(shí)流過第一功率開關(guān)管S5第一體二極管D5和第二功率開關(guān)管S6的第二體二極管D6的電流僅為第二變壓器TX2的激磁電流，如果這時(shí)開通第一功率開光管S5和第二功率開關(guān)管S6，就可以實(shí)現(xiàn)ZVS開通、ZCS開通。第三二極管Dll和第四二極管D12繼續(xù)關(guān)斷，第二變壓器TX2的原邊相當(dāng)于開路，因此第二相三電平 DC/DC變換器的諧振還是由第二諧振電感L2、第二變壓器TX2的激磁電感P2、及第二諧振電容ClO產(chǎn)生，同時(shí)流過第二變壓器TX2的激磁電流Im2仍為負(fù)的峰值。另一方面，第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2繼續(xù)開通、第三功率開光管S3和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷。第一副邊電流Isll保持為副邊電感電流IL，第一原邊電流Ipl保持為其折射值，相當(dāng)于第一變壓器TXl的副邊被一個(gè)電流源鉗位。第三二極管D9繼續(xù)導(dǎo)通，副邊流過第二副
10邊電流Isll，原邊諧振由第一諧振電感Ll和第一諧振電容C9產(chǎn)生；而第二副邊電流Is22 為零，第二原邊電流Ip2保持為第二變壓器TX2激磁電流負(fù)的峰值。模態(tài)四(t3_t4)第三功率開關(guān)管S7和第四功率開關(guān)管S8繼續(xù)關(guān)斷、第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6同時(shí)開通，第二原邊電流Ip2流過第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6，并以正弦形式變化。第三二極管Dll開始ZCS開通、第四二極管D12繼續(xù)關(guān)斷，副邊流過第二副邊電流Is21，第二變壓器TX2副邊電壓鉗位為Vin/2。因此第二相三電平DC/DC變換器的諧振由第二諧振電感L2和第二諧振電容ClO產(chǎn)生，同時(shí)流過第二變壓器 TX2的激磁電流Im2開始線性上升。第二副邊電流Is21是由第二原邊電流Ip2和激磁電流Im2之差，再經(jīng)過第二變壓器TX2變比的折算后得到。另一方面，第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2繼續(xù)開通、第三功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷，第一原邊電流Ipl流過第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2，并仍以正弦形式變化。第三二極管D9繼續(xù)導(dǎo)通、第四二極管DlO繼續(xù)關(guān)斷，副邊流過第一副邊電流Isll，第一變壓器TXl 副邊電壓鉗位為Vin/N。因此第一相三電平DC/DC變換器的諧振由第一諧振電感Ll和第一諧振電容C9產(chǎn)生，同時(shí)流過第一變壓器TXl的激磁電流Liil開始線性下降。第一副邊電流 Isll是由第一原邊電流Ipl和激磁電流Iml之差，再經(jīng)過第一變壓器TXl變比的折算后得到。第一副邊電流Isll和第二副邊電流Is21之和等于流過第一電感L3的電流IL，因而折算到原邊，第一原邊電流Ipl和第二原邊電流Ip2的電流之和同樣等于一個(gè)定值。模態(tài)五(t4_t5)第一功率開關(guān)管Sl開始關(guān)斷、第二功率開關(guān)管S2繼續(xù)導(dǎo)通、第三功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷，第一原邊電流Ipl給第一功率開光管Sl 的第一結(jié)電容Cl充電，并且此時(shí)流過第一功率開光管Sl和第二功率開關(guān)管S2的電流僅為第一變壓器TXl的激磁電流，因而第一功率開光管Sl可以實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷、ZCS關(guān)斷，接著第二功率開關(guān)管S2和第一二極管D13開始續(xù)流，第一功率開光管Sl關(guān)斷瞬間的電壓鉗位在 Vin/2。第三二極管D9開始ZCS關(guān)斷、第四二極管DlO繼續(xù)關(guān)斷，第一變壓器TXl的原邊相當(dāng)于開路，因此第一相三電平DC/DC變換器的諧振由第一諧振電感Li、第一變壓器TXl的激磁電感P1、及第一諧振電容C9產(chǎn)生，同時(shí)流過第一變壓器TXl的激磁電流Iml保持為正的峰值。另一方面，第一功率開關(guān)管S5和第二功率開關(guān)管S6繼續(xù)開通、第三功率開關(guān)管S7 和第四功率開關(guān)管S8繼續(xù)關(guān)斷，由于第一副邊電流Isll和第二副邊電流Is21之和等于流過第一電感L3的電流IL，折算到原邊，第一原邊電流Ipl和第二原邊電流Ip2的電流之和同樣等于一個(gè)定值。因此，第二副邊電流Is21保持為副邊電感電流IL，第二原邊電流Ip2 保持為其折射值，相當(dāng)于第二變壓器TX2的副邊被一個(gè)電流源鉗位。