CN102545638B - 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器 - Google Patents

交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN102545638B
CN102545638B CN201210019090.XA CN201210019090A CN102545638B CN 102545638 B CN102545638 B CN 102545638B CN 201210019090 A CN201210019090 A CN 201210019090A CN 102545638 B CN102545638 B CN 102545638B
Authority
CN
China
Prior art keywords
level
inverter
inductance
diode
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210019090.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102545638A (zh
Inventor
何波
吕艺行
揭卫平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201210019090.XA priority Critical patent/CN102545638B/zh
Publication of CN102545638A publication Critical patent/CN102545638A/zh
Priority to PCT/CN2013/070346 priority patent/WO2013107322A1/zh
Priority to EP13738092.9A priority patent/EP2677650A4/en
Priority to US14/141,811 priority patent/US9520792B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102545638B publication Critical patent/CN102545638B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明提供一种交错并联三电平DC/DC变换器和AC/DC变换器，该交错并联三电平DC/DC变换器包括：至少一个输入电源、N相三电平DC/DC电路、N个谐振电感、N个谐振电容、N个变压器、N个整流电路、第一电感和输出电路；第i个谐振电感的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电感的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接；第i个谐振电容的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电容的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接；第一电感的一端与输出电路连接，第一电感的另一端与N个整流电路相连接；或者第一电感的一端与输入电源连接，第一电感的另一端与所述N相三电平DC/DC电路相连接；其中，N和i为整数，且N大于等于2，1≤i≤N。

Description

交错并联三电平DC/DC变换器和AC/DC变换器
技术领域
本发明涉及电子技术，尤其涉及一种交错并联三电平DC/DC变换器和AC/DC变换器。
背景技术
电源作为系统功率变换的关键部分，一般采用分布式供电结构，且从功能上可以分为交流/直流(AlternatingCurrent/DirectCurrent；简称：AC/DC)变换器和直流/直流(DirectCurrent/DirectCurrent；简称：DC/DC)变换器。其中，该AC/DC变换器还可以称之为一次电源AC/DC，具体的，该一次电源AC/DC的交流输入电压一般来自于交流电网，并可以将该交流输入电压变换为-48V、+24V或者+12V等低压直流电压，从而为后级负载提供高质量的直流电源。
另外，一次电源AC/DC一般采用两级功率变换结构，其中第一级是功率因数校正(PowerFactorCorrection；简称：PFC)电路、后级为隔离DC/DC变换器，其中，该后级DC/DC变换器的设计非常关键，直接影响整个系统的效率、功率密度、可靠性以及成本。具体的，该后级DC/DC变换器包括如下类型：反激式(Flyback)变换器、正激式(Forward)变换器、双管正激式(2-FETsForward)变换器、零电压开关(ZeroVoltageSwitch；简称：ZVS)移相全桥(ZVSPhase-ShiftedFull-Bridge)变换器、逻辑链路控制(LogicalLinkControl；简称：LLC)谐振式变换器(LLCResonantConverter)和三电平变换器(Three-LevelConverter)等。目前，为了改进一次电源AC/DC的电气性能，现有技术中的一次电源AC/DC的后级DC/DC变换器已经广泛应用交错并联技术，例如：后级DC/DC变换器包括交错并联的双管正激变换器或者交错并联的LCC谐振式变换器等。
但是，对于采用现有交错并联技术的后级DC/DC变换器中的功率开关管关断时，并不能实现零电流开关(ZeroCurrentSwitch；简称：ZCS)的功能，即会存在一定的关断损耗；另外，由于上述后级DC/DC变换器中的谐振电感、谐振电容以及变压器激磁电感等振槽参数不可能做到完全一致，因此，该后级DC/DC变换器中的各个变换器之间很难实现均流，从而会出现局部过热，进而影响了后级DC/DC变换器工作的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种交错并联三电平DC/DC变换器和AC/DC变换器，以有效地提高DC/DC变换器工作的可靠性。
本发明的第一个方面是提供一种交错并联三电平DC/DC变换器，包括：
至少一个输入电源、N相三电平DC/DC电路、N个谐振电感、N个谐振电容、N个变压器、N个整流电路、第一电感和输出电路；
第i个谐振电感的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，所述第i个谐振电感的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接；第i个谐振电容的一端与所述第i相三电平DC/DC电路相连接，所述第i个谐振电容的另一端与所述第i个变压器的激磁电感相连接；
所述第一电感的一端与所述输出电路连接，所述第一电感的另一端与所述N个整流电路相连接；或者所述第一电感的一端与所述输入电源连接，所述第一电感的另一端与所述N相三电平DC/DC电路相连接；
其中，N和i为整数，且N大于等于2，1≤i≤N。
本发明的另一个方面是提供一种AC/DC变换器，包括功率因数校正电路，其中，还包括上述所述的交错并联三电平DC/DC变换器。
