CN109921663A - 一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，包括整流电路和谐振电路所述整流电路包括第一整流桥臂、第二整流桥臂，第一整流桥臂包括开关管S_a1、S_b1、S_a2、S_b2，缓冲电容C_a1、C_b1、C_a2、C_b2，二极管D₄、D₅；第二整流桥臂包括开关管S_c1、S_d1、S_c2、S_d2，缓冲电容C_c1、C_d1、C_c2、C_d2，二极管D₆、D₇；谐振电路包括谐振电感L_r、开关管S₃、钳位电容C_c、缓冲电容C₃；本发明采用软开关技术，在原整流器基础上增加了谐振回路。本发明与传统中性点二极管箝位三电平整流器相比，不仅减少了元件数量，简化了结构，降低了成本，可以有效地抑制谐波，减小开关管应力，实现网侧单位功率因数控制。

Description

一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器

技术领域

本发明属于三相整流器领域，具体涉及一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，电力电子设备在日常生活和工作生产中日益增多，诸如各种高品质应用型电源、电力牵引机车等电气化铁路设备、变频调速系统、各类新能源发电等。多电平变换技术作为改善系统性能和提高系统工作效率的重要技术，在新能源逆变器并网、分布式直流发电、传动系统等大功率领域得到越来越多来自学术界和工业界的青睐。由于电力电子装置的耐高压、高频化、高电压、大容量等特性的需求日益强烈，传统两电平变换器在大功率场合运用中存在着诸多难以突破的瓶颈。与常规的两电平整流器相比，三电平整流器的主电路结构虽然比较复杂，但是因其在抑制谐波、提高功率因数、减小电压应力等方面的优点，正越来越多地受到人们的关注。目前，常见的三电平整流器有三种：级联式H桥三电平整流器、飞跨电容三电平整流器和中性点二极管箝位三电平整流器。由于上述整流器使用了较多的功率开关管和箝位二极管，使得成本较高，开关损耗较大，并且由于三相三电平的多输入多输出结构，使得控制也比较复杂。传统硬开关具有结构简单的特点，但采用硬开关会出现开关噪声及开关损耗，其在分布式发电系统中的大量使用，将造成大量的能量损耗。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，有效解决传统硬开关造成的开关损耗，减少元件数量，减小简化结构，降低成本。

本发明的技术方案是一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，包括整流电路和谐振电路；所述整流电路包括第一整流桥臂、第二整流桥臂。

所述第一整流桥臂包括开关管S_a1、S_b1、S_a2、S_b2，缓冲电容C_a1、C_b1、C_a2、C_b2，二极管D₄、D₅，开关管S_a1集电极分别与缓冲电容C_a1一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a1发射极分别与缓冲电容C_a1另一端、反并联二极管阳极、二极管D₄的阴极连接；开关管S_b1集电极分别与缓冲电容C_b1一端、反并联二极管阴极、开关管S_a1发射极连接，开关管S_b1发射极分别与缓冲电容C_b1另一端、反并联二极管阳极连接；所述开关管S_a2集电极分别与缓冲电容C_a2一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a2发射极分别与缓冲电容C_a2另一端、反并联二极管阳极、二极管D₅的阳极连接；开关管S_b2集电极分别与缓冲电容C_b2一端、反并联二极管阴极、开关管S_a2发射极连接，开关管S_b2发射极分别与缓冲电容C_b2另一端、反并联二极管阳极连接；二极管D₅阴极分别与二极管D₄阳极、中性点n连接。

所述第二整流桥臂包括开关管S_c1、S_d1、S_c2、S_d2，缓冲电容C_c1、C_d1、C_c2、C_d2，二极管D₆、D₇，第二整流桥臂与第一整流桥臂结构相同，开关管S_c1集电极与开关管S_a1集电极连接，开关管S_d2发射极与开关管S_b2发射极连接，二极管D₆、二极管D₇连接处与中性点n连接。