第三二極管Dll繼續(xù)導(dǎo)通，副邊流過第二副邊電流Is21，原邊諧振由第二諧振電感L2和第二諧振電容ClO產(chǎn)生; 而第一副邊電流Isll為零，第一原邊電流Ipl保持為第一變壓器TXl激磁電流負(fù)的峰值。模態(tài)六(t5_t6)第一功率開關(guān)管Sl繼續(xù)關(guān)斷、第二功率開關(guān)管S2開始關(guān)斷、第三功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4繼續(xù)關(guān)斷，第一原邊電流Ipl給第二功率開關(guān)管S2 的第二結(jié)電容C2充電、給第三功率開關(guān)管S3的第三結(jié)電容C3和第四功率開關(guān)管S4的第四結(jié)電容C4放電，并且此時(shí)流過第二功率開關(guān)管S2的電流僅為第一變壓器TXl的激磁電流，因而第二功率開關(guān)管S2可以實(shí)現(xiàn)ZVS關(guān)斷、ZCS關(guān)斷。接著第三功率開關(guān)管S3的第三體二極管C3和第四功率開關(guān)管S4的第四體二極管D4開始續(xù)流，第二功率開關(guān)管S2關(guān)斷瞬間的電壓鉗位在另一半Vin/2，并且此時(shí)流過第三功率開關(guān)管S3的第三體二極管D3和第四功率開關(guān)管S4第四體二極管D4的電流僅為第一變壓器TXl的激磁電流，如果這時(shí)開通第三功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4,就可以實(shí)現(xiàn)ZVS開通、ZCS開通。第三二極管 D9和第四二極管DlO繼續(xù)關(guān)斷，第一變壓器TXl的原邊相當(dāng)于開路，因此第一相三電平DC/ DC變換器的諧振由第一諧振電感Li、第一變壓器TXl的激磁電感Pl和第一諧振電容C9產(chǎn)生，同時(shí)流過第一變壓器TXl的激磁電流Iml保持為正的峰值。另一方面，第一功率開關(guān)管 S5和第二功率開關(guān)管S6繼續(xù)開通、第三功率開關(guān)管S7和第四功率開關(guān)管S8繼續(xù)關(guān)斷。第二副邊電流Is21保持為副邊電感電流IL，第二原邊電流Ip2保持為其折射值，相當(dāng)于第二變壓器TX2的副邊被一個(gè)電流源鉗位。第三二極管Dll繼續(xù)導(dǎo)通，副邊流過第二副邊電流 Is21，原邊諧振由第一諧振電感Ll和第一諧振電容C9產(chǎn)生；而第一副邊電流Isll為零，第一原邊電流Ipl保持為第一變壓器TXl激磁電流正的峰值。通過對(duì)對(duì)上述的圖3所示交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的電路原理圖進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，第一功率開關(guān)管Si、第二功率開關(guān)管S2、第三功率開關(guān)管S3、第四功率開關(guān)管S4、第一功率開關(guān)管S5、第二功率開關(guān)管S6、第三功率開關(guān)管S7和第四功率開關(guān)管S8都能實(shí)現(xiàn) ZVS開通、關(guān)斷及近似ZCS開通、關(guān)斷，并且每個(gè)功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力是輸入電壓的一半； 副邊整流二極管，即第三二極管D9、第四二極管D10、第三二極管D11、第四二極管D12均可以實(shí)現(xiàn)ZCS開通、關(guān)斷，幾乎沒有反向恢復(fù)的過程，兩端的電壓應(yīng)力也較小，約為輸出電壓的兩倍。另外，第一相三電平DC/DC變換器原邊、副邊電流的上升率等于第二相變換器原邊、副邊電流的下降率。在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，第一相三電平DC/DC變換器的原邊電流鉗位在輸出電感電流，此時(shí)第二相三電平DC/DC變換器的原邊電流僅為變壓器的激磁電流。因此，原邊電流的上升、下降區(qū)間仍為正弦諧振形式，諧振頻率由諧振電感與諧振電容決定。另外，一方面，由于變壓器的激磁電感能實(shí)現(xiàn)原邊功率開關(guān)管的ZVS零電壓開關(guān)，功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電流盡可能更小，因此，實(shí)現(xiàn)了近似ZCS零電流開關(guān)。另一方面，由于第一電感可減小輸出濾波電容紋波，實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)變換器均流，并且實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS、ZCS工作，及副邊整流二極管的ZCS工作。因此，與現(xiàn)有DC/DC變換器比較，本發(fā)明的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/ DC變換器可以實(shí)現(xiàn)更高的工作效率。