CN115528922B - 一种三相谐振变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三相谐振变换器，第一开关组与第二开关组连接，第二开关组与第三开关组连接；当第三开关组导通时，第一开关组与第二开关组构成第一三相整流电路；当第一开关组导通时，第二开关组与第三开关组构成三相逆变电路；谐振网络包括初级单元和次级单元；初级单元包括初级绕组、第一电容和第二电容；次级单元包括次级绕组、第三电容和第四电容；三个初级单元依次连接，三个次级单元依次连接，每个初级单元的第一端与第三开关组连接。谐振网络具有对称性，能避免逆变工作时，第二开关管和第三开关管承受电压较大，以此降低第二开关组和第三开关组的开关管的应力。

Description

一种三相谐振变换器
技术领域
本发明涉及变换器技术领域，具体涉及一种三相谐振变换器。
背景技术
谐振变换器是利用软开关技术发展起来的一种直流-直流变换器，通过建立谐振电路，使得开关管可以在零电压下进行通断切换，具有隔离性能好、损耗低、多路输出直流电源等优点。传统谐振变换器，逆变电路中的器件不能平均运作，可能导致逆变电路的某个器件电压应力大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相谐振变换器，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
第一方面，提供一种三相谐振变换器，包括第一开关组、第二开关组、第三开关组和谐振网络；
第一开关组与第二开关组连接，第二开关组与第三开关组连接；当第三开关组导通时，第一开关组与第二开关组构成第一三相整流电路；当第一开关组导通时，第二开关组与第三开关组构成三相逆变电路；
谐振网络包括初级单元和次级单元；
初级单元包括初级绕组、第一电容和第二电容，初级绕组的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与初级绕组的第二端连接；初级绕组的第一端为初级单元的第一端，第二电容的第一端为初级单元的第二端；
次级单元包括次级绕组、第三电容和第四电容，次级绕组的第一端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与第四电容的第一端连接，第四电容的第二端与次级绕组的第二端连接；次级绕组的第一端为次级单元的第一端，第四电容的第一端为次级单元的第二端；
初级单元有三个，分别为第一初级单元、第二初级单元和第三初级单元；次级单元有三个，分别为第一次级单元、第二次级单元和第三次级单元；
第一初级单元的第二端与第二初级单元的第一端连接，第二初级单元的第二端与第三初级单元的第一端连接，第三初级单元的第二端与第一初级单元的第一端连接；
第一次级单元的第二端与第二次级单元的第一端连接，第二次级单元的第二端与第三次级单元的第一端连接，第三次级单元的第二端与第一次级单元的第一端连接；
每个初级单元的第一端与第三开关组连接。
可选的，第一开关组包括三个第一开关管，三个第一开关管的第一端相连；三个第一开关管的第二端分别与三相电源的A相、B相、C相连接；
第二开关组包括三个第二开关管，每个第二开关管的第一端分别与一个第一开关管的第二端连接；
第三开关组包括三个第三开关管，每个第三开关管的第二端分别与一个第二开关管的第二端连接；三个第三开关管的第一端相连。
可选的，还包括第六电容，第六电容的第一端与第三开关管的第一端连接，第六电容的第二端与第一开关管的第一端连接。
可选的，还包括第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；
第一电感的第一端与第一初级单元的第一端连接，第一电感的第二端与第二初级单元的第一端连接；第二电感的第一端与第二初级单元的第一端连接，第二电感的第二端与第三初级单元的第一端连接；第三电感的第一端与第一次级单元的第一端连接，第三电感的第二端与第二次级单元的第一端连接，第四电感的第一端与第二次级单元的第一端连接，第四电感的第二端与第三次级单元的第一端连接。
可选的，还包括第二整流电路，第二整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管；
第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接，第三二极管的阳极与第四二极管的阴极连接，第五二极管的阳极与第六二极管的阴极连接；第一二极管的阴极、第三二极管的阴极和第五二极管的阴极连接；
第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和第六二极管的阳极连接；
第一二极管的阳极与第一次级单元的第一端连接；第三二极管的阳极与第二次级单元的第一端连接；第五二极管的阳极与第三次级单元的第一端连接。