所述谐振电路包括谐振电感L_r、开关管S₃、钳位电容C_c、缓冲电容C₃，开关管S₃的集电极分别与谐振电感Lr一端、并联二极管的阳极、缓冲电容C₃一端连接，开关管S₃的发射极分别与并联二极管的阴极、缓冲电容C₃另一端、钳位电容Cc一端连接，钳位电容Cc另一端与谐振电感L_r另一端连接；开关管S₃的集电极与开关管S_c1的集电极连接。

谐振电感L_r、钳位电容C_c连接处与滤波电容C₁一端连接，滤波电容C₁另一端与中性点n连接，滤波电容C₂一端与中性点连接，滤波电容C₂另一端与开关管S_d2发射极连接。

所述缓冲电容C_a1与开关管S_a1形成缓冲电路，缓冲电容C_b1与开关管S_b1形成缓冲电路，缓冲电容C_c1与开关管S_c1形成缓冲电路，缓冲电容C_d1与开关管S_d1形成缓冲电路，缓冲电容C_a2与开关管S_a2形成缓冲电路，缓冲电容C_b2与开关管S_b2形成缓冲电路，缓冲电容C_c2与开关管S_c2形成缓冲电路，缓冲电容C_d2与开关管S_d2形成缓冲电路。

所述整流电路的开关管分为4组：a组包括开关管S_a1、S_a2，b组包括开关管S_b1、S_b2，c组包括开关管S_c1、S_c2，d组包括开关管S_d1、S_d2；任意时刻，当a组中一个开关管导通时，控制a组另一个开关管关断，对b组、c组、d组进行类似控制，形成电流短路保护。

所述第一整流桥臂、第二整流桥臂分别有3个有效的开关状态(1，0，-1)，且满足

f₁为第一整流桥臂的开关函数，f₂为第二整流桥臂的开关函数；开关管S_x1开关状态S_x1＝1表示开关管S_x1导通，开关管S_x2开关状态S_x2＝1表示开关管S_x2导通；

令中性点n保持动态电压平衡，且V_c1＝V_c2＝V_dc/2，则V_an分别有3种电平-V_dc/2、0、V_dc/2，V_ab有5种电平-V_dc、-V_dc/2、0、V_dc/2、V_dc，各开关管的耐压值为V_dc/2，有效地减少了各开关管的电压应力，延长了各开关管的使用寿命；由式(1)(2)可知，该整流器共有9种有效矢量，这9种矢量根据幅值分为3类：零矢量V₀，小矢量V₁、V₂、V₃、V₅、V₆、V₇，中矢量V₄、V₈，该整流器共有9种工作模式；以矢量V₁、V₂、V₃对应的工作状态为例，软开关的使用方法如下：

阶段一(t₀-t₁)：该阶段对应的矢量为V₁，开关管S_a1、S_b1、S_c2、S_d1和开关管S₃导通，能量通过输入电感向负载输送，V_an＝V_ab＝V_dc/2，V_bn＝0，电流i_a减小；当V_bc>0时，i_b增大；当V_bc<0时，i_b减小；

阶段二(t₁-t₂)：t₁时刻，开关管S₃关断，谐振电感L_r与开关管S_c1的缓冲电容C_c1、开关管S₃的缓冲电容C₃进行谐振，谐振电感L_r给缓冲电容C_c1进行放电，对缓冲电容C₃进行充电；到t₂时刻，缓冲电容C_c1两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S_c1，则开关管S_c1是在零电压条件下开通的；

阶段三(t₂-t₃)：此阶段对应的矢量为V₂，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1导通，V_an＝V_bn＝V_dc/2，V_ab＝0；电流i_a、i_b减小，输出电流i_o给滤波电容C₁充电；根据i_a+i_b+i_c＝0可知，i_c增大；谐振电感L_r与缓冲电容C_a2、C_c2、C₃谐振，谐振电感L_r对缓冲电容C_a2、C_c2充电，对缓冲电容C₃进行放电，到t₃时刻，缓冲电容C₃两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S₃，则开关管S₃是在零电压条件下开通；

