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申请/专利权人：国网湖南省电力有限公司;国网湖南省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司

摘要：本发明公开了一种含双极性调压功能的ZVS部分功率变换器及其应用方法，本发明的ZVS部分功率变换器包括双向全桥推挽辅助单元和作为直流变压器的半桥LLC谐振单元，所述半桥LLC谐振单元仅在固定的开关频率下工作以实现电气隔离和主要部分的功率变换，所述双向全桥推挽辅助单元用于实现双极性电压调节和剩余部分的功率变换，所述半桥LLC谐振单元和双向全桥推挽辅助单元两者复用双向全桥推挽辅助单元的滞后桥臂以在全工况下实现零电压开通。本发明旨在实现双向全桥推挽辅助单元和半桥LLC谐振单元两类拓扑结合以实现取长补短，解决传统功率变换器调压范围窄的问题以及传统移相全桥ZVS范围窄的问题。

主权项：1.一种含双极性调压功能的ZVS部分功率变换器的应用方法，其特征在于，所述ZVS部分功率变换器包括双向全桥推挽辅助单元和作为直流变压器的半桥LLC谐振单元，所述半桥LLC谐振单元仅在固定的开关频率下工作以实现电气隔离和主要部分的功率变换，所述双向全桥推挽辅助单元用于实现双极性电压调节和剩余部分的功率变换，所述半桥LLC谐振单元和双向全桥推挽辅助单元两者复用双向全桥推挽辅助单元的滞后桥臂以在全工况下实现零电压开通；所述双向全桥推挽辅助单元包括原边开关管Q1~Q4、辅助变压器T2以及副边开关管Q5和Q6，原边开关管Q1~Q4构成的全桥逆变电路，开关管Q1和Q3串联构成滞后桥臂，开关管Q2和Q4串联构成超前桥臂，滞后桥臂和超前桥臂与输入电压VH并联，滞后桥臂和超前桥臂的输出端与辅助变压器T2的原边相连形成回路，辅助变压器T2的副边包括两个副边绕组，两个副边绕组的中间接点作为输出电压VL的负极，且副边绕组分别通过副边开关管Q5和Q6连接到半桥LLC谐振单元的一个输出端，半桥LLC谐振单元的另一个输出端作为输出电压VL的正极，滞后桥臂的中间接点还与半桥LLC谐振单元的输入端相连；所述半桥LLC谐振单元包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、主变压器T1以及整流器，所述双向全桥推挽辅助单元的滞后桥臂、谐振电感Lr、谐振电容Cr三者串联后再与主变压器T1的原边相连形成回路，主变压器T1的副边与整流器的输入端相连，所述整流器的输出端一端作为输出电压VL的正极、另一端和双向全桥推挽辅助单元的输出端的正极相连，以和双向全桥推挽辅助单元的输出端的负极共同作为输出电压VL的输出端；所述应用方法包括：针对双向全桥推挽辅助单元通过改变功率流向实现双极性的电压输出以适应宽范围电压输入：在移相全桥变换器模式FB下，输入电压VH低于设定值，控制原边开关管Q1~Q4在驱动信号作用下，双向全桥推挽辅助单元作为移相全桥变换器的逆变侧工作，而副边开关管Q5和Q6在驱动信号作用下实现同步整流，使得双向全桥推挽辅助单元输出正极性的电压来保证输出电压VL恒定，此时双向全桥推挽辅助单元输出的功率P2大于0、输出电压VL2大于0；在反向电流馈电推挽变换器模式PP下，输入电压VH高于设定值，控制副边开关管Q5和Q6在驱动信号作用下导通，使得双向全桥推挽辅助单元作为反向电流馈电推挽变换器的逆变侧工作，而原边开关管Q1~Q4作为同步整流器工作，同时滞后桥臂的原边开关管Q1和Q3互补导通、占空比为0.5，同时作为半桥LLC谐振单元的逆变侧和反向电流馈电推挽变换器的整流侧工作，此时双向全桥推挽辅助单元输出的功率P2小于0、输出电压VL2小于0。

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