零电压开关的实现方法及装置、三电平直流变换器制造方法及图纸

一种零电压开关的实现方法，应用于包括超前开关管和滞后开关管的三电平直流变换器，其特征在于：　根据所述超前开关管的导通时间动态调整所述滞后开关管的导通时间，其中，调整后的所述滞后开关管的导通时间大于或等于所述超前开关管的导通时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械电子
，尤其涉及一种零电压幵关的实 现方法及装置、三电平直流交换器。
技术介绍
目前，为了能够获取高精度的输入功率因数，大功率的交流(Alternation Current,简称为AC) /直;危(Direct Current,简-尔为 DC)变换器中普遍采用三相功率因数校正技术(Power Factor Correction,简称为PFC ),但由于经三相功率因数校正后电路的直 流输出电压一般要求达到800V，有时甚至达到1000V,因此要求后 级DC/DC部分的开关管能够承受较高的关断电压，为了减小变换 器的体积和重量，必须提高开关频率，而才是高开关频率则需实现开关管的软开关，以减小开关管的开关损耗。现有技术中4是出了 一种零电压开关(Zero Voltage Switch,简称 为ZVS )以实现开关管的專t开关，利用ZVS实现的三电平直流变换 器的拓朴结构如图1所示。该变换器共有四个开关管，其中和S4为超前开关管，S2和S3为滞后开关管，开关管承受的电压为直流母线电压的一半。该拓朴结构是利用开关管的输出电容和电感之间 的谐振来实现开关管的ZVS。其中，超前开关管的ZVS实现的能量 是由谐振电感(包括变压器的漏感)和输出滤波电感一起提供的， 由于输出滤波电感储能足够大，因此可以全负载范围内实现超前开关管的zvs。滞后开关管zvs实现的能量是由谐振电感提供的，轻 载时，由于谐振电感储能较小，因此无法实现滞后开关管的ZVS; 如果要扩大滞后开关管的ZVS的范围，可以增大谐振电感的取值， 但由于谐振电感的存在会导致占空比的丟失，谐振电感的值越大， 丢失的占空比越多，因此谐振电感的取值也不能过大，因此在负载 较轻时，谐振电感储能仍然无法实现滞后开关管的ZVS,滞后开关 管成为硬开关，因而增加了开关损耗，进而导致滞后开关管开关时 源极(Source,简称为S)和漏极(Drain，简称为D)两端存在较 高的电压尖峰。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种零电压开关的实现方法及装置、 三电平直流变换器，用以解决现有4支术中在轻载时无法实现滞后开 关管的ZVS，从而增加了开关损耗，导致滞后开关管开关时DS两 端存在较高的电压尖峰的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了 一种零电压开关的实现方法， 该方法应用于包括超前开关管和滞后开关管的三电平直流变换器。根据本专利技术的零电压开关的实现方法包括根据超前开关管的 导通时间动态调整滞后开关管的导通时间，其中，调整后的滞后开 关管的导通时间大于或等于超前开关管的导通时间。根据本专利技术的另 一个方面，提供了 一种零电压开关的实现装置， 该装置应用于包括超前开关管和滞后开关管的三电平直流变换器。根据本专利技术的零电压开关的实现装置包括检测单元，用于检 测超前开关管的导通时间；控制单元，用于才艮据;险测单元才企测的导 通时间，控制滞后开关管的导通时间，其中，滞后开关管的导通时 间大于或等于所述超前开关管的导通时间。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种三电平直流变换器。根据本专利技术的三电平直流变换器包括第 一和第二超前开关管 和第一和第二滞后开关管，其中，第一超前开关管和第一滞后开关管断开的情况下，第二超前开关管和第二滞后开关管导通，并且该 三电平直流变换器还包括4全测单元，连接至第一和第二超前开关 管，用于检测超前开关管的导通时间；控制器，连接至检测单元和 第一和第二滞后开关管，用于根据检测单元检测到的超前开关管的导通时间，控制与超前开关管对应的滞后开关管的导通时间。根据本专利技术的又一个方面，提供了另 一种三电平直流变换器。