圖6為本發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的還一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖，如圖 6所示，本實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器與圖4所示實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/ DC變換器實(shí)現(xiàn)方式相同，唯一區(qū)別在于本實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的第一電感L3的一端與輸入電源Vin的正極相連接，第一電感L3的另一端分別與第一電容Cll 的一端和第一電容C13的一端相連接。第三二極管D9的負(fù)極和第四二極管DlO的負(fù)極均與第三電容C15的一端相連接；第三二極管Dll的負(fù)極和第四二極管D12的負(fù)極均與第三電容C15的一端相連接。圖7為發(fā)明交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器的再一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖，如圖7 所示，本實(shí)施實(shí)施例交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器與圖4所示實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/ DC變換器實(shí)現(xiàn)方式相同，唯一區(qū)別在于在本實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器中，將第九功率開關(guān)管S9替換第三二極管D9、將第十功率開關(guān)管SlO替換第四二極管D10、將第十一功率開光管Sll替換第三二極管Dll以及將第十二功率開關(guān)管S12替換第四二極管 D12。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明各實(shí)施例中提到的功率開關(guān)管、體二極管、結(jié)電容、諧振電感、諧振電容、及第一電感可以是獨(dú)立的器件，也可以是通過串、并聯(lián)多個(gè)器件的形式實(shí)現(xiàn)， 比如本發(fā)明實(shí)施例中提到的二極管可以是過串、并聯(lián)多個(gè)二極管的形式實(shí)現(xiàn)。
圖8為本發(fā)明AC/DC變換器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，該AC/DC變換器包括=PFC 21和交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器22。交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器22 可以為圖I至圖7任一所示實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器。
進(jìn)一步的，該AC/DC變換器還包括控制模塊23，用于控制交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC 變換器22中的每相三電平DC/DC電路中的驅(qū)動(dòng)單元。舉例來說，以一相三電平DC/DC電路，且該相三電平DC/DC電路包括第一驅(qū)動(dòng)單元、第二驅(qū)動(dòng)單元、第三驅(qū)動(dòng)單元和第四驅(qū)動(dòng)單元為例，控制模塊23用于控制第一驅(qū)動(dòng)單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，并控制第三驅(qū)動(dòng)單元輸出的第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)單元輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；且控制第一驅(qū)動(dòng)單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于第二驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻；控制第四驅(qū)動(dòng)單元輸出的第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于第三驅(qū)動(dòng)單元輸出的第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻。