本发明的技术效果是：通过第i个谐振电感的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电感的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接；第i个谐振电容的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电容的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接，从而实现了第i相三电平DC/DC电路中的功率开关管的ZVS和ZCS工作。另外，由于将第一电感的一端与输出电路连接，第一电感的另一端与N个整流电路相连接；或者将第一电感的一端与输入电源连接，第一电感的另一端与N相三电平DC/DC电路相连接，因此可以减小输出滤波电容纹波或者输入滤波电容纹波，从而实现了每相交错并联三电平DC/DC变换器的均流工作，进而提高了DC/DC变换器工作的可靠性。
附图说明
图1为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的又一个实施例的电路原理图；
图4为交错并联三电平DC/DC变换器的工作波形；
图5a为模态一的等效电路原理图；
图5b为模态二的等效电路原理图；
图5c为模态三的等效电路原理图，
图5d为模态四的等效电路原理图；
图5e为模态五的等效电路原理图；
图5f为模态六的等效电路原理图；
图6为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的还一个实施例的电路原理图；
图7为发明交错并联三电平DC/DC变换器的再一个实施例的电路原理图；
图8为本发明AC/DC变换器的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该交错并联三电平DC/DC变换器包括：至少一个输入电源11、N相三电平DC/DC电路12、N个谐振电感13、N个谐振电容14、N个变压器15、N个整流电路16、第一电感17和输出电路18。具体的，第i个谐振电感13的一端与第i相三电平DC/DC电路12相连接，第i个谐振电感13的另一端与第i个变压器15的激磁电感相连接；第i个谐振电容14的一端与第i相三电平DC/DC电路12相连接，第i个谐振电容14的另一端与第i个变压器15的激磁电感相连接。第一电感17的一端与输出电路18相连接，第一电感17的另一端与N个整流电路16相连接；或者第一电感17的一端与输入电源11相连接，第一电感17的另一端与N相三电平DC/DC电路12相连接。
其中，第i个谐振电感13、第i个谐振电容14和第i个变压器15的激磁电感构成第i个LLC谐振网络；N和i为整数，且N大于等于2，1≤i≤N。
优选地，在本实施例中，第一电感17的一端与输出电路18相连接，第一电感17的另一端与N个整流电路16相连接。
在本实施例中，通过第i个谐振电感的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电感的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接；第i个谐振电容的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，第i个谐振电容的另一端与第i个变压器的激磁电感相连接，从而实现了第i相三电平DC/DC电路中的功率开关管的ZVS和ZCS工作。另外，由于将第一电感的一端与输出电路连接，第一电感的另一端与N个整流电路相连接；或者将第一电感的一端与输入电源连接，第一电感的另一端与N相三电平DC/DC电路相连接，因此可以减小输出滤波电容纹波或者输入滤波电容纹波，从而实现了每相交错并联三电平DC/DC变换器的均流工作，进而提高了DC/DC变换器工作的可靠性。
图2为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的另一个实施例的结构示意图，在上述所述实施例的基础上，如图2所示，第i相三电平DC/DC电路12包括：第一分压单元1201、第二分压单元1202、第一二极管1203、第二二极管1204、第一逆变器1205、第二逆变器1206、第三逆变器1207和第四逆变器1208。
具体的，第一分压单元1201和第二分压单元1202相串联；第一二极管1203和第二二极管1204相串联。第一逆变器1205、第二逆变器1206、第三逆变器1207和第四逆变器1208依次串联。其中，第一逆变器1205的正极与第一分压单元1201的一端相连接，第一逆变器1205的负极与第一二极管1203的负极相连接；第二逆变器1206的正极与第一二极管1203的负极相连接，第二逆变器1206的负极与第i个谐振电感13的一端相连接；第三逆变器1207的正极与第i个谐振电感的一端相连接，第三逆变器1207的负极与第二二极管1204的正极相连接；第四逆变器1208的正极与第二二极管1204的正极相连接，第四逆变器1208的负极与第二分压单元1202的一端相连接。
则该第i个谐振电感13的一端与第i相三电平DC/DC电路12相连接，第i个谐振电感13的另一端与第i个变压器15的激磁电感相连接；第i个谐振电容14的一端与第i相三电平DC/DC电路12相连接，第i个谐振电容14的另一端与第i个变压器15的激磁电感相连接的具体实现方式为：
第i个谐振电感13的另一端与第i个变压器15的激磁电感的一端相连接；
第i个谐振电容14的一端与第i个变压器15的激磁电感的另一端相连接，第i个谐振电容14的另一端分别与第一二极管1203的正极、第二二极管1204的负极、第一分压单元1201的另一端和第二分压单元1202的另一端相连接。
进一步的，第一逆变器1205、第二逆变器1206、第三逆变器1207和第四逆变器1208均包括：功率开关管、体二极管和结电容，且功率开关管、体二极管和结电容相互并联。
优选地，该功率开关管可以为金属-氧化层-半导体-场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor；简称：MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor；简称：IGBT)或者其他功率开关器件等。
更进一步的，第i相三电平DC/DC电路12还包括：第一驱动单元1209、第二驱动单元1210、第三驱动单元1211和第四驱动单元1212。具体的，第一驱动单元1209与第一逆变器1205相连接，用于输出第一驱动信号给该第一逆变器1205；第二驱动单元1210与第二逆变器1206相连接，用于输出第二驱动信号给该第二逆变器1206；第三驱动单元1211与第三逆变器1207相连接，用于输出第三驱动信号给该第三逆变器1207；第四驱动单元1212与第四逆变器1208相连接，用于输出第四驱动信号给该第四逆变器1208。
优选地，该第一驱动信号和该第二驱动信号互补；该第三驱动信号和第四驱动信号互补；该第一驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于该第二驱动信号中的关断功率开关管的时刻，即说明第一逆变器中的功率开关管比第二逆变器中的功率开关管提早关断；该第四驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于该第三驱动信号中的关断功率开关管的时刻，即说明第四逆变器中的功率开关管比第三逆变器中的功率开关管提早关断。
另外，值得注意的是，每相三电平DC/DC电路12中的驱动信号需要相互错开M度，其中，M＝360/2N。
更进一步的，该整流电路16可以为中心抽头全波整流电路、桥式整流电路或者其他整流电路。需要说明的是，该整流电路可以由整流二极管或者功率开关管构成。