可选的，所述第一开关管为MOS管，第一开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第二开关管为MOS管，第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第二开关管的第二端为MOS管的源极，第二开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第三开关管为MOS管，第三开关管的第一端为MOS管的漏极，第三开关管的第二端为MOS管的源极，第三开关管的第三端为MOS管的栅极。
可选的，还包括：
主控单元，主控单元用于检测三相谐振变换器的输出端的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合，并依据检测到的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合输出控制信号；
驱动单元，其用于根据所述控制信号输出第一调变控制信号、第二调变控制信号和第三调变控制信号；第一调变控制信号传输至第一开关管的第三端，并控制第一开关管的通断；第二调变控制信号传输至第二开关管的第三端，并控制第二开关管的通断；第三调变控制信号传输至第三开关管的第三端，并控制第三开关管的通断。
有益效果：本发明提供的三相谐振变换器，谐振网络具有对称性，谐振网络前端的第二开关组与第三开关组在构成逆变电路时，使得第二开关组的三个第二开关管和第三开关组的三个第三开关管的能更为平均运作，避免第二开关组和第三开关组的开关管承受电压较大，以此降低第二开关组和第三开关组的开关管的应力。同时，谐振网络后端连接的第二整流电路中的二极管的电压应力也会减小。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细说明。
图1为本实施例提供的一种三相谐振变换器的结构示意图。
图2为本实施例提供的一种三相谐振变换器进整流工作的等效电路图。
图3为本实施例提供的一种三相谐振变换器进逆变工作的等效电路图。
附图标记：
1、第一开关组；2、第二开关组；3、第三开关组；4、谐振网络；5、第二整流电路
D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；D5、第五二极管；D6、第六二极管；
S1a、第一开关管Ⅰ；S1b、第一开关管Ⅱ；S1c、第一开关管Ⅲ；
S2a、第二开关管Ⅰ；S2b、第二开关管Ⅱ；S2c、第二开关管Ⅲ；
S3a、第三开关管Ⅰ；S3b、第三开关管Ⅱ；S3c、第三开关管Ⅲ；
L11、初级绕组Ⅰ；L12、初级绕组Ⅱ；L13、初级绕组Ⅲ；L21、次级绕组Ⅰ；L22、次级绕组Ⅱ；L23、次级绕组Ⅲ；
C1a、第一电容Ⅰ；C1b、第一电容Ⅱ；C1c、第一电容Ⅲ；
C2a、第二电容Ⅰ；C2b、第二电容Ⅱ；C2c、第二电容Ⅲ；
C3a、第三电容Ⅰ；C3b、第三电容Ⅱ；C3c、第三电容Ⅲ；
C4a、第四电容Ⅰ；C4b、第四电容Ⅱ；C4c、第四电容Ⅲ；
C5、第五电容；C6、第六电容；
L1、第一电感；L2、第二电感；L3、第三电感；L4、第四电感；L5、第五电感
F1、第一熔断器；F2、第二熔断器；
R1、第一电阻。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1所示，提供一种三相谐振变换器，包括第一开关组1、第二开关组2、第三开关组3、谐振网络4、第二整流电路5、主控单元和驱动单元；
第一开关组1与第二开关组2连接，第二开关组2与第三开关组3连接；当第三开关组3导通时，第一开关组1与第二开关组2构成第一三相整流电路；当第一开关组1导通时，第二开关组2与第三开关组3构成三相逆变电路；具体来说：
第一开关组1包括三个第一开关管，三个第一开关管的第一端相连；三个第一开关管的第二端分别与三相电源的A相、B相、C相连接；
第二开关组2包括三个第二开关管，每个第二开关管的第一端分别与一个第一开关管的第二端连接；
第三开关组3包括三个第三开关管，每个第三开关管的第二端分别与一个第二开关管的第二端连接；三个第三开关管的第一端相连。
当第三开关组3的三个第三开关管全部导通时，第一开关组1与第二开关组2构成第一三相整流电路；第一开关组1的三个第一开关管全部导通时，第二开关组2与第三开关组3构成三相逆变电路。
谐振网络4包括初级单元和次级单元；
初级单元包括初级绕组、第一电容和第二电容，初级绕组的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与初级绕组的第二端连接；初级绕组的第一端为初级单元的第一端，第二电容的第一端为初级单元的第二端；
次级单元包括次级绕组、第三电容和第四电容，次级绕组的第一端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与第四电容的第一端连接，第四电容的第二端与次级绕组的第二端连接；次级绕组的第一端为次级单元的第一端，第四电容的第一端为次级单元的第二端；