優(yōu)選地，該控制模塊23可以采用輸入反饋?zhàn)冾l控制模式、中間母線控制模式或者輸入電壓前饋控制模式控制交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器22中的每相三電平DC/DC電路中的驅(qū)動(dòng)單元。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器和AC/DC變換器除了具有三電平DC/DC變換器的主要優(yōu)點(diǎn)，如適應(yīng)高輸入電壓的應(yīng)用場(chǎng)合；&LLC諧振式 DC/DC變換器的主要優(yōu)點(diǎn)，如實(shí)現(xiàn)原邊功率開關(guān)管的ZVS工作、及副邊整流二極管的ZCS工作以外，還具有以下的優(yōu)點(diǎn)
I) LLC諧振工作,原邊電流接近正弦波,改進(jìn)EMC性能。從上述分析可以看出，一相三電平DC/DC變換器原邊、副邊電流的上升率等于另一相變換器原邊、副邊電流的下降率。 在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，這個(gè)變換器的原邊電流鉗位在輸出電感電流，此時(shí)另一個(gè)變換器的原邊電流僅為變壓器的激磁電流。因此，原邊電流的上升、下降區(qū)間仍為正弦諧振形式，諧振頻率由諧振電感與諧振電各決定。
2)實(shí)現(xiàn)原邊功率開關(guān)管的ZVS、ZCS工作，及整流二極管的ZCS工作。通過合適的設(shè)計(jì)，使變壓器的激磁電感能實(shí)現(xiàn)原邊功率開關(guān)管的ZVS零電壓開關(guān)，而使功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電流盡可能更小，這樣也能實(shí)現(xiàn)近似ZCS零電流開關(guān)，并且每個(gè)開關(guān)的電壓應(yīng)力是輸入電壓的一半；副邊整流二極管可以實(shí)現(xiàn)ZCS開通、關(guān)斷，幾乎沒有反向恢復(fù)的過程，二極管兩端的電壓應(yīng)力也較小，約為輸出電壓的兩倍。
3)額外的輸出小電感可減小輸出濾波電容紋波，實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)變換器的均流工作，并且實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的ZVS、ZCS工作，及副邊整流二極管的ZCS工作。因此，與常規(guī)DC/ DC變換器比較，這種新型變換器可以實(shí)現(xiàn)更高的工作效率。交錯(cuò)并聯(lián)工作降低了輸入、輸出電流紋波，提高輸出電解電容的使用壽命及系統(tǒng)的可靠性。
4)本發(fā)明實(shí)施例的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器可方便擴(kuò)展至兩相、三相、及多相交錯(cuò)并聯(lián)，極大地?cái)U(kuò)展了 DC/DC變換器的輸出功率，并且可以靈活地實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍的高效率。
需要說明的是，前述實(shí)施例描述中所采用的第一、第二、第三、第四和第五的說法， 沒有限定順序的意思，僅為方便區(qū)分而已。
最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，包括至少一個(gè)輸入電源、N相三電平DC/DC電路、N個(gè)諧振電感、N個(gè)諧振電容、N個(gè)變壓器、N個(gè)整流電路、第一電感和輸出電路；第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，所述第i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與所述第i相三電平DC/ DC電路相連接，所述第i個(gè)諧振電容的另一端與所述第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；所述第一電感的一端與所述輸出電路連接，所述第一電感的另一端與所述N個(gè)整流電路相連接；或者所述第一電感的一端與所述輸入電源連接，所述第一電感的另一端與所述 N相三電平DC/DC電路相連接；其中，N和i為整數(shù)，且N大于等于2，1彡i彡N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，所述第i相三電平DC/DC電路包括第一分壓?jiǎn)卧?