在本实施例中，通过将第i个谐振电感、第i个谐振电容以及第i个变压器的激磁电感构成第i个LLC谐振网络，且该第i个LLC谐振网络与第i相三电平DC/DC电路相连接，从而实现了第i相三电平DC/DC电路中的功率开关管的ZVS和ZCS工作。另外，由于将第一电感分别与输入电源和N个整流电路相连接；或者第一电感分别与输入电源和N相三电平DC/DC电路中的一个分压单元相连接，因此可以减小输出滤波电容纹波或者输入滤波电容纹波，从而实现了每相交错并联三电平DC/DC变换器的均流工作，进而提高了DC/DC变换器工作的可靠性。
图3为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的又一个实施例的电路原理图，在本实施例中，以N＝2，输入电源数量为1个，功率开关管为MOSFET、以及整流电路均为中心抽头全波整流电路为例，详细介绍本实施例的技术方案，如图3所示，交错并联三电平DC/DC变换器包括输入电源Vin、2相三电平DC/DC电路，分别为第一相三电平DC/DC电路和第二相三电平DC/DC电路、2个谐振电感，分别为第一谐振电感L1和第二谐振电感L2、2个谐振电容，分别为第一谐振电容C1和第二谐振电容C2、2个变压器，分别为第一变压器TX1和第二变压器TX2、2个整流电路，分别为第一整流电路和第二整流电路、第一电感L3和输出电路。
具体的，第一相三电平DC/DC变换器包括：第一相三电平DC/DC电路包括第一谐振电感L1、第一谐振电容C1、第一变压器TX1和第一整流电路；第二相三电平DC/DC变换器包括：第二相三电平DC/DC电路、第二谐振电感L2、第二谐振电容C2、第二变压器TX2和第二整流电路。
对于第一相三电平DC/DC变换器，第一相三电平DC/DC电路包括：第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S4、第四功率开关管S5、第一体二极管D1、第二体二极管D2、第三体二极管D3、第四体二极管D4、第一结电容C1、第二结电容C2、第三结电容C3、第四结电容C5、第一驱动电源V1、第二驱动电源V2、第三驱动电源V3、第四驱动电源V4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D13、第二二极管D14、第一电容C11(相当于图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第一分压单元)和第二电容C12(相当于图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第二分压单元)。
在本实施例中，第一功率开关管S1、第一体二极管D1和第一结电容C1相互并联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第一逆变器。第二功率开关管S2、第二体二极管D2和第二结电容C2相互并联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第二逆变器。第三功率开关管S3、第三体二极管D3和第三结电容C3相互并联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第三逆变器。第四功率开关管S4、第四体二极管D4和第四结电容C4相互并联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第四逆变器。
第一驱动电源V1和第一电阻R1相串联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第一驱动单元；第二驱动电源V2和第二电阻R2相串联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第二驱动单元；第三驱动电源V3和第三电阻R3相串联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第三驱动单元；第四驱动电源V4和第四电阻R4相串联，并构成图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第四驱动单元。
在本实施例中，第一电容C11和第二电容C12相串联；第一二极管D13和第二二极管D14相串联；第一功率开关管S1的正极与第一电容C11的一端相连接，第一功率开关管S1的负极与第一二极管D13的负极相连接；第二功率开关管S2的正极与第一二极管D13的负极相连接，第二功率开关管S2的负极与第一谐振电感L1的一端相连接；第三功率开关管S3的正极与第一谐振电感L1的一端相连接，第三功率开关管S3的负极与第二二极管D14的正极相连接；第四功率开关管S4的正极与第二二极管D14的正极相连接，第四功率开关管S4的负极与第二电容C12的一端相连接。第一谐振电感L1的另一端与第一变压器TX1的激磁电感P1的一端相连接；第一谐振电容C1的一端与第一变压器TX1的激磁电感P1的另一端相连接，第一谐振电容C1的另一端分别与第一二极管D13的正极、第二二极管D14的负极、第一电容C11的另一端和第二电容C12的另一端相连接。
需要说明的是，第一驱动电源V1输出的第一驱动信号和第二驱动电源V2输出的第二驱动信号互补；第三驱动电源V3输出的第三驱动信号和第四驱动电源V4输出的第四驱动信号互补。该第一驱动信号中的关断第一功率开关管S1的时刻小于该第二驱动信号中的关断第二功率开关管S2的时刻；该第四驱动信号中的关断第四功率开关管S4的时刻小于该第三驱动信号中的关断第三功率开关管S3的时刻。在不考虑死区的情况下，占空比都恒为50％，并驱动四个功率开关管的开关频率来控制输出电压。第一二极管D13和第二二极管D14起电压钳位作用，用于保证第一功率开关管S1和第四功率开关管S4关断时的电压应力为输入电压的一半，后关断的第二功率开关管S2和第三功率开关管S3则承受另一半输入电压。
另外，第一整流电路包括：第三二极管D9和第四二极管D10。输出电路包括：第三电容C15和第五电阻R9，且第三电容C15和第五电阻R9相互并联。其中，第三二极管D9的正极与第一变压器TX1的第一副边线圈S1’的一端相连接，第三二极管D9的负极与第一电感L3的一端相连接；第四二极管D10的正极与第一变压器TX1的第二副边线圈S2’的一端相连接，第四二极管D10的负极与第一电感L3的一端相连接；第一电感L3的另一端与第三电容C15的一端相连接，第三电容C15的另一端分别与第一副边线圈S1’的另一端和第二副边线圈S2’的另一端相连接。
对于第二相三电平DC/DC变换器，第二相三电平DC/DC电路包括：第一功率开关管S5、第二功率开关管S6、第三功率开关管S7、第四功率开关管S8、第一体二极管D5、第二体二极管D6、第三体二极管D7、第四体二极管D8、第一结电容C5、第二结电容C6、第三结电容C7、第四结电容C8、第一驱动电源V5、第二驱动电源V6、第三驱动电源V7、第四驱动电源V8、第一电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第一二极管D15、第二二极管D16、第一电容C13(相当于图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第一分压单元)和第二电容C14(相当于图2所示实施例中的第i相三电平DC/DC电路12中的第二分压单元)。
