一种三相软开关逆变器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三相软开关逆变器。它用于驱动三相交流负载，它包括逐级顺序并联的直流电源、直流侧滤波电容、由辅助开关管组成的三相辅助逆变开关管电路和由主开关管组成的三相主逆变开关管电路以及分别连接于三相辅助逆变开关管电路与三相主逆变开关管电路的对应桥臂之间的第一相换流电感、第二相换流电感和第三相换流电感。本实用新型专利技术利用换流电感即可以缓冲对应相上的电流上升率以便于对应辅助开关管能够实现零电流开通，又可以作为能量储存元件为三相主逆变开关管电路中的对应主开关管实现软开关动作创造了条件；同时，基于其系统电路结构可采用十二扇区空间矢量脉冲宽度调制法和负载自适应控制方式进行控制，能够有效降低逆变器的开关损耗并提高系统效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三相软开关逆变器
本技术涉及电力电子变换
，尤其是一种三相软开关逆变器。
技术介绍
众所周知，三相非隔离型逆变器已被广泛用于不间断电源、通信电源、电机驱动、并网发电等诸多场合。传统的三相非隔离型逆变器一般以硬开关方式为主，由于功率密度低、开关损耗大，因此，往往需要工作在较低的开关频率下，从而导致逆变器的体积和重量较大；同时，在对逆变器输出性能要求高的应用场合，大多需要提高逆变器的开关频率，但开关频率的进一步提高，则会使开关损耗随之进一步增加。另外，采用硬开关所产生的尖峰电压，不但容易造成器件的二次击穿，对系统安全运行会带来不利影响，而且会产生严重的电磁干扰，影响系统的绝缘寿命和系统的可靠性。鉴于此，为提高逆变器的效率、功率密度和系统可靠性，目前业界已经提出了多种不同类型的三相非隔离型软开关逆变器拓扑方案，主要分为直流侧辅助谐振电路和交流侧辅助谐振电路这两大类；其中，直流侧辅助谐振电路方案，在应用于大功率场合中时，辅助元件上需要承受着较大的导通损耗，故逆变器的效率提升能力有限；而交流侧辅助谐振电路方案通常存在使用的开关器件或其他无源元件较多的问题，无法兼顾高效率和高功率密度的性能要求。因此，有必要对现有的三相非隔离型软开关逆变器所存在的问题提出更为优化的解决方案。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种三相软开关逆变器。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种三相软开关逆变器，用于驱动三相交流负载，它包括第一相换流电感、第二相换流电感和第三相换流电感以及逐级顺序并联的直流电源、直流侧滤波电容、三相辅助逆变开关管电路和三相主逆变开关管电路；所述第一相换流电感的一端与三相辅助逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连，所述三相交流负载的第一相与三相主逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连；所述第二相换流电感的一端与三相辅助逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连，所述三相交流负载的第二相与三相主逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连；所述第三相换流电感的一端与三相辅助逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连，所述三相交流负载的第三相与三相主逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连。优选地，所述三相辅助逆变开关管电路包括分别由两个辅助开关管组成的第一辅助桥臂、第二辅助桥臂和第三辅助桥臂，组成所述第一辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第一相上辅助开关管和第一相下辅助开关管，组成所述第二辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第二相上辅助开关管和第二相下辅助开关管，组成所述第三辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第三相上辅助开关管和第三相下辅助开关管；所述第一相上辅助开关管的漏极同时与第二相上辅助开关管的漏极、第三相上辅助开关管的漏极、直流电源的正极和直流侧滤波电容的正极相连，所述第一相下辅助开关管的源极同时与第二相下辅助开关管的源极、第三相下辅助开关管的源极、直流电源的负极和直流侧滤波电容的负极相连，所述第一相上辅助开关管的源极同时与第一相下辅助开关管的漏极以及第一相换流电感的一端相连，所述第二相上辅助开关管的源极同时与第二相下辅助开关管的漏极以及第二相换流电感的一端相连，所述第三相上辅助开关管的源极同时与第三相下辅助开关管的漏极以及第三相换流电感的一端相连；所述三相主逆变开关管电路包括分别由两个主开关管组成的第一主桥臂、第二主桥臂和第三主桥臂，组成所述第一主桥臂的两个主开关管分别为第一相上主开关管和第一相下主开关管，组成所述第二主桥臂的两个主开关管分别为第二相上主开关管和第二相下主开关管，组成所述第三主桥臂的两个主开关管分别为第三相上主开关管和第三相下主开关管；所述第一相上主开关管的漏极同时与第二相上主开关管的漏极、第三相上主开关管的漏极、直流电源的正极和直流侧滤波电容的正极相连，所述第一相下主开关管的源极同时与第二相下主开关管的源极、第三相下主开关管的源极、直流电源的负极和直流侧滤波电容的负极相连，所述第一相上主开关管的源极同时与第一相下主开关管的漏极、第一相换流电感的另一端以及三相交流负载的第一相相连，所述第二相上主开关管的源极同时与第二相下主开关管的漏极、第二相换流电感的另一端以及三相交流负载的第二相相连，所述第三相上主开关管的源极同时与第三相下主开关管的漏极和第三相换流电感的另一端以及三相交流负载的第三相相连。