阶段四(t₃-t₄)：t₃时刻起，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，谐振电感L_r、开关管S₃和箝位电容C_c组成的谐振回路中谐振电感L_r给箝位电容C_c充电；

阶段五(t₄-t₅)：t₄时刻，开关S_a1关断，开关管S_a2、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，V_an＝0，V_bn＝V_dc/2，V_ab＝-V_dc/2；当V_ac>0时，i_a增大；当V_ac<0时，i_a减小；I_o给滤波电容C₁充电；由于开关管S_a1两端缓冲电容C_a1的缓冲作用，开关管S_a1两端的电压无法突变为零，使其关断过程更加柔和。

本发明具有以下有益效果：

1、该整流器与传统中性点二极管箝位三电平整流器相比，不仅减少了元件数量，简化了结构，降低了成本，可以有效地抑制谐波，减小开关管应力，实现网侧单位功率因数控制。此外上下开关管具有相同的电压应力，可有效延长开关管的使用寿命。

2、本发明采用软开关技术，在原整流器基础上增加了谐振回路。利用谐振原理实现了功率开关管零电压开通，在使开关损耗减小到接近于零的同时也减小了开关过程中产生的噪声提高了开关器件的可靠性。

3、本发明采用双闭环控制方式，电流内环与电压外环均采用PI控制，具有抑制注入电网的谐波、实现交流侧电流正弦化及单位功率因数、提高电流跟踪能力、系统控制稳定等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器的主拓扑结构图。

图2为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器9种工作模式图。

图3为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器开关时序图。

图4为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器工作状态阶段一示意图。

图5为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器工作状态阶段二示意图。

图6为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器工作状态阶段三示意图。

图7为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器工作状态阶段四示意图。

图8为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器工作状态阶段五示意图。

图9为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器控制框图。

图10为基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器输入侧电流和电压波形图。

图11为开关管S_c1换流过程中U_GE和U_CE波形图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，包括整流电路、谐振电路、采样电路、过零检测电路、DSP控制模块、PWM驱动电路；所述整流电路包括第一整流桥臂、第二整流桥臂。

第一整流桥臂包括开关管S_a1、S_b1、S_a2、S_b2，缓冲电容C_a1、C_b1、C_a2、C_b2，二极管D₄、D₅，开关管S_a1集电极分别与缓冲电容C_a1一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a1发射极分别与缓冲电容C_a1另一端、反并联二极管阳极、二极管D₄的阴极连接；开关管S_b1集电极分别与缓冲电容C_b1一端、反并联二极管阴极、开关管S_a1发射极连接，开关管S_b1发射极分别与缓冲电容C_b1另一端、反并联二极管阳极连接；所述开关管S_a2集电极分别与缓冲电容C_a2一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a2发射极分别与缓冲电容C_a2另一端、反并联二极管阳极、二极管D₅的阳极连接；开关管S_b2集电极分别与缓冲电容C_b2一端、反并联二极管阴极、开关管S_a2发射极连接，开关管S_b2发射极分别与缓冲电容C_b2另一端、反并联二极管阳极连接；二极管D₅阴极分别与二极管D₄阳极、中性点n连接。

第二整流桥臂包括开关管S_c1、S_d1、S_c2、S_d2，缓冲电容C_c1、C_d1、C_c2、C_d2，二极管D₆、D₇，第二整流桥臂与第一整流桥臂结构相同，开关管S_c1集电极与开关管S_a1集电极连接，开关管S_d2发射极与开关管S_b2发射极连接，二极管D₆、二极管D₇连接处与中性点n连接。

