采用零電壓開(kāi)關(guān)PWM三電平直流變換器的電力整流模塊

1　引言

　　以前，在電力直流電源系統(tǒng)中大都采用相控電源，但相控電源在效率、紋波、噪聲等方面不盡人意；尤其現(xiàn)今大量采用免維護(hù)電池，相控電源的紋波大，使浮充電壓易波動(dòng)，出現(xiàn)蓄電池脈動(dòng)充放電現(xiàn)象，對(duì)電池?fù)p害，縮短電池壽命。因此，高頻開(kāi)關(guān)電源出現(xiàn)后，由于其體積小，重量輕，技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越，模塊化設(shè)計(jì)，Ｎ＋１熱備份，使在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代以后，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家新建或改造電廠及變電站已全部采用高頻開(kāi)關(guān)電源。如今在我國(guó)，采用高頻開(kāi)關(guān)模塊式的電力直流電源系統(tǒng)已在行業(yè)得到認(rèn)同，并推廣使用。

　　隨著高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的進(jìn)步，電力用高頻開(kāi)關(guān)整流模塊的技術(shù)也不斷提高，本文介紹的3KW電力整流模塊采用了加鉗位二極管的零電壓開(kāi)關(guān)三電平直流變換器（2），電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，控制電路采用了專用全橋移相控制芯片，該模塊具有輸入、輸出過(guò)欠壓保護(hù)、短路和過(guò)溫等多種保護(hù)功能。

2　主電路設(shè)計(jì)

　　主電路由輸入EMI濾波器、整流濾波、三電平直流變換器、輸出整流濾波、輸出EMI濾波器等單元組成，如下框圖：

主電路框圖
　　
　　其中，EMI濾波器起抑制高頻電磁干擾的作用。為使濾波效果好，本電力整流模塊中采用了二級(jí)共模電感。