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)今大量采用免電池，相控電源的紋波大，使浮充電壓易波動，出現(xiàn)蓄電池脈動充放電現(xiàn)象，對電池損害，縮短電池壽命。因此，高頻開關電源出現(xiàn)后，由于其體積小，重量輕，技術指標優(yōu)越，模塊化設計，N+1熱備份，使在諸多領域得到廣泛應用。20世紀90年代以后，國外先進工業(yè)國家新建或電廠及變電站已全部采用高頻開關電源。如今在我國，采用高頻開關模塊式的電力直流電源系統(tǒng)已在行業(yè)得到認同，并推廣使用。

　　隨著高頻開關電源技術的進步，電力用高頻開關整流模塊的技術也不斷提高，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關三電平直流變換器(2)，電結構簡單、緊湊，控制電采用了專用全橋移相控制芯片，該模塊具有輸入、輸出過欠壓、短和過溫等多種功能。

　　主電由輸入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：

　　其中，EMI濾波器起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共模電感。

　　上圖中，三電平直流變換器部分電由MOS開關管Q1-Q4，續(xù)流二極管D1、D2，鉗位二極管D3、D4等組成，諧振電感L3(包括變壓器漏感)和MOS管的結電容組成諧振回，實現(xiàn)MOS管的零電壓開關(Zero Voltage Switch，簡稱ZVS)。

　　該變換器采用移相控制，Q1和Q4為180o互補導通，Q2和Q3也為180o互補導通。Q1、Q4的驅動信號分別超前Q2、Q3一個相位角，即移相角。Q1、Q4稱為超前管，Q2、Q3稱為滯后管。通過控制移相角的大小可以實現(xiàn)輸出電壓的調節(jié)。

　　實現(xiàn)ZVS的條件：要有足夠能量來抽走即將開通MOS管上結電容電壓，并給要關斷MOS管結電容充電。超前管開關中，諧振電感L3和輸出濾波電感L4，而L4一般很大，故超前管易實現(xiàn)ZVS。滯后管實現(xiàn)ZVS僅依靠諧振電感L3的能量，增大諧振電感量或增大流過L3的電流可以滯后管的ZVS，但諧振電感引起有效占空比丟失，其電感量大占空比丟失的影響也大;而流過諧振電感的電流增大也意味MOS管通態(tài)損耗和變壓器的損耗加大，因此滯后管在輕負載下實現(xiàn)ZVS困難。選擇適當?shù)闹C振電感參數(shù)是變換器能最佳運行的關鍵。

　　上式，Vo_max為最大輸出電壓300V，V_d為輸出整流管壓降，取1.5V，V_l4為輸出濾波電感壓降，取0.5V，D_max為最大有效占空比，取0.95