另外，第二整流电路包括：第三二极管D11和第四二极管D12。
需要说明的是，对于第一相三电平DC/DC变换器的功率拓扑形式与第二相三电平DC/DC变换器的功率拓扑形式基本相同，此处不再赘述。其区别在于，第一相三电平DC/DC电路中的驱动信号与第二相三电平DC/DC电路的驱动信号相互错开M＝360/2N＝360/2*2＝90度。
在本实施例中，对上述的图3所示交错并联三电平DC/DC变换器的电路原理图进行稳态分析，其中，第三电容C15被认为无穷大，可以看作一个电压源。第一相三电平DC/DC电路中的第一电容C11和第二电容C12的容量也为无穷大，可以看作是两个电压源。第二相三电平DC/DC电路中的第一电容C13和第二电容C14的容量也为无穷大，也可以看作是两个电压源。流过第一电感L3的电流连续，可看作是一个电流源。
另外，该交错并联三电平DC/DC变换器的一个开关周期可以分为十二个模态，图4为交错并联三电平DC/DC变换器的工作波形，如图4所示，前半个周期和后半个周期里的工作波形对称，工作过程类似，因此，本实施例中只对半个周期的工作过程，即对六个模态进行分析，图5a为模态一的等效电路原理图；图5b为模态二的等效电路原理图；图5c为模态三的等效电路原理图，图5d为模态四的等效电路原理图；图5e为模态五的等效电路原理图；图5f为模态六的等效电路原理图；如图5a至图5f所示，六个等效电路对应的六个模态的描述如下：
初始状态时，第一相三电平DC/DC变换器的第一功率开关管S1和第二功率开关管S2导通，第三功率开关管S3和第五功率开关管S4关断；第一相三电平DC/DC变换器的第一功率开关管S5和第二功率开关管S6关断，第三功率开关管S7和第五功率开关管S8导通。
模态一(to-t1)：第三功率开关管S7和第四功率开关管S8继续导通、第一功率开关管S5和第二功率开关管S6继续关断，第二相三电平DC/DC变换器中的第二原边电流Ip2继续流过第三功率开关管S7和第四功率开关管S8，并仍以正弦形式变化。第三二极管D11继续关断、第四二极管D12继续导通，第二副边流过电流Is22，第二变压器TX2副边电压钳位为Vin/2，因此第二相三电平DC/DC变换器的谐振由第二谐振电感L2和第二谐振电容C10产生，同时流过第二变压器TX2的激磁电流Im2开始线性下降。第二副边电流Is22是由第二原边谐振电流Ip2和激磁电流Im2之差，再经过第二变压器TX2变比的折算后得到。另一方面，第一功率开关管S1和第二功率开关管S2同时开通、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4继续关断，第一原边电流Ip1流过第一功率开关管S1和第二功率开关管S2，并以正弦形式变化。第三二极管D9开始ZCS导通、第四二极管D10继续关断，第一副边流过电流Is11，第一变压器TX1副边电压钳位为Vin/2。因此第一相三电平DC/DC变换器的谐振由第一谐振电感L1和第一谐振电容C9产生，同时流过第一变压器TX1的激磁电流Im1开始线性上升。第一副边电流Is11是由第一原边电流Ip1和激磁电流Im1之差，再经过第一变压器TX1变比的折算后得到。第一副边电流Is11和第二副边电流Is22之和等于流过第一电感L3的电流IL，因而折算到原边，第一原边电流Ip1、第二原边电流Ip2的电流之和同样等于一个定值。
模态二(t1-t2)：第四功率开关管S8开始关断、第三功率开关管S7继续导通、第一功率开关管S5和第二功率开关管S6继续关断，第二原边电流Ip2给第四功率开关管S8的第四结电容C8充电，并且此时流过第三功率开关管S7、第四功率开关管S8的电流仅为第二变压器TX2的激磁电流，因而第四功率开关管S8可以实现ZVS关断、ZCS关断，接着第三功率开关管S7和第二二极管D16开始续流，第四功率开关管S8关断瞬间的电压钳位在Vin/2。第三二极管D11继续关断、第四二极管D12开始ZCS关断，第二变压器TX2的原边相当于开路，因此第二相三电平DC/DC变换器的谐振由第二谐振电感L2、第二变压器TX2的激磁电感P2、及第二谐振电容C10产生，同时流过第二变压器TX2的激磁电流Im2保持为负的峰值。另一方面，第一功率开关管S1和第二功率开关管S2继续开通、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4继续关断，由于第一副边电流Is11和第二副边电流Is22之和等于流过第一电感L3的电流IL，折算到原边，第一原边电流Ip1和第二原边电流Ip2的电流之和同样等于一个定值。因此，第一副边电流Is11保持为副边电感电流IL，第一原边电流Ip1保持为其折射值，相当于第一变压器TX1的副边被一个电流源钳位。第三二极管D9继续导通，第一副边流过电流Is11，第一原边谐振由第一谐振电感L1和第一谐振电容C9产生；而第二副边电流Is22为零，第二原边电流Ip2保持为第二变压器TX2激磁电流负的峰值。
模态三(t2-t3)：第四功率开关管S8继续关断、第三功率开关管S7开始关断、第一功率开关管S5和第二功率开关管S6继续关断，第二原边电流Ip2给第三功率开关管S7的第三结电容C7充电、给第一功率开关管S5的第一结电容C5和第二功率开关管S6的第二结电容C6放电，并且此时流过第三功率开关管S7的电流仅为第二变压器TX2的激磁电流，因而第三功率开关管S7可以实现ZVS关断、ZCS关断。接着第一功率开关管S5的第一体二极管D5和第二功率开关管S6的第二体二极管D6开始续流，第三功率开关管S7关断瞬间的电压钳位在另一半Vin/2，并且此时流过第一功率开关管S5第一体二极管D5和第二功率开关管S6的第二体二极管D6的电流仅为第二变压器TX2的激磁电流，如果这时开通第一功率开光管S5和第二功率开关管S6，就可以实现ZVS开通、ZCS开通。第三二极管D11和第四二极管D12继续关断，第二变压器TX2的原边相当于开路，因此第二相三电平DC/DC变换器的谐振还是由第二谐振电感L2、第二变压器TX2的激磁电感P2、及第二谐振电容C10产生，同时流过第二变压器TX2的激磁电流Im2仍为负的峰值。另一方面，第一功率开关管S1和第二功率开关管S2继续开通、第三功率开光管S3和第四功率开关管S4继续关断。第一副边电流Is11保持为副边电感电流IL，第一原边电流Ip1保持为其折射值，相当于第一变压器TX1的副边被一个电流源钳位。第三二极管D9继续导通，副边流过第二副边电流Is11，原边谐振由第一谐振电感L1和第一谐振电容C9产生；而第二副边电流Is22为零，第二原边电流Ip2保持为第二变压器TX2激磁电流负的峰值。
模态四(t3-t4)：第三功率开关管S7和第四功率开关管S8继续关断、第一功率开关管S5和第二功率开关管S6同时开通，第二原边电流Ip2流过第一功率开关管S5和第二功率开关管S6，并以正弦形式变化。第三二极管D11开始ZCS开通、第四二极管D12继续关断，副边流过第二副边电流Is21，第二变压器TX2副边电压钳位为Vin/2。因此第二相三电平DC/DC变换器的谐振由第二谐振电感L2和第二谐振电容C10产生，同时流过第二变压器TX2的激磁电流Im2开始线性上升。第二副边电流Is21是由第二原边电流Ip2和激磁电流Im2之差，再经过第二变压器TX2变比的折算后得到。另一方面，第一功率开关管S1和第二功率开关管S2继续开通、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4继续关断，第一原边电流Ip1流过第一功率开关管S1和第二功率开关管S2，并仍以正弦形式变化。第三二极管D9继续导通、第四二极管D10继续关断，副边流过第一副边电流Is11，第一变压器TX1副边电压钳位为Vin/N。因此第一相三电平DC/DC变换器的谐振由第一谐振电感L1和第一谐振电容C9产生，同时流过第一变压器TX1的激磁电流Im1开始线性下降。第一副边电流Is11是由第一原边电流Ip1和激磁电流Im1之差，再经过第一变压器TX1变比的折算后得到。第一副边电流Is11和第二副边电流Is21之和等于流过第一电感L3的电流IL，因而折算到原边，第一原边电流Ip1和第二原边电流Ip2的电流之和同样等于一个定值。