谐振电路包括谐振电感L_r、开关管S₃、钳位电容C_c、缓冲电容C₃，开关管S₃的集电极分别与谐振电感Lr一端、并联二极管的阳极、缓冲电容C₃一端连接，开关管S₃的发射极分别与并联二极管的阴极、缓冲电容C₃另一端、钳位电容Cc一端连接，钳位电容Cc另一端与谐振电感L_r另一端连接；开关管S₃的集电极与开关管S_c1的集电极连接。

谐振电感L_r、钳位电容C_c连接处与滤波电容C₁一端连接，滤波电容C₁另一端与中性点n连接，滤波电容C₂一端与中性点连接，滤波电容C₂另一端与开关管S_d2发射极连接。

缓冲电容C_a1与开关管S_a1形成缓冲电路，缓冲电容C_b1与开关管S_b1形成缓冲电路，缓冲电容C_c1与开关管S_c1形成缓冲电路，缓冲电容C_d1与开关管S_d1形成缓冲电路，缓冲电容C_a2与开关管S_a2形成缓冲电路，缓冲电容C_b2与开关管S_b2形成缓冲电路，缓冲电容C_c2与开关管S_c2形成缓冲电路，缓冲电容C_d2与开关管S_d2形成缓冲电路。

采样电路包括霍尔传感器，霍尔传感器用于实现直流侧和交流侧电压、电流的检测采样。采样电路采用高精度的专用采样芯片AD7606，其片内自带滤波功能。此外采用LEM公司的LA58-P霍尔传感器将电网电流或直流侧电流变成小电流。电网电压采样电路采用耀华德昌公司的TV16E电压互感器，额定输入电流为2.5mA。直流侧电压采样电路采用LEM公司LV28型电压霍尔传感器测量直流电压，原副边变比参数为2500:1000，额定输入电流为10mA，额定电压量程最高为500V，最低为10V。

过零检测电路用于检测电网电压过零点时刻，利用DSP控制模块对电网电压的过零点进行捕获。

DSP控制模块用于采集数据、实现控制策略、对主电路开关器件进行适当控制。采样电路与DSP控制模块连接。选择TI公司C2000系列的DSP，C2000系列DSP是TI公司专为实时控制应用而设计的。考虑到PWM整流器的开关频率、程序对内存的要求、运算速度以及软开关PWM整流器比普通PWM整流器多一个直流谐振回路，多一个辅助开关管，最终选择C2000系列的F28335作为控制芯片。

PWM驱动电路主要用于驱动三相两桥臂整流器的开关管。采用F28335的ePWM模块，考虑到本发明一共需要9路PWM波而一个e PWM子模块可以发出两路PWM波，因此配置5个ePWM子模块。PWM驱动电路与DSP控制模块连接。

整流电路的开关管分为4组：a组包括开关管S_a1、S_a2，b组包括开关管S_b1、S_b2，c组包括开关管S_c1、S_c2，d组包括开关管S_d1、S_d2；任意时刻，当a组中一个开关管导通时，控制a组另一个开关管关断，对b组、c组、d组进行类似控制，形成电流短路保护。

第一整流桥臂、第二整流桥臂分别有3个有效的开关状态(1，0，-1)，且满足

f₁为第一整流桥臂的开关函数，f₂为第二整流桥臂的开关函数；开关管S_x1开关状态S_x1＝1表示开关管S_x1导通，开关管S_x2开关状态S_x2＝1表示开关管S_x2导通；

令中性点n保持动态电压平衡，且V_c1＝V_c2＝V_dc/2，则V_an分别有3种电平-V_dc/2、0、V_dc/2，V_ab有5种电平-V_dc、-V_dc/2、0、V_dc/2、V_dc，各开关管的耐压值为V_dc/2，有效地减少了各开关管的电压应力，延长了各开关管的使用寿命；由式(1)(2)可知，该整流器共有9种有效矢量，这9种矢量根据幅值分为3类：零矢量V₀，小矢量V₁、V₂、V₃、V₅、V₆、V₇，中矢量V₄、V₈，该整流器共有9种工作模式，如图2所示；以矢量V₁、V₂、V₃对应的工作状态为例，软开关的使用方法如下：

