一种三电平DCDC变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种三电平DCDC变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法，用于解决现有技术中三电平DCDC电路的共模电压高的技术问题，所述拓扑电路包括：直流源(Ubatt21)、第一至第十二电容(C21～C212)、第一电感单元(L21)、第二电感单元(L22)和第一至第四晶体管单元(Q21～Q24)。通过提供一种新型的三电平DCDC直流侧电路拓扑结构，在直流源(Ubatt21)正负端口对第二晶体管(Q22)和第三晶体管(Q23)的连接点N所在的连接线之间加大于寄生电容的电容，有效地解决了现有技术中三电平DCDC电路的共模电压高的技术问题，实现了对三电平DCDC电路直流侧共模电压的抑制，使共模电压低于电能转换电压。

Topology circuit of three level DCDC converter and common mode voltage suppression method

The invention discloses a topology circuit and common mode voltage of a three level DCDC converter inhibition method is used for solving the technical problem of common mode voltage three level DCDC circuit in the prior art is high, the circuit comprises a DC source (Ubatt21), the first and twelfth capacitors (C21 ~ C212), the first inductor unit (L21) and the second inductor unit (L22) and the first and fourth transistors (Q21 ~ Q24). By providing a new three level DCDC DC circuit topology, the DC source (Ubatt21) and port (Q22) of the second transistor and the third transistor (Q23) is larger than the parasitic capacitance of the capacitance between the connection point N where the connection line, effectively solves the technical problems of common mode voltage three level DCDC circuit current in high technology, realizes the suppression of DC three level DCDC circuit side common mode voltage, so that the common mode voltage is lower than the voltage of power conversion.