初级单元有三个，分别为第一初级单元、第二初级单元和第三初级单元；次级单元有三个，分别为第一次级单元、第二次级单元和第三次级单元；
第一初级单元的第二端与第二初级单元的第一端连接，第二初级单元的第二端与第三初级单元的第一端连接，第三初级单元的第二端与第一初级单元的第一端连接；
第一次级单元的第二端与第二次级单元的第一端连接，第二次级单元的第二端与第三次级单元的第一端连接，第三次级单元的第二端与第一次级单元的第一端连接；
每个初级单元的第一端与第三开关组3连接。
还包括第六电容C6，第六电容C6的第一端与第三开关管的第一端连接，第六电容C6的第二端与第一开关管的第一端连接。
还包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4；
第一电感L1的第一端与第一初级单元的第一端连接，第一电感L1的第二端与第二初级单元的第一端连接；第二电感L2的第一端与第二初级单元的第一端连接，第二电感L2的第二端与第三初级单元的第一端连接；第三电感L3的第一端与第一次级单元的第一端连接，第三电感L3的第二端与第二次级单元的第一端连接，第四电感L4的第一端与第二次级单元的第一端连接，第四电感L4的第二端与第三次级单元的第一端连接。
第二整流电路5包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6；
第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极连接，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极连接；
第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极和第五二极管D5的阴极连接，第五二极管D5的阴极为第一整流电路的第一端；
第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极和第六二极管D6的阳极连接，第六二极管D6的阳极为第一整流电路的第二端；
第一二极管D1的阳极与第一次级单元的第一端连接；第三二极管D3的阳极与第二次级单元的第一端连接；第五二极管D5的阳极与第三次级单元的第一端连接。
所述第一开关管为MOS管，第一开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第二开关管为MOS管，第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第二开关管的第二端为MOS管的源极，第二开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第三开关管为MOS管，第三开关管的第一端为MOS管的漏极，第三开关管的第二端为MOS管的源极，第三开关管的第三端为MOS管的栅极。
主控单元用于检测三相谐振变换器的输出端的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率，并依据检测到的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率输出控制信号。
驱动单元用于根据所述控制信号输出第一调变控制信号、第二调变控制信号和第三调变控制信号；第一调变控制信号传输至第一开关管的第三端，并控制第一开关管的通断；第二调变控制信号传输至第二开关管的第三端，并控制第二开关管的通断；第三调变控制信号传输至第三开关管的第三端，并控制第三开关管的通断。
实施例2
一种三相谐振变换器，包括第一开关组1、第二开关组2、第三开关组3、谐振网络4、第二整流电路5、主控单元和驱动单元；
第一开关组1包括三个第一开关管，第一开关管的类型为MOS管，第一开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管的第三端为MOS管的栅极；三个第一开关管分别为第一开关管ⅠS1a、第一开关管ⅡS1b和第一开关管ⅢS1c，第一开关管ⅠS1a的第一端、第一开关管ⅡS1b的第一端和第一开关管ⅢS1c的第一端相互连接；第一开关管ⅠS1a的第二端与三相电源的U相连接，第一开关管ⅡS1b的第二端与三相电源的V相连接，第一开关管ⅢS1c的第二端与三相电源的W相连接。
第二开关组2包括三个第二开关管，第二开关管的类型为MOS管，第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第二开关管的第二端为MOS管的源极，第二开关管的第三端为MOS管的栅极；三个第二开关管分别为第二开关管ⅠS2a、第二开关管ⅡS2b和第二开关管ⅢS2c；第二开关管ⅠS2a的第一端与第一开关管ⅠS1a的第二端连接，第二开关管ⅡS2b的第一端与第一开关管ⅡS1b的第二端连接，第二开关管ⅢS2c的第一端与第一开关管ⅢS1c的第二端连接。
