一种新型大功率ZVZCS三电平DC-DC变换器

• 作者: 李启凡 石勇 康家玉 冯浪浪
• 来源期刊: 电源学报
• 学科: 工学
• 关键词: 三电平 零电压零电流开关 飞跨电容型不对称PWM
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: DC-DC变换器|DC-DC Converters
• 页码范围: 34-44
• 页数: 11页
• 分类号: TM46
• 语种: 中文
• DOI: 10.13234/j.issn.2095-2805.2022.2.34

摘要

三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注.基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围宽和原边通态损耗低等优点.但目前ZVZCS三电平直流变换器仍存在原边电流复位困难和整流二极管电压应力高等问题,限制了该类变换器在大功率场合的应用.提出一种新型ZVZCS飞跨电容型不对称PWM半桥三电平DC-DC变换器,采用电压可变电流复位电路,在保证主开关器件宽负载范围实现软开关的同时不增加副边整流二极管的电压应力,且复位电路中的MOSETs全负载范围ZVS(zero-voltage switching)关断和ZCS(zero-current switching)开通.此外,该电路在飞跨电容两端串联一个双向开关,防止原边电流复位后反向,该双向开关在全负载范围可实现ZVS关断和ZCS开通,因此增加的损耗可以忽略.讨论了电路的结构、工作原理和特性,设计了一台6.5 kW实验样机验证其工作原理.