模态五(t4-t5)：第一功率开关管S1开始关断、第二功率开关管S2继续导通、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4继续关断，第一原边电流Ip1给第一功率开光管S1的第一结电容C1充电，并且此时流过第一功率开光管S1和第二功率开关管S2的电流仅为第一变压器TX1的激磁电流，因而第一功率开光管S1可以实现ZVS关断、ZCS关断，接着第二功率开关管S2和第一二极管D13开始续流，第一功率开光管S1关断瞬间的电压钳位在Vin/2。第三二极管D9开始ZCS关断、第四二极管D10继续关断，第一变压器TX1的原边相当于开路，因此第一相三电平DC/DC变换器的谐振由第一谐振电感L1、第一变压器TX1的激磁电感P1、及第一谐振电容C9产生，同时流过第一变压器TX1的激磁电流Im1保持为正的峰值。另一方面，第一功率开关管S5和第二功率开关管S6继续开通、第三功率开关管S7和第四功率开关管S8继续关断，由于第一副边电流Is11和第二副边电流Is21之和等于流过第一电感L3的电流IL，折算到原边，第一原边电流Ip1和第二原边电流Ip2的电流之和同样等于一个定值。因此，第二副边电流Is21保持为副边电感电流IL，第二原边电流Ip2保持为其折射值，相当于第二变压器TX2的副边被一个电流源钳位。第三二极管D11继续导通，副边流过第二副边电流Is21，原边谐振由第二谐振电感L2和第二谐振电容C10产生；而第一副边电流Is11为零，第一原边电流Ip1保持为第一变压器TX1激磁电流负的峰值。
模态六(t5-t6)：第一功率开关管S1继续关断、第二功率开关管S2开始关断、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4继续关断，第一原边电流Ip1给第二功率开关管S2的第二结电容C2充电、给第三功率开关管S3的第三结电容C3和第四功率开关管S4的第四结电容C4放电，并且此时流过第二功率开关管S2的电流仅为第一变压器TX1的激磁电流，因而第二功率开关管S2可以实现ZVS关断、ZCS关断。接着第三功率开关管S3的第三体二极管C3和第四功率开关管S4的第四体二极管D4开始续流，第二功率开关管S2关断瞬间的电压钳位在另一半Vin/2，并且此时流过第三功率开关管S3的第三体二极管D3和第四功率开关管S4第四体二极管D4的电流仅为第一变压器TX1的激磁电流，如果这时开通第三功率开关管S3和第四功率开关管S4，就可以实现ZVS开通、ZCS开通。第三二极管D9和第四二极管D10继续关断，第一变压器TX1的原边相当于开路，因此第一相三电平DC/DC变换器的谐振由第一谐振电感L1、第一变压器TX1的激磁电感P1和第一谐振电容C9产生，同时流过第一变压器TX1的激磁电流Im1保持为正的峰值。另一方面，第一功率开关管S5和第二功率开关管S6继续开通、第三功率开关管S7和第四功率开关管S8继续关断。第二副边电流Is21保持为副边电感电流IL，第二原边电流Ip2保持为其折射值，相当于第二变压器TX2的副边被一个电流源钳位。第三二极管D11继续导通，副边流过第二副边电流Is21，原边谐振由第一谐振电感L1和第一谐振电容C9产生；而第一副边电流Is11为零，第一原边电流Ip1保持为第一变压器TX1激磁电流正的峰值。
通过对对上述的图3所示交错并联三电平DC/DC变换器的电路原理图进行稳态分析，第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第一功率开关管S5、第二功率开关管S6、第三功率开关管S7和第四功率开关管S8都能实现ZVS开通、关断及近似ZCS开通、关断，并且每个功率开关管的电压应力是输入电压的一半；副边整流二极管，即第三二极管D9、第四二极管D10、第三二极管D11、第四二极管D12均可以实现ZCS开通、关断，几乎没有反向恢复的过程，两端的电压应力也较小，约为输出电压的两倍。
另外，第一相三电平DC/DC变换器原边、副边电流的上升率等于第二相变换器原边、副边电流的下降率。在死区时间内，第一相三电平DC/DC变换器的原边电流钳位在输出电感电流，此时第二相三电平DC/DC变换器的原边电流仅为变压器的激磁电流。因此，原边电流的上升、下降区间仍为正弦谐振形式，谐振频率由谐振电感与谐振电容决定。另外，一方面，由于变压器的激磁电感能实现原边功率开关管的ZVS零电压开关，功率开关管关断时的电流尽可能更小，因此，实现了近似ZCS零电流开关。另一方面，由于第一电感可减小输出滤波电容纹波，实现交错并联变换器均流，并且实现功率开关管的ZVS、ZCS工作，及副边整流二极管的ZCS工作。因此，与现有DC/DC变换器比较，本发明的交错并联三电平DC/DC变换器可以实现更高的工作效率。
图6为本发明交错并联三电平DC/DC变换器的还一个实施例的电路原理图，如图6所示，本实施例的交错并联三电平DC/DC变换器与图4所示实施例的交错并联三电平DC/DC变换器实现方式相同，唯一区别在于：本实施例的交错并联三电平DC/DC变换器的第一电感L3的一端与输入电源Vin的正极相连接，第一电感L3的另一端分别与第一电容C11的一端和第一电容C13的一端相连接。第三二极管D9的负极和第四二极管D10的负极均与第三电容C15的一端相连接；第三二极管D11的负极和第四二极管D12的负极均与第三电容C15的一端相连接。
图7为发明交错并联三电平DC/DC变换器的再一个实施例的电路原理图，如图7所示，本实施实施例交错并联三电平DC/DC变换器与图4所示实施例的交错并联三电平DC/DC变换器实现方式相同，唯一区别在于：在本实施例的交错并联三电平DC/DC变换器中，将第九功率开关管S9替换第三二极管D9、将第十功率开关管S10替换第四二极管D10、将第十一功率开光管S11替换第三二极管D11以及将第十二功率开关管S12替换第四二极管D12。
应当理解的是，本发明各实施例中提到的功率开关管、体二极管、结电容、谐振电感、谐振电容、及第一电感可以是独立的器件，也可以是通过串、并联多个器件的形式实现，比如本发明实施例中提到的二极管可以是过串、并联多个二极管的形式实现。
图8为本发明AC/DC变换器的一个实施例的结构示意图，如图8所示，该AC/DC变换器包括：PFC21和交错并联三电平DC/DC变换器22。交错并联三电平DC/DC变换器22可以为图1至图7任一所示实施例的交错并联三电平DC/DC变换器。
进一步的，该AC/DC变换器还包括：控制模块23，用于控制交错并联三电平DC/DC变换器22中的每相三电平DC/DC电路中的驱动单元。举例来说，以一相三电平DC/DC电路，且该相三电平DC/DC电路包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元为例，控制模块23用于控制第一驱动单元输出的第一驱动信号和第二驱动单元输出的第二驱动信号互补，并控制第三驱动单元输出的第三驱动信号和第四驱动单元输出的驱动信号互补；且控制第一驱动单元输出的第一驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于第二驱动单元输出的第二驱动信号中的关断功率开关管的时刻；控制第四驱动单元输出的第四驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于第三驱动单元输出的第三驱动信号中的关断功率开关管的时刻。