根据本专利技术的三电平直流变换器，包括第一和第二超前开关管 和第一和第二滞后开关管，其中，第一超前开关管和第一滞后开关管断开的情况下，第二超前开关管和第二滞后开关管导通，该三电 平直流变换器还包括第一检测单元，连接至第一超前开关管，用 于检测第一超前开关管的导通时间；第一控制器，连接至第一检测 单元和第一滞后开关管，用于才艮据^r测单元4全测到的第一超前开关 管的导通时间，控制与第一滞后开关管的导通时间；第二检测单元， 连接至第二超前开关管，用于检测第二超前开关管的导通时间；第 二控制器，连接至第二检测单元和第二滞后开关管，用于根据检测 单元检测到的第二超前开关管的导通时间，控制与第二滞后开关管 的导通时间。通过本专利技术的上述至少一个技术方案，通过动态调整滞后开关 管的导通时间，解决了轻载时滞后开关管的ZVS实现问题，相比于 现有^R术，扩大了滞后开关管的ZVS范围，减小了开关管DS两端 的电压尖峰，缩小了占空比的丟失。本专利技术的其它特征和优点将在随后的i兌明书中阐述，并且，部 分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本发 明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附 图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来^是供对本专利技术的进一步理解，并且构成i兌明书的一部 分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中图1为根据现有技术的一种三电平直流变换器的拓朴结构图； 图2A为才艮据本专利技术实施例的零电压开关的实现装置的结构框图；构框图；图3A为才艮据本专利技术实施例的三电平直流变换器的结构框图；图3B为才艮据本专利技术实施例的三电平直流变换器的另一可选结 构一匡图；图3C为根据本专利技术实施例的三电平直流变换器的另一可选结 构框图；图3D为根据本专利技术实施例的三电平直流变换器的另一可选结 构框图；图4为本专利技术实施例中滞后开关管的导通时间与超前开关管的 导通时间之差与超前开关管的导通时间的关系图；图5本专利技术实施例中超前开关管与滞后开关管的时间控制示意图；图6为本专利技术实施例中超前开关管关断后续流状态下的电路工作原理图。具体实施方式本专利技术针对现有技术中，在三电平直流变换器轻载时无法实现滞后开关管的ZVS的问题，提出了一种零电压开关的实现方案，该 方案才艮据超前开关管的导通时间，动态调整滞后开关管的导通时间， 且滞后开关管的导通时间始终大于或等于超前开关管的导通时间。以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本 专利技术。根据本专利技术实施例，首先提供了 一种零电压开关的实现装置。图2A为根据本专利技术实施例的零电压开关的实现装置的结构框 图，图2B为根据本专利技术优选实施例的零电压开关的实现装置结构 框图，应用于包括超前开关管和滞后开关管的三电平直流变换器， 如图2A所示，根据本专利技术实施例的零电压开关的实现装置包括 冲企测单元22和控制单元24。以下4矣合附图进一步描述上述各个单 元。才企测单元22用于4企测超前开关管的导通时间。其中，超前开关 管的导通时间越长，三电平直流变换器的负载越大。控制单元24与检测单元22连接，用于才艮据才企测单元22冲企测 的超前开关管的导通时间，控制滞后开关管的导通时间，其中，滞优选地，如图2B所示，控制单元24可包括设置子单元242、 比4交子单元244和确定子单元246。其中，i殳置子单元242用于设 置依次增大的第一时间阈值"、第二时间阈值t2和第三时间阈值t3; 比较子单元244与设置子单元242连接，用于比较超前开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零电压开关的实现方法，应用于包括超前开关管和滞后开关管的三电平直流变换器，其特征在于：　根据所述超前开关管的导通时间动态调整所述滞后开关管的导通时间，其中，调整后的所述滞后开关管的导通时间大于或等于所述超前开关管的导通时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，周华敏，朱德强，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94