、第二分壓?jiǎn)卧⒌谝欢O管、第二二極管、第一逆變器、 第二逆變器、第三逆變器和第四逆變器；所述第一分壓?jiǎn)卧偷诙謮簡(jiǎn)卧啻?lián)；所述第一二極管和所述第二二極管相串聯(lián)；所述第一逆變器、第二逆變器、第三逆變器和第四逆變器依次串聯(lián)；所述第一逆變器的正極與所述第一分壓?jiǎn)卧囊欢讼噙B接，所述第一逆變器的負(fù)極與所述第一二極管的負(fù)極相連接；所述第二逆變器的正極與所述第一二極管的負(fù)極相連接，所述第二逆變器的負(fù)極與所述第i個(gè)諧振電感的一端相連接；所述第三逆變器的正極與所述第i個(gè)諧振電感的一端相連接，所述第三逆變器的負(fù)極與所述第二二極管的正極相連接；所述第四逆變器的正極與所述第二二極管的正極相連接，所述第四逆變器的負(fù)極與所述第二分壓?jiǎn)卧囊欢讼噙B接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，所述第i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與所述第i相三電平DC/DC電路相連接，所述第 i個(gè)諧振電容的另一端與所述第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接，包括所述第i個(gè)諧振電感的另一端與所述第i個(gè)變壓器的激磁電感的一端相連接； 所述第i個(gè)諧振電容的一端與所述第i個(gè)變壓器的激磁電感的另一端相連接，所述第 i個(gè)諧振電容的另一端分別與所述第一二極管的正極、所述第二二極管的負(fù)極、所述第一分壓?jiǎn)卧牧硪欢撕退龅诙謮簡(jiǎn)卧牧硪欢讼噙B接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，每個(gè)逆變器包括功率開關(guān)管、體二極管和結(jié)電容、其中，所述功率開關(guān)管、體二極管和結(jié)電容相互并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，所述第i相三電平DC/DC電路還包括第一驅(qū)動(dòng)單元，與所述第一逆變器相連接，用于輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述第一逆變器；第二驅(qū)動(dòng)單元，與所述第二逆變器相連接，用于輸出第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述第二逆變器；第三驅(qū)動(dòng)單元，與所述第三逆變器相連接，用于輸出第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述第三逆變器；第四驅(qū)動(dòng)單元，與所述第四逆變器相連接，用于輸出第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述第四逆變器；其中，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)；所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻；所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻小于所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的關(guān)斷功率開關(guān)管的時(shí)刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，所述整流電路為中心抽頭全波整流電路或者橋式整流電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，所述整流電路由整流二極管或者功率開關(guān)管構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器，其特征在于，每相三電平DC/ DC電路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相互錯(cuò)開M度，其中，M = 360/2N。
9.一種AC/DC變換器，包括功率因數(shù)校正電路，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1至8 任一項(xiàng)所述的交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器和AC/DC變換器，該交錯(cuò)并聯(lián)三電平DC/DC變換器包括至少一個(gè)輸入電源、N相三電平DC/DC電路、N個(gè)諧振電感、N個(gè)諧振電容、N個(gè)變壓器、N個(gè)整流電路、第一電感和輸出電路；第i個(gè)諧振電感的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第i個(gè)諧振電感的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第i個(gè)諧振電容的一端與第i相三電平DC/DC電路相連接，第i個(gè)諧振電容的另一端與第i個(gè)變壓器的激磁電感相連接；第一電感的一端與輸出電路連接，第一電感的另一端與N個(gè)整流電路相連接；或者第一電感的一端與輸入電源連接，第一電感的另一端與所述N相三電平DC/DC電路相連接；其中，N和i為整數(shù)，且N大于等于2，1≤i≤N。
文檔編號(hào)H02M7/44GK102545638SQ201210019090
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者何波, 呂藝行, 揭衛(wèi)平 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司