第三开关组3包括三个第三开关管，第三开关管的类型为MOS管，第三开关管的第一端为MOS管的漏极，第三开关管的第二端为MOS管的源极，第三开关管的第三端为MOS管的栅极；三个第三开关管分别为第三开关管ⅠS3a、第三开关管ⅡS3b和第三开关管ⅢS3c；第三开关管ⅠS3a的第一端、第三开关管ⅡS3b的第一端和第三开关管ⅢS3c的第一端连接；第三开关管ⅠS3a的第二端与第二开关管ⅠS2a的第二端连接，第三开关管ⅡS3b的第二端与第二开关管ⅡS2b的第二端连接，第三开关管ⅢS3c的第二端与第二开关管ⅢS2c的第二端连接。
当第三开关组3的三个第三开关管全部导通时，第一开关组1与第二开关组2构成第一三相整流电路；第一开关组1的三个第一开关管全部导通时，第二开关组2与第三开关组3构成三相逆变电路；第二开关组2为共用开关组，因此可减少三相谐振变换器中开关器件的数量，同时还可实现PFC（功率因数校正）的作用；第一开关组1、第二开关组2和第三开关组3的开关管均为可控整流器件，有效降低三相电源谐波的影响，降低三相谐振变换器的输入侧的谐波的影响；
三相谐振变换器还包括第六电容C6、第一熔断器F1和第二熔断器F2；第一熔断器F1的第一端与第一开关管ⅠS1a的第一端连接，第一熔断器F1的第二端与第六电容C6的第二端连接，第六电容C6的第一端与第二熔断器F2的第一端连接，第二熔断器F2的第一端与第三开关管ⅠS3a的第一端连接；第一熔断器F1和第二熔断器F2用于保护三相谐振变换器的电路，提高三相谐振变换器的运行稳定性；设有第六电容C6，当第一开关组1的三个第一开关管全部导通时，确保逆变工作的正常进行。
谐振网络4包括三个初级单元和三个次级单元；三个初级单元的结构相同，三个初级单元分别为第一初级单元、第二初级单元和第三初级单元；三个次级单元的结构相同，三个次级单元分别为第一次级单元、第二次级单元和第三次级单元。
第一初级单元包括初级绕组ⅠL11、第一电容ⅠC1a和第二电容ⅠC2a，初级绕组ⅠL11的第一端与第一电容ⅠC1a的第一端连接，第一电容ⅠC1a的第二端与第二电容ⅠC2a的第一端连接，第二电容ⅠC2a的第二端与初级绕组ⅠL11的第二端连接；初级绕组ⅠL11的第一端为第一初级单元的第一端，第二电容ⅠC2a的第一端为第一初级单元的第二端。
第二初级单元包括初级绕组ⅡL12、第一电容ⅡC1b和第二电容ⅡC2b，初级绕组ⅡL12的第一端与第一电容ⅡC1b的第一端连接，第一电容ⅡC1b的第二端与第二电容ⅡC2b的第一端连接，第二电容ⅡC2b的第二端与初级绕组ⅡL12的第二端连接；初级绕组ⅡL12的第一端为第二初级单元的第一端，第二电容ⅡC2b的第一端为第二初级单元的第二端；第二初级单元的第一端与第一初级单元的第二端连接。
第三初级单元包括初级绕组ⅢL13、第一电容ⅢC1c和第二电容ⅢC2c，初级绕组ⅢL13的第一端与第一电容ⅢC1c的第一端连接，第一电容ⅢC1c的第二端与第二电容ⅢC2c的第一端连接，第二电容ⅢC2c的第二端与初级绕组ⅢL13的第二端连接；初级绕组ⅢL13的第一端为第三初级单元的第一端，第二电容ⅢC2c的第一端为第三初级单元的第二端；第三初级单元的第一端与第二初级单元的第二端连接，第三初级单元的第二端与第一初级单元的第一端连接。
第一次级单元包括次级绕组ⅠL21、第三电容ⅠC3a和第四电容ⅠC4a；次级绕组ⅠL21的第一端与第三电容ⅠC3a的第一端连接，第三电容ⅠC3a的第二端与第四电容ⅠC4a的第一端连接，第四电容ⅠC4aC4a的第二端与次级绕组ⅠL21L21的第二端连接；次级绕组ⅠL21的第一端为第一次级单元的第一端，第四电容ⅠC4a的第一端为第一次级单元的第二端，次级绕组ⅠL21与初级绕组ⅠL11耦合。
第二次级单元包括次级绕组ⅡL22、第三电容ⅡC3b和第四电容ⅡC4b；次级绕组ⅡL22的第一端与第三电容ⅡC3b的第一端连接，第三电容ⅡC3b的第二端与第四电容ⅡC4b的第一端连接，第四电容ⅡC4b的第二端与次级绕组ⅡL22的第二端连接；次级绕组ⅡL22的第一端为第二次级单元的第一端，第四电容ⅡC4b的第一端为第二次级单元的第二端；第二次级单元的第一端与第一次级单元的第二端连接；次级绕组ⅡL22与初级绕组ⅡL12耦合。
第三次级单元包括次级绕组ⅢL23、第三电容ⅢC3c和第四电容ⅢC4c；次级绕组ⅢL23的第一端与第三电容ⅢC3c的第一端连接，第三电容ⅢC3c的第二端与第四电容ⅢC4c的第一端连接，第四电容ⅢC4c的第二端与次级绕组ⅢL23的第二端连接；次级绕组ⅢL23的第一端为第三次级单元的第一端，第四电容ⅢC4c的第一端为第三次级单元的第二端；第三次级单元的第一端与第二次级单元的第二端连接，第三次级单元的第二端与第一次级单元的第一端连接；次级绕组ⅢL23与初级绕组ⅢL13耦合。
谐振网络4为双向的LCC-L谐振电路，其电路结构具有完美的对称性，使得在进行逆变传输时，逆变电路的开关器件能平均运作，降低逆变电路中的开关管的电压应力。
