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采用分立元件实现的PWM Buck三电平变换器

发布时间:2019-05-14 01:31 来源:未知 编辑:admin

  J. Renes Pinheiro于1992年提出了零电压开关三电平DC-DC变换器[1],该变换器的开关应力为输入直流电压的一半,非常适合于输入电压高、输出功率大的应用场合。因此,三电平变换器引起了广泛关注,得到了长足发展。目前,三电平技术在已有的DC-DC变换器中,均得到了很好的应用。部分三电平DC-DC变换器在降低开关应力的同时,还大大减小了滤波器的体积,提高了变换器的动态特性。三电平技术的应用,充分体现了“采用有源控制的方式减小无源器件体积”的学术思想。

  文献[2]详细分析了隔离与非隔离的三电平变换器的主电路拓扑结构。而本文是对

  三电平变换器的控制电路进行分析和设计。文中采用比较器、运算放大器和RS触发器等

  实现的控制。该方法控制电路简单,易于实现,成本低,可以直接推广到其它非隔离三电平变换器的控制中。

  文献[3]分析了三电平DC-DC变换器的推导过程:用两只开关管串联代替一只开关管以降低电压应力,并引入一只箝位二极管和箝位电压源(它被均分为两个相等的电压源)确保两只开关管电压应力均衡。电路中开关管的位置不同,其箝位电压源与箝位二极管的接法也不同。文中提取出两个三电平开关单元如下图1所示。图1(a)中,箝位二极管的阳极与箝位电压源的中点相连,称之为阳极单元;图1(b)中,箝位二极管的阴极与箝位电压源的中点相连,称之为阴极单元。

  为了确保两只开关管的电压应力相等,三电平变换器一般由上述两种开关单元共同组成。文献[3]所分析的半桥式三电平变换器的推导思路,可以推广到所有的直流变换器中,由此提出了一族三电平变换器拓扑。图2所示为

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