阶段一(t₀-t₁)：该阶段对应的矢量为V₁，开关管S_a1、S_b1、S_c2、S_d1和开关管S₃导通，能量通过输入电感向负载输送，V_an＝V_ab＝V_dc/2，V_bn＝0，电流i_a减小；当V_bc>0时，i_b增大；当V_bc<0时，i_b减小，如图4所示；

阶段二(t₁-t₂)：t₁时刻，开关管S₃关断，谐振电感L_r与开关管S_c1的缓冲电容C_c1、开关管S₃的缓冲电容C₃进行谐振，谐振电感L_r给缓冲电容C_c1进行放电，对缓冲电容C₃进行充电，如图5所示；到t₂时刻，缓冲电容C_c1两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S_c1，则开关管S_c1是在零电压条件下开通的；

阶段三(t₂-t₃)：此阶段对应的矢量为V₂，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1导通，V_an＝V_bn＝V_dc/2，V_ab＝0；电流i_a、i_b减小，输出电流i_o给滤波电容C₁充电；根据i_a+i_b+i_c＝0可知，i_c增大；谐振电感L_r与缓冲电容C_a2、C_c2、C₃谐振，谐振电感L_r对缓冲电容C_a2、C_c2充电，对缓冲电容C₃进行放电，如图6所示；到t₃时刻，缓冲电容C₃两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S₃，则开关管S₃是在零电压条件下开通；

阶段四(t₃-t₄)：t₃时刻起，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，谐振电感L_r、开关管S₃和箝位电容C_c组成的谐振回路中谐振电感L_r给箝位电容C_c充电，如图7所示；

阶段五(t₄-t₅)：t₄时刻，开关S_a1关断，开关管S_a2、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，V_an＝0，V_bn＝V_dc/2，V_ab＝-V_dc/2，如图8所示；当V_ac>0时，i_a增大；当V_ac<0时，i_a减小；I_o给滤波电容C₁充电；由于开关管S_a1两端缓冲电容C_a1的缓冲作用，开关管S_a1两端的电压无法突变为零，使其关断过程更加柔和。

该整流器数学模型如下：

其中V_an、V_bn分别为整流桥输入点a、b到直流侧中位点n的电压，V_nm为直流侧n点到m点的电压。

图3所示为该整流器开关管配合时序图，从图中可以看出开关管S_c1在开通之前需要开关管S₃动作将开关管S_c1两端的电压谐振到零，从而使开关管S_c1零电压导通。开关管S_a1关断时依靠缓冲电容C_a1的缓冲作用降低开关管S_a1的关断损耗。

图9为该整流器控制框图，利用双闭环控制方式，电流内环与电压外环均采用PI控制线路具体参数如下：

为了验证理论的可行性，实验时设计功率较小，输入电压有效值为70V，频率50Hz，直流侧输出电压320V，开关频率5kHz，滤波电感L₁＝L₂＝L₃＝5mH，直流侧滤波电容C₁＝C₂＝2200uF，谐振电路中谐振电感L_r＝100μH，缓冲电容C_a1＝C_a2＝C_b1＝C_b2＝C_c1＝C_c2＝C_d1＝C_d2＝14.8nF，箝位电容C_c＝45nF，缓冲电容C₃＝5.04nF，R₁＝R₂＝R₃＝1Ω。

如图9所示，基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器的具体控制过程如下：

(1)通过采样电路对电网电压V_a(t)、V_b(t)、V_c(t)，交流侧电流i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)以及直流侧电压U_dc1、U_dc2进行采样；