为避免第三开关组3的三个第三开关管全部导通时谐振网络4的第一电容被短路，还设置有第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1的第一端与第一初级单元的第一端连接，第一电感L1的第二端与第二初级单元的第一端连接，第二电感L2的第一端与第二初级单元的第一端连接，第二电感L2的第二端与第三初级单元的第一端连接；为确保谐振网络4的对称性，还设置有第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3的第一端与第一次级绕组的第一端连接，第三电感L3的第二端与第二次级绕组的第一端连接，第四电感L4的第一端与第二次级单元的第一端连接，第四电感L4的第二端与第三次级单元的第一端连接。
第二整流电路5包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6；
第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极连接，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极连接；第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极和第五二极管D5的阴极连接，第五二极管D5的阴极为第一整流电路的第一端；第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极和第六二极管D6的阳极连接，第六二极管D6的阳极为第一整流电路的第二端。第一二极管D1的阳极与第一次级单元的第一端连接；第三二极管D3的阳极与第二次级单元的第一端连接；第五二极管D5的阳极与第三次级单元的第一端连接。
三相谐振变换器还包括第五电感L5、第五电容C5和第一电阻R1；第五电感L5的第一端与第五二极管D5的阴极连接，第五电感L5的第二端是三相谐振变换器的输出端的一个端子，第五电容C5并接于第五电感L5的两端；第一电阻R1的第一端与第六二极管D6的阳极连接，第一电阻R1的第二端是三相谐振变换器的输出端的另一个端子，即第五电感L5的第二端与第一电阻R1的第二端构成三相谐振变换器的输出端，三相谐振变换器的输出端输出直流电。
主控单元包括采样模块，采样模块用于检测三相谐振变换器的输出端的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合，主控单元依据采样模块检测到的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合输出控制信号；
驱动单元用于根据所述控制信号输出第一调变控制信号、第二调变控制信号和第三调变控制信号。
第一调变控制信号包括第一调变控制信号Ⅰ、第一调变控制信号Ⅱ和第一调变控制信号Ⅲ，第一调变控制信号Ⅰ传输至第一开关管ⅠS1a的第三端，第一调变控制信号Ⅱ传输至第一开关管ⅡS1b的第三端，第一调变控制信号Ⅲ传输至第一开关管ⅢS1c的第三端；
第二调变控制信号包括第二调变控制信号Ⅰ、第二调变控制信号Ⅱ和第二调变控制信号Ⅲ，第二调变控制信号Ⅰ传输至第二开关管ⅠS2a的第三端，第二调变控制信号Ⅱ传输至第二开关管ⅡS2b的第三端，第二调变控制信号Ⅲ传输至第二开关管ⅢS2c的第三端；
第三调变控制信号包括第三调变控制信号Ⅰ、第三调变控制信号Ⅱ和第三调变控制信号Ⅲ，第三调变控制信号Ⅰ传输至第三开关管ⅠS3a的第三端，第三调变控制信号Ⅱ传输至第三开关管ⅡS3b的第三端，第三调变控制信号Ⅲ传输至第三开关管ⅢS3c的第三端；
如图2所示，先通过第三调变控制信号控制三个第三开关管全部导通，保证第二开关组2的三个第二开关管的第二端处于同一电位，以确保整流工作的正常进行；通过第一调变控制信号控制三个第一开关管的按次序依次通断，通过第二调变控制信号控制三个第二开关管的按次序依次通断，使谐振变换器进行整流工作；
如图3所示，再通过第一调变控制信号控制三个第一开关管全部导通，保证第二开关组2的三个第二开关管的第一端处于同一电位，以确保逆变工作的正常进行，通过第二调变控制信号控制三个第二开关管的按次序通断，通过第三调变控制信号控制三个第三开关管的按次序通断，使谐振变换器进行逆变工作。
驱动单元可依据所述控制信号调整第一整流电路及逆变电路各开关工作，可调整逆变电路对直流电的调频，动态调整需求频率，提高控制精度。此实施例提供的三相谐振变换器，谐振网络4的对称性，其代表这能量波形的复刻，或是等形放大，即代表波形转移用的参数是可控的，即谐振网络4前端的第二开关组2与第三开关组3在构成逆变电路时，第二开关组2的三个第二开关管和第三开关组3的三个第三开关管的能更为平均运作，避免第二开关组2和第三开关组3的开关管承受电压较大，以此降低第二开关组2和第三开关组3的开关管的应力。同时，谐振网络4后端连接的第二整流电路5中的二极管的电压应力也会减小。
