隔離式三電平轉(zhuǎn)換器

　　用上面介紹的非隔離式三電平轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化方法和步驟，也基本可以適用于隔離式三電平轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化。常用的隔離式基本型轉(zhuǎn)換器有正激、反激、推挽、半橋、全橋等。下面以隔離式正激轉(zhuǎn)換器為例，來說明隔離式三電平轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化。

　　1 隔離式正激轉(zhuǎn)換器的三電平電路

　　隔離式正激轉(zhuǎn)換器（帶磁復(fù)位繞組）轉(zhuǎn)化成三電平電路的過程如圖1所示。用前面給出的轉(zhuǎn)化方法和步驟，可以得到如圖1（a）所示的隔離式正激三電平轉(zhuǎn)換器。如果考慮一般正激轉(zhuǎn)換器的WP＝Wr，兩個開關(guān)管的電壓應(yīng)力為2Ui，則一個開關(guān)管所受的電應(yīng)力為Ui，為此應(yīng)取電源電壓作為鉗位電源。這樣，鉗位二極管D4的陰極應(yīng)朝鉗位電壓的中點，如圖1（a）所示的連接。

　　圖1 隔離式正激轉(zhuǎn)換器三電平電路的演化進程示意圖

　　為了對電路進行簡化，首先將圖中上面的一個開關(guān)管移到初級繞組Wp上面，其他不變。這時兩個開關(guān)管同時開通和關(guān)斷，圖中Wp為初級工作繞組，Wr為磁復(fù)位繞組。但是，如果按排成下面的開關(guān)管先關(guān)斷，上面的開關(guān)管滯后一點時間再關(guān)斷時，由于鉗位二極管D4的導(dǎo)向，使電流ip成為環(huán)流。此環(huán)流從同銘端流人，但電壓為0，這與圖1（b）中二極管黽接通磁復(fù)位繞組Wr的同銘端到0電平起磁位的作用相仿。從而可以只留下二極管D3，把磁復(fù)位繞組Wr，去掉，讓工作繞組Wp同時起wr，的磁復(fù)位作用。這樣就形成了經(jīng)過簡化的圖1（c）所示的電路，每個開關(guān)管上的電壓應(yīng)力只有Ui。這種電路實質(zhì)上是圖1所示的雙管正激式PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器。最近幾年，它是開發(fā)的熱點項目。開發(fā)的特點有：采用頻率高而耐壓低的功率MOSFET管作為開關(guān)管；采用四個開關(guān)管（兩串兩并）雙正激轉(zhuǎn)換器三電平電路，使開關(guān)管的應(yīng)力只有Ui/22；為了縮小體積，提高工作效率應(yīng)采用軟開關(guān)（ZVZCS）技術(shù)，這樣也不會引起橋臂直通，在次級串聯(lián)諧振電感可以實現(xiàn)ZVS。