优选地，该控制模块23可以采用输入反馈变频控制模式、中间母线控制模式或者输入电压前馈控制模式控制交错并联三电平DC/DC变换器22中的每相三电平DC/DC电路中的驱动单元。
综上所述，本发明实施例提供的一种交错并联三电平DC/DC变换器和AC/DC变换器除了具有三电平DC/DC变换器的主要优点，如适应高输入电压的应用场合；及LLC谐振式DC/DC变换器的主要优点，如实现原边功率开关管的ZVS工作、及副边整流二极管的ZCS工作以外，还具有以下的优点：
1)LLC谐振工作，原边电流接近正弦波，改进EMC性能。从上述分析可以看出，一相三电平DC/DC变换器原边、副边电流的上升率等于另一相变换器原边、副边电流的下降率。在死区时间内，这个变换器的原边电流钳位在输出电感电流，此时另一个变换器的原边电流仅为变压器的激磁电流。因此，原边电流的上升、下降区间仍为正弦谐振形式，谐振频率由谐振电感与谐振电容决定。
2)实现原边功率开关管的ZVS、ZCS工作，及整流二极管的ZCS工作。通过合适的设计，使变压器的激磁电感能实现原边功率开关管的ZVS零电压开关，而使功率开关管关断时的电流尽可能更小，这样也能实现近似ZCS零电流开关，并且每个开关的电压应力是输入电压的一半；副边整流二极管可以实现ZCS开通、关断，几乎没有反向恢复的过程，二极管两端的电压应力也较小，约为输出电压的两倍。
3)额外的输出小电感可减小输出滤波电容纹波，实现交错并联变换器的均流工作，并且实现功率开关管的ZVS、ZCS工作，及副边整流二极管的ZCS工作。因此，与常规DC/DC变换器比较，这种新型变换器可以实现更高的工作效率。交错并联工作降低了输入、输出电流纹波，提高输出电解电容的使用寿命及系统的可靠性。
4)本发明实施例的交错并联三电平DC/DC变换器可方便扩展至两相、三相、及多相交错并联，极大地扩展了DC/DC变换器的输出功率，并且可以灵活地实现全负载范围的高效率。
需要说明的是，前述实施例描述中所采用的第一、第二、第三、第四和第五的说法，没有限定顺序的意思，仅为方便区分而已。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，包括：至少一个输入电源、N相三电平DC/DC电路、N个谐振电感、N个谐振电容、N个变压器、N个整流电路、第一电感和输出电路；
第i个谐振电感的一端与第i相三电平DC/DC电路相连接，所述第i个谐振电感的另一端与第i个变压器的激磁电感的一端相连接；第i个谐振电容的一端与所述第i相三电平DC/DC电路中的第一分压单元和第二分压单元的串联点相连接，所述第i个谐振电容的另一端与所述第i个变压器的激磁电感的另一端相连接；
第i个整流电路与所述第i个变压器的输出端连接；
所述第一电感的一端与所述输出电路连接，所述第一电感的另一端与所述N个整流电路相连接；或者所述第一电感的一端与所述输入电源连接，所述第一电感的另一端与所述N相三电平DC/DC电路相连接；
其中，N和i为整数，且N大于等于2，1≤i≤N。
2.根据权利要求1所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，所述第i相三电平DC/DC电路包括：第一分压单元、第二分压单元、第一二极管、第二二极管、第一逆变器、第二逆变器、第三逆变器和第四逆变器；
所述第一分压单元和第二分压单元相串联；所述第一二极管和所述第二二极管相串联；
所述第一逆变器、第二逆变器、第三逆变器和第四逆变器依次串联；所述第一逆变器的正极与所述第一分压单元的一端相连接，所述第一逆变器的负极与所述第一二极管的负极相连接；所述第二逆变器的正极与所述第一二极管的负极相连接，所述第二逆变器的负极与所述第i个谐振电感的一端相连接；所述第三逆变器的正极与所述第i个谐振电感的一端相连接，所述第三逆变器的负极与所述第二二极管的正极相连接；所述第四逆变器的正极与所述第二二极管的正极相连接，所述第四逆变器的负极与所述第二分压单元的一端相连接。
3.根据权利要求2所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，第i个谐振电容的一端与所述第i相三电平DC/DC电路中的第一分压单元和第二分压单元的串联点相连接，包括：
第i个谐振电容的一端分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极、所述第一分压单元所述第二分压单元的的串联点相连接。
4.根据权利要求1所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，每个逆变器包括：功率开关管、体二极管和结电容、其中，所述功率开关管、体二极管和结电容相互并联。
5.根据权利要求2所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，所述第i相三电平DC/DC电路还包括：
第一驱动单元，与所述第一逆变器相连接，用于输出第一驱动信号给所述第一逆变器；
第二驱动单元，与所述第二逆变器相连接，用于输出第二驱动信号给所述第二逆变器；
第三驱动单元，与所述第三逆变器相连接，用于输出第三驱动信号给所述第三逆变器；
第四驱动单元，与所述第四逆变器相连接，用于输出第四驱动信号给所述第四逆变器；
其中，所述第一驱动信号和所述第四驱动信号互补；所述第二驱动信号和第三驱动信号互补；所述第一驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于所述第二驱动信号中的关断功率开关管的时刻；所述第四驱动信号中的关断功率开关管的时刻小于所述第三驱动信号中的关断功率开关管的时刻。
6.根据权利要求1所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，所述整流电路为中心抽头全波整流电路或者桥式整流电路。
7.根据权利要求6所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，所述整流电路由整流二极管或者功率开关管构成。
8.根据权利要求3所述的交错并联三电平DC/DC变换器，其特征在于，每相三电平DC/DC电路中的驱动信号相互错开M度，其中，M＝360/2N。
9.一种AC/DC变换器，包括功率因数校正电路，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的交错并联三电平DC/DC变换器。
CN201210019090.XA 2012-01-20 2012-01-20 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器 Active CN102545638B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210019090.XA CN102545638B (zh) 2012-01-20 2012-01-20 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器