此实施例中，第二开关组2为三相逆变电路与第一三相整流电路的共用开关管，而第三开关组3的三个第三开关管在谐振变换器进行整流工作时全部连通，此时第三开关管的电压应力最小，因为此时第三开关管不存在跨压；同理，第一开关组1的三个第一开关管在谐振变换器进行逆变工作时全部连通，此时第一开关管的电压应力最小，因为此时第一开关管不存在跨压；第一开关管与第三开关管随谐振变换器进行整流与逆变工作交替导通，存在无承受电压应力窗口，故第一开关管和第二开关管的电压应力小。可通过控制三个第二开关管在逆变工作过程中的占空比调节第二开关管的电压应力，三个第二开关管按次序依次导通，三个第二开关管均存在不用承压的时段，由此，也可降低三个第二开关管的电压应力，但由于三个第二开关管既参与整流工作，也参与逆变工作，设有对称性的谐振网络4可进一步降低三个第二开关管的电压应力。
此外，本实施例提供的三相谐振变换器具有易扩展性，其电路相容性较高，能容易的与电路自动控制手段结合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种三相谐振变换器，其特征在于，包括第一开关组（1）、第二开关组（2）、第三开关组（3）和谐振网络（4）；
第一开关组（1）与第二开关组（2）连接，第二开关组（2）与第三开关组（3）连接；当第三开关组（3）导通时，第一开关组（1）与第二开关组（2）构成第一三相整流电路；当第一开关组（1）导通时，第二开关组（2）与第三开关组（3）构成三相逆变电路；
谐振网络（4）包括初级单元和次级单元；
初级单元包括初级绕组、第一电容和第二电容，初级绕组的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与初级绕组的第二端连接；初级绕组的第一端为初级单元的第一端，第二电容的第一端为初级单元的第二端；
次级单元包括次级绕组、第三电容和第四电容，次级绕组的第一端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与第四电容的第一端连接，第四电容的第二端与次级绕组的第二端连接；次级绕组的第一端为次级单元的第一端，第四电容的第一端为次级单元的第二端；
初级单元有三个，分别为第一初级单元、第二初级单元和第三初级单元；次级单元有三个，分别为第一次级单元、第二次级单元和第三次级单元；
第一初级单元的第二端与第二初级单元的第一端连接，第二初级单元的第二端与第三初级单元的第一端连接，第三初级单元的第二端与第一初级单元的第一端连接；
第一次级单元的第二端与第二次级单元的第一端连接，第二次级单元的第二端与第三次级单元的第一端连接，第三次级单元的第二端与第一次级单元的第一端连接；
每个初级单元的第一端与第三开关组（3）连接；
第一开关组（1）包括三个第一开关管，三个第一开关管的第一端相连；三个第一开关管的第二端分别与三相电源的A相、B相、C相连接；
第二开关组（2）包括三个第二开关管，每个第二开关管的第一端分别与一个第一开关管的第二端连接；
第三开关组（3）包括三个第三开关管，每个第三开关管的第二端分别与一个第二开关管的第二端连接；三个第三开关管的第一端相连；
还包括第六电容（C6），第六电容（C6）的第一端与第三开关管的第一端连接，第六电容（C6）的第二端与第一开关管的第一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种三相谐振变换器，其特征在于，还包括第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）和第四电感（L4）；
第一电感（L1）的第一端与第一初级单元的第一端连接，第一电感（L1）的第二端与第二初级单元的第一端连接；第二电感（L2）的第一端与第二初级单元的第一端连接，第二电感（L2）的第二端与第三初级单元的第一端连接；第三电感（L3）的第一端与第一次级单元的第一端连接，第三电感（L3）的第二端与第二次级单元的第一端连接，第四电感（L4）的第一端与第二次级单元的第一端连接，第四电感（L4）的第二端与第三次级单元的第一端连接。
3.根据权利要求2所述的一种三相谐振变换器，其特征在于，还包括第二整流电路（5），第二整流电路（5）包括第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）和第六二极管（D6）；
第一二极管（D1）的阳极与第二二极管（D2）的阴极连接，第三二极管（D3）的阳极与第四二极管（D4）的阴极连接，第五二极管（D5）的阳极与第六二极管（D6）的阴极连接；第一二极管（D1）的阴极、第三二极管（D3）的阴极和第五二极管（D5）的阴极连接；
第二二极管（D2）的阳极、第四二极管（D4）的阳极和第六二极管（D6）的阳极连接；