【技术实现步骤摘要】
一种三电平DCDC变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法
本专利技术涉及DCDC变流器，尤其涉及一种三电平DCDC变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法。
技术介绍
DCDC转换器(DirectCurrent-DirectCurrentConverter)，即直流变直流(不同直流电源值之间的转换)，只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器。DCDC电路实现高低压直流电之间的变化，能适应更宽范围的输入输出电压；三电平技术被应用到高压大功率DCDC电路，如图1所示，为三电平DCDC电路应用于双极DCAC变流器的拓扑电路，包括：三电平DCDC电路和DCAC转换电路，其中，三电平DCDC电路包括：直流源Ubatt11、电容(C11～C13)、电感L11、四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)(Q11～Q14)和四个寄生二极管(D11～D14)，DCAC转换电路包括：六个IGBT(Q15～Q110)、六个寄生二极管(D12～D110)、电感(L12～L14)和电容(C14～C16)。三电平DCDC电路的桥臂由四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)(Q11～Q14)串联而成，通过交替导通Q11、Q14或Q12、Q13，辅以相连的电感和/或电容，实现能量在输入输出端之间的转移，在这种拓扑中，单管承受的电压应力是直流母线电压的一半，同时具备调节母线电压平衡的功能。但是由于开关时序的不同，三电平的低压输出带有很严重的共模电压问题，共模电压影响到系统的电磁兼容性(EMC，ElectromagneticCompatibility)，甚至影响到设备的正常运行，从而限制了三电平DCDC电路的应用。因此，如何降低三电平DCDC电路的共模电压是相当有必要的。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种三电平DCDC变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法，解决了现有技术中三电平DCDC电路的共模电压高的技术问题，实现了对三电平DCDC电路直流侧共模电压的抑制，使共模电压低于电能转换电压。第一方面，本申请实施例提供了一种三电平DCDC变流器的拓扑电路，所述拓扑电路包括：直流源、第一至第十电容单元、第一电感单元、第二电感单元和第一至第四晶体管单元；所述第一电容单元的两端分别直接与所述直流源的正、负端口连接；所述第一晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第二电容单元接地；所述第二晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第三电容单元接地；所述第三晶体管的第一端通过所述第三电容单元接地、第二端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接；所述第四晶体管的第一端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接、第二端通过所述第四电容单元接地；所述第二晶体管的第一端还通过所述第一电感单元与第九电容单元的一端连接，并通过所述第九电容单元的另一端与所述第二晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的与所述第二晶体管连接的一端还通过所述第十电容单元与所述直流源的负端口连接。可选的，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电感的连接点通过所述第五电容单元接地；所述第三晶体管、所述第四晶体管和所述第二电感的连接点通过所述第六电容单元接地；所述第一电容单元的与所述直流源的正端口连接的一端还通过所述第七电容单元接地，所述第一电容单元的与所述直流源的负端口连接的一端还通过所述第八电容单元接地。可选的，所述第一电容单元包括第一电容；所述第二电容单元包括第二电容、第三电容和所述第三电容单元；其中，所述第二电容与所述第三电容单元串联，形成第一串联支路；所述第三电容与所述第一串联支路并联。可选的，所述第三电容单元包括第四电容、第五电容和所述第四电容单元；其中，所述第四电容与所述第四电容单元串联，形成第二串联支路；所述第五电容与所述第二串联支路并联。可选的，所述第四电容单元包括第六电容。可选的，所述第一电感单元和所述第二电感单元均为10-4H级；所述第七电容单元、所述第八电容单元和所述第五电容的容值均为10-9F级。可选的，所述第九电容单元和所述第十电容单元的电容均大于所述拓扑电路的寄生电容；所述第九电容单元的容值与所述第十电容单元的容值相等，且均为10-6F级。第二方面，本申请实施例还提供了一种三电平DCDC变流器的共模电压抑制方法，应用于第一方面所述的拓扑电路中，所述拓扑电路包括第一连接点、第二连接点和第三连接点，所述第一晶体管与所述第二晶体管通过所述第一连接点连接，所述第二晶体管与所述第三晶体管通过所述第二连接点连接，所述第三晶体管与所述第四晶体管通过所述第三连接点连接；所述共模电压抑制方法包括：在直流源的正端口与所述第二连接点的连线上增加第九电容单元，以及在直流源的负端口与所述第二连接点的连线上增加第十电容单元。可选的，所述第九电容单元和所述第十电容单元的电容均大于所述拓扑电路的寄生电容。可选的，所述第九电容单元的容值与所述第十电容单元的容值相等，且均为10-6F级。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于在本申请实施例中，三电平DCDC变流器的拓扑电路，包括：直流源、第一至第十电容单元、第一电感单元、第二电感单元和第一至第四晶体管；所述第一电容单元的两端分别直接与所述直流源的正、负端口连接；所述第一晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第二电容单元接地；所述第二晶体管的一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第三电容单元接地；所述第三晶体管一端通过所述第三电容单元接地、第二端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接；所述第四晶体管的第一端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接、第二端通过所述第四电容单元接地；所述第二晶体管的第一端还通过所述第一电感单元与第九电容单元的一端连接，并通过所述第九电容单元的另一端与所述第二晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的与所述第二晶体管连接的一端还通过所述第十电容单元与所述直流源的负端口连接。通过提供一种新型的三电平DCDC直流侧电路拓扑结构，解决了现有技术中三电平DCDC电路的共模电压高的技术问题，实现了对三电平DCDC电路直流侧共模电压的抑制，使共模电压低于电能转换电压。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为
技术介绍
提供的三电平DCDC电路应用于双极DCAC变流器的拓扑电路结构图；图2为本申请实施例提供的第一种三电平DCDC变流器的拓扑电路结构图；图3A为图2所示三电平DCDC变流器的拓扑电路的第一种共模环路示意图；图3B为图2所示三电平DCDC变流器的拓扑电路的第二种共模环路示意图；图3C为图2所示三电平DCDC变流器的拓扑电路的第三种共模环路示意图；图3D为图2所示三电平DCDC变流器的拓扑电路的第四种共模环路示意图；图4为图2所示三电平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三电平DCDC变流器的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括：直流源、第一至第十电容单元、第一电感单元、第二电感单元和第一至第四晶体管；所述第一电容单元的两端分别直接与所述直流源的正、负端口连接；所述第一晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第二电容单元接地；所述第二晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第三电容单元接地；所述第三晶体管的第一端通过所述第三电容单元接地、第二端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接；所述第四晶体管的第一端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接、第二端通过所述第四电容单元接地；所述第二晶体管的第一端还通过所述第一电感单元与第九电容单元的一端连接，并通过所述第九电容单元的另一端与所述第二晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的与所述第二晶体管连接的一端还通过所述第十电容单元与所述直流源的负端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种三电平DCDC变流器的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括：直流源、第一至第十电容单元、第一电感单元、第二电感单元和第一至第四晶体管；所述第一电容单元的两端分别直接与所述直流源的正、负端口连接；所述第一晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第二电容单元接地；所述第二晶体管的第一端通过所述第一电感单元与所述直流源的正端口连接、第二端通过所述第三电容单元接地；所述第三晶体管的第一端通过所述第三电容单元接地、第二端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接；所述第四晶体管的第一端通过所述第二电感单元与所述直流源的负端口连接、第二端通过所述第四电容单元接地；所述第二晶体管的第一端还通过所述第一电感单元与第九电容单元的一端连接，并通过所述第九电容单元的另一端与所述第二晶体管的第二端连接；所述第三晶体管的与所述第二晶体管连接的一端还通过所述第十电容单元与所述直流源的负端口连接。2.如权利要求1所述的三电平DCDC变流器的拓扑电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电感的连接点通过所述第五电容单元接地；所述第三晶体管、所述第四晶体管和所述第二电感的连接点通过所述第六电容单元接地；所述第一电容单元的与所述直流源的正端口连接的一端还通过所述第七电容单元接地，所述第一电容单元的与所述直流源的负端口连接的一端还通过所述第八电容单元接地。3.如权利要求1所述的三电平DCDC变流器的拓扑电路，其特征在于，所述第一电容单元包括第一电容；所述第二电容单元包括第二电容、第三电容和所述第三电容单元；其中，所述第二电容与所述第三电容单元串联，形成第一串联支路；所述第三电容与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立刚，范小波，
申请(专利权)人：深圳市盛弘电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44