PCT/CN2013/070346 WO2013107322A1 (zh) 2012-01-20 2013-01-11 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器
EP13738092.9A EP2677650A4 (en) 2012-01-20 2013-01-11 INTERMITTED THREE-STAGE DC / DC CURRENT AND AC / AC CONVERTER
US14/141,811 US9520792B2 (en) 2012-01-20 2013-12-27 Staggered parallel three-level DC/DC converter and AC/DC converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210019090.XA CN102545638B (zh) 2012-01-20 2012-01-20 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102545638A CN102545638A (zh) 2012-07-04
CN102545638B true CN102545638B (zh) 2016-03-30

Family

ID=46351759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210019090.XA Active CN102545638B (zh) 2012-01-20 2012-01-20 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9520792B2 (zh)
EP (1) EP2677650A4 (zh)
CN (1) CN102545638B (zh)
WO (1) WO2013107322A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545638B (zh) * 2012-01-20 2016-03-30 华为技术有限公司 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器
WO2015108613A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Abb Technology Ag Interleaved multi-channel, multi-level, multi-quadrant dc-dc converters
EP2903146B1 (en) * 2014-02-03 2019-03-20 STMicroelectronics Srl Monophase or polyphase resonant converter with feedback control
JP6295173B2 (ja) * 2014-05-19 2018-03-14 ローム株式会社 電源装置
CN105322776B (zh) * 2014-06-30 2017-12-29 维谛技术有限公司 一种多态功率因数校正电路和电力变换设备
US9780646B2 (en) * 2015-03-24 2017-10-03 Marotta Controls, Inc. Switch mode power converter for three phase power
KR102400554B1 (ko) 2015-04-24 2022-05-20 삼성전자주식회사 Dc/dc 컨버터 및 그 구동 방법과 이를 적용하는 전원 공급 장치
KR20180014039A (ko) * 2015-06-02 2018-02-07 덴타레이 엘티디. 인터리빙된 위상 편이 변조되는 dc-dc 컨버터
US10879805B2 (en) * 2015-09-22 2020-12-29 Infineon Technologies Austria Ag System and method for a switched-mode power supply having a transformer with a plurality of primary windings
US10131245B2 (en) * 2016-08-16 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle DC power conversion with distributed control
CN107769565A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 南京中兴新软件有限责任公司 谐振变换器及电流处理方法
CN106411162A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 深圳市奥耐电气技术有限公司 三相ac‑dc电源转换系统
CN108566101B (zh) * 2016-12-16 2020-09-22 台达电子企业管理（上海）有限公司 模块化电源系统
KR102105149B1 (ko) * 2017-05-26 2020-04-28 주식회사 솔루엠 Llc 공진형 컨버터 및 전자장치
US10530261B2 (en) * 2017-08-16 2020-01-07 General Electric Company High-performance DC/DC converter with resonator sensing
CN107612335B (zh) * 2017-09-20 2019-10-25 武汉南华工业设备工程股份有限公司 一种三电平llc谐振变换器的交错并联控制方法
US20190181744A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Texas Instruments Incorporated Bus converter current ripple reduction
CN108258909A (zh) * 2017-12-22 2018-07-06 华为技术有限公司 谐振变换电路及其控制方法
CN109067187A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 安徽动力源科技有限公司 一种移相交错串联三电平llc谐振电路
CN110572040B (zh) * 2019-09-24 2021-04-02 西北工业大学 半桥llc谐振变换器交错并联电路及其均流控制方法
US11411510B2 (en) * 2020-01-24 2022-08-09 Lear Corporation DC/AC inverter resonance topology
US11784574B2 (en) * 2021-11-30 2023-10-10 Ford Global Technologies, Llc Automotive power converter
CN114844358B (zh) * 2022-05-24 2024-04-16 江南大学 一种交错并联型直流变换器
CN115514287B (zh) * 2022-11-17 2023-02-17 湖北东湖实验室 飞轮储能控制系统及其控制、保护和转子位置角冗余方法