第一二极管（D1）的阳极与第一次级单元的第一端连接；第三二极管（D3）的阳极与第二次级单元的第一端连接；第五二极管（D5）的阳极与第三次级单元的第一端连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种三相谐振变换器，其特征在于，所述第一开关管为MOS管，第一开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第二开关管为MOS管，第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第二开关管的第二端为MOS管的源极，第二开关管的第三端为MOS管的栅极；
所述第三开关管为MOS管，第三开关管的第一端为MOS管的漏极，第三开关管的第二端为MOS管的源极，第三开关管的第三端为MOS管的栅极。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种三相谐振变换器，其特征在于，还包括：
主控单元，主控单元用于检测三相谐振变换器的输出端的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合，并依据检测到的电压的大小、电流的大小、电压的相位及频率的一者或多者的组合输出控制信号；
驱动单元，其用于根据所述控制信号输出第一调变控制信号、第二调变控制信号和第三调变控制信号；第一调变控制信号传输至第一开关管的第三端，并控制第一开关管的通断；第二调变控制信号传输至第二开关管的第三端，并控制第二开关管的通断；第三调变控制信号传输至第三开关管的第三端，并控制第三开关管的通断。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561595A (en) * 1995-03-24 1996-10-01 Magl Power Inc. Power inverter with input line conditioning
CN103683964A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 华为技术有限公司 谐振式双向变换器及不间断电源装置、及控制方法
CN108631605A (zh) * 2018-08-03 2018-10-09 三峡大学 一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型dc/dc变换器
CN108988676A (zh) * 2018-09-19 2018-12-11 南京航空航天大学 一种单级式隔离型双向ac-dc变换器
CN111164872A (zh) * 2018-01-23 2020-05-15 华为技术有限公司 功率转换器
JP2021175306A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 Tdk株式会社 スイッチング電源装置および電力供給システム
CN114070083A (zh) * 2021-10-13 2022-02-18 华为技术有限公司 Dc/dc变换器及其输出电压控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115189587B (zh) * 2022-09-07 2022-12-13 深圳市恒运昌真空技术有限公司 一种三相谐振整流器及其控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561595A (en) * 1995-03-24 1996-10-01 Magl Power Inc. Power inverter with input line conditioning
CN103683964A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 华为技术有限公司 谐振式双向变换器及不间断电源装置、及控制方法
CN111164872A (zh) * 2018-01-23 2020-05-15 华为技术有限公司 功率转换器
CN108631605A (zh) * 2018-08-03 2018-10-09 三峡大学 一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型dc/dc变换器
CN108988676A (zh) * 2018-09-19 2018-12-11 南京航空航天大学 一种单级式隔离型双向ac-dc变换器
JP2021175306A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 Tdk株式会社 スイッチング電源装置および電力供給システム
CN114070083A (zh) * 2021-10-13 2022-02-18 华为技术有限公司 Dc/dc变换器及其输出电压控制方法

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