(2)将测量得到的滤波电容C₁两端的电压U_dc1、滤波电容C₂两端的电压U_dc2相加得到直流侧电压U_dc，将U_dc与给定参考值U_dcref进行比较，得到其误差，将此误差导入电压环的PI调节器，将电压环PI调节器输出的值作为电流内环q轴电流的给定值。采样得到的电网电流i_a、i_b、i_c经过dq变换后的q轴电流与其误差经过解耦之后加上电网电压前馈e_q，最后得到参考电压矢量的q轴分量V_q ^*。同样d轴类似，为了实现单位功率因数，因此d轴的给定电流为0。

(3)将得到的参考电压矢量经过两相旋转坐标系到两相静止坐标系的反旋转坐标变换，即得到u_rα，u_rβ，随即进行三电平的SVPWM调制，从而产生驱动信号，控制开关管动作。

(4)将测量得到的滤波电容C₁两端的电压U_dc1、滤波电容C₂两端的电压U_dc2相减得到上下滤波电容C₁、C₂的电位差，根据此电位差得到中点电位平衡因子f的值。利用上下滤波电容电压的不平衡度，计算分配正负小冗余矢量的作用时间，实质上分配对上下滤波电容的充放电时间，从而对三电平整流器的中点电位平衡进行控制。

图10为该整流器输入侧电压电流波形图，从图10中可以看出电流总体正弦化程度较好，且电压电流实现同相位，实现了单位功率因数。

图11为该整流器开关管S_c1换流过程中U_GE和U_CE波形图，图中实线为U_CE波形图，虚线为U_GE波形图。从图中可以看出在开关管S_c1导通前，其集电极与发射极之间的电压已经降为零，软开关得以实现。

Claims (3)

1.一种基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，其特征在于，包括整流电路和谐振电路所述整流电路包括第一整流桥臂、第二整流桥臂，

所述第一整流桥臂包括开关管S_a1、S_b1、S_a2、S_b2，缓冲电容C_a1、C_b1、C_a2、C_b2，二极管D₄、D₅，开关管S_a1集电极分别与缓冲电容C_a1一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a1发射极分别与缓冲电容C_a1另一端、反并联二极管阳极、二极管D₄的阴极连接；开关管S_b1集电极分别与缓冲电容C_b1一端、反并联二极管阴极、开关管S_a1发射极连接，开关管S_b1发射极分别与缓冲电容C_b1另一端、反并联二极管阳极连接；所述开关管S_a2集电极分别与缓冲电容C_a2一端、反并联二极管阴极连接，开关管S_a2发射极分别与缓冲电容C_a2另一端、反并联二极管阳极、二极管D₅的阳极连接；开关管S_b2集电极分别与缓冲电容C_b2一端、反并联二极管阴极、开关管S_a2发射极连接，开关管S_b2发射极分别与缓冲电容C_b2另一端、反并联二极管阳极连接；二极管D₅阴极分别与二极管D₄阳极、中性点n连接；

所述第二整流桥臂包括开关管S_c1、S_d1、S_c2、S_d2，缓冲电容C_c1、C_d1、C_c2、C_d2，二极管D₆、D₇，第二整流桥臂与第一整流桥臂结构相同，开关管S_c1集电极与开关管S_a1集电极连接，开关管S_d2发射极与开关管S_b2发射极连接，二极管D₆、二极管D₇连接处与中性点n连接；

所述谐振电路包括谐振电感L_r、开关管S₃、钳位电容C_c、缓冲电容C₃，开关管S₃的集电极分别与谐振电感Lr一端、并联二极管的阳极、缓冲电容C₃一端连接，开关管S₃的发射极分别与并联二极管的阴极、缓冲电容C₃另一端、钳位电容Cc一端连接，钳位电容Cc另一端与谐振电感L_r另一端连接；开关管S₃的集电极与开关管S_c1的集电极连接；

所述谐振电感L_r、钳位电容C_c连接处与滤波电容C₁一端连接，滤波电容C₁另一端与中性点n连接，滤波电容C₂一端与中性点连接，滤波电容C₂另一端与开关管S_d2发射极连接；