CN116526875B (zh) * 2023-06-25 2024-04-12 广东省洛仑兹技术股份有限公司 驱动信号生成方法及设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101075784A (zh) * 2007-06-21 2007-11-21 艾默生网络能源有限公司 移相控制零电压dc/dc开关电路
CN202094804U (zh) * 2011-06-13 2011-12-28 珠海泰坦新能源系统有限公司 交错串联dc/dc变换器电路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4406967B2 (ja) * 1999-09-03 2010-02-03 サンケン電気株式会社 直流電源装置
CN1173455C (zh) * 2002-06-20 2004-10-27 南京航空航天大学 交错并联正激三电平变换器
US6970366B2 (en) 2003-04-03 2005-11-29 Power-One As Phase-shifted resonant converter having reduced output ripple
US7403400B2 (en) * 2003-07-24 2008-07-22 Harman International Industries, Incorporated Series interleaved boost converter power factor correcting power supply
CN1523746B (zh) 2003-09-03 2010-04-14 浙江大学 三电平llc串联谐振dc/dc变换器
GB2445526A (en) * 2005-10-14 2008-07-09 Astec Int Ltd Multiphase DC to DC converter
CN101399499A (zh) * 2007-09-26 2009-04-01 力博特公司 一种宽输入电压范围的电源模块
KR100966972B1 (ko) * 2008-07-17 2010-06-30 삼성전기주식회사 가변 스위칭 주파수 방식 전원 공급 장치
CN101345490B (zh) * 2008-08-26 2012-01-18 南京航空航天大学 输入串联输出并联组合变换器全负载输入均压的控制方法
US8792254B2 (en) * 2011-06-28 2014-07-29 General Electric Company Multilevel power converter and methods of manufacturing and operation thereof
CN102545638B (zh) * 2012-01-20 2016-03-30 华为技术有限公司 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101075784A (zh) * 2007-06-21 2007-11-21 艾默生网络能源有限公司 移相控制零电压dc/dc开关电路
CN202094804U (zh) * 2011-06-13 2011-12-28 珠海泰坦新能源系统有限公司 交错串联dc/dc变换器电路

Also Published As

Publication number Publication date
US9520792B2 (en) 2016-12-13
EP2677650A1 (en) 2013-12-25
EP2677650A4 (en) 2015-01-21
CN102545638A (zh) 2012-07-04
US20140111016A1 (en) 2014-04-24
WO2013107322A1 (zh) 2013-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102545638B (zh) 交错并联三电平dc/dc变换器和ac/dc变换器
CN102611310B (zh) 磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器
CN103296882B (zh) 一种具有自动均压功能的dc-dc谐振变换器
CN111669058A (zh) 三相cllc双向直流变换器及其控制方法
CN100379132C (zh) 软开关pwm交错并联双管正激变换器
CN101860216B (zh) 加耦合电感的倍流整流方式全桥直流变换器
CN112087147B (zh) 一种变换器宽增益控制方法及其应用
CN101534056B (zh) 一种输出可调的变结构直流开关电源
CN202094804U (zh) 交错串联dc/dc变换器电路
CN100379137C (zh) 零电压开关复合式交错并联双管正激三电平直流变换器
CN102594152B (zh) 一种串联型半桥dc-dc变换器
CN108235509B (zh) 一种集成降压Cuk和LLC电路的单级LED驱动电路
CN102361403A (zh) 交错串联dc/dc变换器电路
CN102638184A (zh) 一种高效率的交流-直流电压转换电路
CN109742965A (zh) 一种单相交错并联三电平谐振式的高频隔离型ac-dc变换器
CN109889048A (zh) 一种隔离双向dc-dc变换器
CN109587876A (zh) 自适应无损吸收无桥单级多路输出led驱动电源
CN1558539A (zh) 变压器箝位零电压开关三电平全桥变换器及其扩展电路
CN101604916A (zh) 基于π型辅助网络零电压开关全桥直流变换器
CN106533181A (zh) 一种双变压器并串联式llc谐振dc‑dc变换器及其控制方法
CN1431759A (zh) 零电压软开关直流－直流电源变换装置
CN101521460B (zh) 一种多路输出直流-直流变换器
CN201312262Y (zh) 一种具有较高转换效率的高频开关电源
CN202444423U (zh) 一种串联型半桥dc-dc变换器
CN205646960U (zh) 一种整流充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211105

Address after: 518043 No. 01, 39th floor, building a, antuoshan headquarters building, No. 33, antuoshan Sixth Road, Xiang'an community, Xiangmihu street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee after: Huawei Digital Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 518129 Bantian HUAWEI headquarters office building, Longgang District, Guangdong, Shenzhen

Patentee before: HUAWEI TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right