优选地，所述辅助开关管为宽禁带半导体器件，所述主开关管为Si半导体器件。优选地，所述直流侧滤波电容包括至少一个第一电容组，每个所述第一电容组均由两个第一高压陶瓷电容串联而成。优选地，所述直流侧滤波电容包括至少两个相互并联的第一电容组；相邻的两个所述第一电容组的中点相互连接，或所有所述第一电容组分为两组且处于同一组内的相邻的两个第一电容组的中点相互连接。优选地，所述直流侧滤波电容还包括至少一个与第一电容组呈并联分布的第二高压陶瓷电容，所述第二高压陶瓷电容的容量小于第一高压陶瓷电容的容量。由于采用了上述方案，本技术具有如下优点：1、利用换流电感即可以缓冲对应相上的电流上升率以便于对应辅助开关管能够实现零电流开通，又可以作为能量储存元件为三相主逆变开关管电路中的对应主开关管实现软开关动作创造了条件。2、基于逆变器的系统电路架构，可通过采用十二扇区空间矢量脉冲宽度调制法和负载自适应控制方式来实现对换流电感的峰值电流的动态调整，从而为有效降低逆变器的开关损耗以及提高逆变器系统的工作效率奠定了基础。3、与现有的直流侧辅助谐振方案相比，由于换流电感上没有长时间流过较大的电流，不但可有效降低电感上的损耗，也可以通过选择较小规格的电感来降低逆变器的体积并提高逆变器的功率密度。附图说明图1是本技术实施例的系统应用电路原理图；图2是本技术实施例在系统应用时的十二扇区分区示意图；图3是本技术实施例的十二扇区分区对应的调制规则图表；图4是本技术实施例的第一相等效电路示意图；图5是本技术实施例在工作模态1期间的单相等效电路示意图；图6是本技术实施例在工作模态2期间的单相等效电路示意图；图7是本技术实施例在工作模态3期间的单相等效电路示意图；图8是本技术实施例在工作模态4期间的单相等效电路示意图；图9是本技术实施例在工作模态5期间的单相等效电路示意图；图10是本技术实施例在工作模态6期间的单相等效电路示意图；图11是本技术实施例在工作模态7期间的单相等效电路示意图；图12是本技术实施例的时间Δt和换流电感峰值电流随负载电流变化的仿真波形图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相软开关逆变器，用于驱动三相交流负载(Load)，其特征在于：它包括第一相换流电感(L

【技术特征摘要】
1.一种三相软开关逆变器，用于驱动三相交流负载(Load)，其特征在于：它包括第一相换流电感(Lr1)、第二相换流电感(Lr2)和第三相换流电感(Lr3)以及逐级顺序并联的直流电源(Vdc)、直流侧滤波电容(Cdc)、三相辅助逆变开关管电路和三相主逆变开关管电路；
所述第一相换流电感(Lr1)的一端与三相辅助逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连，所述三相交流负载(Load)的第一相与三相主逆变开关管电路的第一桥臂的中点相连；
所述第二相换流电感(Lr2)的一端与三相辅助逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连，所述三相交流负载(Load)的第二相与三相主逆变开关管电路的第二桥臂的中点相连；
所述第三相换流电感(Lr3)的一端与三相辅助逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连、另一端与三相主逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连，所述三相交流负载(Load)的第三相与三相主逆变开关管电路的第三桥臂的中点相连。


2.如权利要求1所述的一种三相软开关逆变器，其特征在于：
所述三相辅助逆变开关管电路包括分别由两个辅助开关管组成的第一辅助桥臂、第二辅助桥臂和第三辅助桥臂，组成所述第一辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第一相上辅助开关管(SX1)和第一相下辅助开关管(SX2)，组成所述第二辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第二相上辅助开关管(SX3)和第二相下辅助开关管(SX4)，组成所述第三辅助桥臂的两个辅助开关管分别为第三相上辅助开关管(SX5)和第三相下辅助开关管(SX6)；
所述第一相上辅助开关管(SX1)的漏极同时与第二相上辅助开关管(SX3)的漏极、第三相上辅助开关管(SX5)的漏极、直流电源(Vdc)的正极和直流侧滤波电容(Cdc)的正极相连，所述第一相下辅助开关管(SX2)的源极同时与第二相下辅助开关管(SX4)的源极、第三相下辅助开关管(SX6)的源极、直流电源(Vdc)的负极和直流侧滤波电容(Cdc)的负极相连，所述第一相上辅助开关管(SX1)的源极同时与第一相下辅助开关管(SX2)的漏极以及第一相换流电感(Lr1)的一端相连，所述第二相上辅助开关管(SX3)的源极同时与第二相下辅助开关管(SX4)的漏极以及第二相换流电感(Lr2)的一端相连，所述第三相上辅助开关管(SX5...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘尚智，宫金武，刘友辉，林文强，尚远，
申请(专利权)人：深圳市好盈科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44