具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器

摘要

本发明涉及一种具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器，转换器具有ZVS三电平DC-DC谐振变换器，变换器具有四个在两个DC中间电路端口之间串联设置的初级开关，其中，两个内初级开关之间的共用连接点通过LLC-串联谐振-振荡回路与谐振电感、并联变压器初级绕组的磁化电感连接，并且谐振电容器与第二外初级开关和第二DC中间电路端口之间的共用连接点连接。根据本发明，在极宽的AC输入电压范围内也没有降低整个系统的工作效率以及尤其是效能。

主权项

一种具有极宽AC输入电压范围的AC‑DC中间电路转换器，所述转换器具有ZVS三电平DC‑DC谐振变换器，所述变换器具有四个在两个DC中间电路端口(3、4)之间串联设置的初级开关(S1、S2、S3、S4)即第一外初级开关(S1)、第二外初级开关(S4)以及第一内初级开关(S2)、第二内初级开关(S3)， a)其中，所述两个内初级开关(S2、S3)之间的共用连接点(A)通过LLC‑串联谐振‑振荡回路与谐振电感(Lr)、并联变压器(8)的初级绕组的磁化电感(Lm)连接，并且谐振电容器(Cr)与所述第二外初级开关(S4)和所述第二DC中间电路端口(4)之间的共用连接点连接， b)其中，所述第一外初级开关和所述第一内初级开关(S1、S2)之间的共用连接点(C)通过输入电容器(Cin)与所述第二外初级开关和所述第二内初级开关(S3、S4)之间的共用连接点(D)连接， c)其中，在所述两个DC中间电路端口(3、4)之间串联有两个中间电路电容器(CZ1、CZ2)，其共用连接点形成一个DC中间电路中间端口(5)， d)其中，所述两个DC中间电路端口(3、4)与整流器(D1、D2、D3、D4)的整流端口连接，所述整流器的AC输入端口(1、2)通过AC输入电压加载， e)其中，所述AC输入端口(2)和所述DC中间电路中间端口(5)之间设置有区域转换开关(Sr)， f)其中，所述区域转换开关(Sr)在低AC输入电压范围中闭合并且所述ZVS三电平DC‑DC谐振变换器按照一种“双电平运行方式”的调制策略来运行，在所述调制策略中，分别是一方面所述第一外初级开关(S1)和所述第一内初级开关(S2)共同被控制，并且另一方面所述第二内初级开关(S3)和所述第二外初级开关(S4)共同被控制，从而所述LLC‑串联谐振‑振荡回路分别通过整个位于所述两个DC中间电路端口(3、4)之间的DC输入电压来加载， g)其中，所述区域转换开关(Sr)在中间AC输入电压范围被断开，并且所述ZVS三电平DC‑DC谐振变换器也按照“双电平运行方式”的调制策略来运行， h)其中，所述区域转换开关(Sr)在高AC输入电压范围被断开，并且ZVS三电平DC‑DC皆振变换器按照“三电平运行方式”的调制策略来运行，在所述调制策略中，一方面所述第一外初级开关(S1)和所述第二内初级开关(S3)以互补的方式和方法运行，另一方面所述第一内初级开关(S2)和所述第二外初级开关(S4)以互补的方式和方法运行，从而所述LLC‑串联谐振‑振荡回路仅通过位于两个DC中间电路端口(3、4)之间的一半的DC输入电压来加载。