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带飞跨电容的三电平全桥直流变换器输入中点电压的自平衡分析

刘朋  陈昌松  段善旭  
【摘要】:输入中点电压平衡问题通常是三电平拓扑的研究重点,但是在现有的文献中针对三电平全桥(TLFB)直流变换器的输入中点电压平衡问题还没有深入分析。针对TLFB直流变换器,给出其详细的模态分析,进而揭示其中点电压偏移的原因,并说明飞跨电容能带来中点电压自平衡的功能。首先通过对比无飞跨电容的三电平半桥(TLHB)和TLFB变换器的供电模态,指出在对管关断不一致的情况下,TLFB电路也会出现单个分压电容提供负载电流的模态,从而导致输入中点电压偏移;之后针对带飞跨电容的TLFB电路进行模态分析,证明即使在对管关断不一致的情况下,飞跨电容的引入能极大缓解中点电压的偏移,从而实现自平衡;最后分析稳态情况下偏移电压的影响因素,推导带飞跨电容的TLFB电路中点电压稳态误差的数学表达式,该表达式能够对TLFB变换器中飞跨电容的设计提供理论指导。通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

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