所述缓冲电容C_a1与开关管S_a1形成缓冲电路，缓冲电容C_b1与开关管S_b1形成缓冲电路，缓冲电容C_c1与开关管S_c1形成缓冲电路，缓冲电容C_d1与开关管S_d1形成缓冲电路，缓冲电容C_a2与开关管S_a2形成缓冲电路，缓冲电容C_b2与开关管S_b2形成缓冲电路，缓冲电容C_c2与开关管S_c2形成缓冲电路，缓冲电容C_d2与开关管S_d2形成缓冲电路。

2.根据权利要求1所述的基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，其特征在于，整流电路的开关管分为4组：a组包括开关管S_a1、S_a2，b组包括开关管S_b1、S_b2，c组包括开关管S_c1、S_c2，d组包括开关管S_d1、S_d2；任意时刻，当a组中一个开关管导通时，控制a组另一个开关管关断，对b组、c组、d组进行类似控制，形成电流短路保护。

3.根据权利要求1或2所述的基于软开关技术的三相两桥臂三电平整流器，其特征在于，第一整流桥臂、第二整流桥臂分别有3个有效的开关状态(1，0，-1)，且满足

令中性点n保持动态电压平衡，且V_c1＝V_c2＝V_dc/2，则V_an分别有3种电平-V_dc/2、0、V_dc/2，V_ab有5种电平-V_dc、-V_dc/2、0、V_dc/2、V_dc，各开关管的耐压值为V_dc/2；由式(1)(2)可知，该整流器共有9种有效矢量，这9种矢量根据幅值分为3类：零矢量V₀，小矢量V₁、V₂、V₃、V₅、V₆、V₇，中矢量V₄、V₈，该整流器共有9种工作模式；以矢量V₁、V₂、V₃对应的工作状态为例，软开关的使用方法如下：

阶段一(t₀-t₁)：该阶段对应的矢量为V₁，开关管S_a1、S_b1、S_c2、S_d1和开关管S₃导通，能量通过输入电感向负载输送，V_an＝V_ab＝V_dc/2，V_bn＝0，电流i_a减小；当V_bc>0时，i_b增大；当V_bc<0时，i_b减小；

阶段二(t₁-t₂)：t₁时刻，开关管S₃关断，谐振电感L_r与开关管S_c1的缓冲电容C_c1、开关管S₃的缓冲电容C₃进行谐振，谐振电感L_r给缓冲电容C_c1进行放电，对缓冲电容C₃进行充电；到t₂时刻，缓冲电容C_c1两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S_c1，则开关管S_c1是在零电压条件下开通的；

阶段三(t₂-t₃)：此阶段对应的矢量为V₂，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1导通，V_an＝V_bn＝V_dc/2，V_ab＝0；电流i_a、i_b减小，输出电流i_o给滤波电容C₁充电；根据i_a+i_b+i_c＝0可知，i_c增大；谐振电感L_r与缓冲电容C_a2、C_c2、C₃谐振，谐振电感L_r对缓冲电容C_a2、C_c2充电，对缓冲电容C₃进行放电，到t₃时刻，缓冲电容C₃两端的电压降为零，谐振停止，此时开通开关管S₃，则开关管S₃是在零电压条件下开通；

阶段四(t₃-t₄)：t₃时刻起，开关管S_a1、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，谐振电感L_r、开关管S₃和箝位电容C_c组成的谐振回路中谐振电感L_r给箝位电容C_c充电；

阶段五(t₄-t₅)：t₄时刻，开关S_a1关断，开关管S_a2、S_b1、S_c1、S_d1及开关管S₃导通，V_an＝0，V_bn＝V_dc/2，V_ab＝-V_dc/2；当V_ac>0时，i_a增大；当V_ac<0时，i_a减小；I_o给滤波电容C₁充电；由于开关管S_a1两端缓冲电容C_a1的缓冲作用，开关管S_a1两端的电压无法突变为零，使其关断过程更加柔和。