一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源制造技术

一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，包括控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路，控制电路的输入端接采样电路的输出端，控制电路的控制输出端接三电平桥式电路的驱动输入端，三电平桥式电路的输出端接变压输出电路的输入端，三电平桥式电路的所有场效应管串联在输入整流电路的输出端。本实用新型专利技术将三电平桥式电路拓扑应用于电力直流电源，功率元件的耐压可降低一半，使电源的可靠性提高，成本降低。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力直流电源，特别是一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源。在现有的电力直流电源中，一般采用全桥或移相全桥技术。如图2所示，全桥电路场效应管为脉宽调制工作方式，在一个开关周期Ts的前半周，Q1和Q4导通D*Ts/2时间，D为占空比，D＝Ton/Ts/2。后半周期为Q2和Q3导通，导通时间也为D*Ts/2。每个场效应管的工作电压为输入直流电压。如图3所示，移项全桥电路2中，Q1和Q2轮流导通，各导通180度电角，Q3和Q4也这样。但Q1和Q4不同时导通，若Q1先导通，Q4后导通，两者导通差a电角。Q2和Q3也一样。其中Q1和Q2分别先于Q3和Q4导通。每个场效应管的工作电压为输入直流电压。由于要求三相整流输入，所以桥式电路的直流电压最高可达650伏，在大功率应用场合，功率元件一般选择IGBT。而高耐压大电流的场效管MOSFET因价格高昂，较难做大批量的商业应用。本技术的目的，是提供一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，使功率元件的耐压降低一半。本技术包括输入整流电路、控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路，控制电路的输入端接采样电路的输出端，采样电路置于变压输出电路的输出端口，控制电路的控制输出端接三电平桥式电路的驱动输入端，三电平桥式电路的输出端接变压输出电路的输入端，三电平桥式电路的所有场效应管串联在输入整流电路的输出端。本技术将三电平桥式电路拓扑应用于电力直流电源，功率元件的耐压可降低一半，可以用中等耐压(500V左右)、大电流、成本低、易并联的场效应管MOSFET作为功率元件，利用其具有的良好特性，使电源的可靠性提高，成本降低。附附图说明图1为现有全桥式电路拓扑的电力直流电源电原理附图2为现有移项全桥式电路拓扑的电力直流电源电原理图；附图3为本技术电原理图。如图1所示，本技术由输入整流电路、控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路构成，控制电路由通用的控制芯片构成，型号可选UC3875，采样电路由电感线圈L、电容C3构成，变压输出电路由变压器(T)、整流电路连接构成。控制电路的输入端接采样电路的输出端，采样电路的电感线圈L、电容C3分别置于变压输出电路的输出端口，控制电路的驱动输出端口(10，20，30，40)接三电平桥式电路的驱动输入端(1，2，3，4)，三电平桥式电路的输出端(50，60)接变压输出电路的输入端。三电平桥式电路由场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)、电容(C4)、二极管(D1，D2，D3，D4)连接构成，四个场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)串联在输入整流电路输出端的正负母线上，两个电容(C)也串联在输入整流电路输出端，二极管(D3)和二极管(D4)、二极管(D1)和二极管(D2)分别串联后再并联在一起，电容C4并联在二极管(D1，D2)两端，同时与场效应管(Q2，Q3)两端交接，从四个场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)分别引出四个驱动输入端，从串联的两个二极管(D1，D2)中点、串联的场效应管(Q2，Q3)中点引出两个输出端(50，60)，该输出端(50，60)与变压输出电路的变压器(T)原级连接，变压器(T)的次级接桥式整流电路后输出直流电压。工作时，三电平桥式电路3中的场效应管(Q1)和场效应管(Q4)为180度互补导通，场效应管(Q2)和场效应管(Q3)也为180度互补导通，场效应管(Q1)和场效应管(Q2)不同时导通，若场效应管(Q1)先导通，场效应管(Q2)后导通，两者导通差a电角。场效应管(Q3)和场效应管(Q4)也一样。场效应管(Q1)和场效应管(Q4)的驱动信号分别超前于场效应管(Q2)和场效应管(Q3)一个相位，即移相角，因此称场效应管(Q1)和场效应管(Q4)为超前管，场效应管(Q2)和场效应管(Q3)为滞后管。通过调节移相角的大小来调节输出电压，每个场效应管的工作电压为输入直流电压的一半。如图1所示，四个场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)是串联在输入整流电路输出端的正负母线上的，由于电容(C4)的作用，每个场效应管的压降，只有正负母线电压的二分之一。场效应管的输出具有正温度特性，温度越高，内阻越大。因此，场效应管具有抗短路冲击，易于并联扩容的良好特性。权利要求1.一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，包括输入整流电路、控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路，其特征在于控制电路的输入端接采样电路的输出端，控制电路的控制输出端接三电平桥式电路的驱动输入端，三电平桥式电路的输出端接变压输出电路的输入端，三电平桥式电路的所有场效应管串联在输入整流电路的输出端。2.根据权利要求1所述的采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，其特征在于三电平桥式电路由场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)、电容(C4)、二极管(D1，D2，D3，D4)连接构成，四个场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)串联在输入整流电路输出端的正负母线上，二极管(D3)和二极管(D4)、二极管(D1)和二极管(D2)分别串联后再并联在一起，电容(C4)并联在二极管(D1，D2)两端，同时与场效应管(Q2，Q3)两端交接，从四个场效应管(Q1，Q2，Q3，Q4)分别引出四个驱动输入端(1，2，3，4)，从串联的两个二极管(D1，D2)中点、串联的场效应管(Q2，Q3)中点引出两个输出端(50，60)。3.根据权利要求1所述的采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，其特征在于两个电容(C)也串联在输入整流电路输出端的正负母线上。专利摘要一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源,包括控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路,控制电路的输入端接采样电路的输出端,控制电路的控制输出端接三电平桥式电路的驱动输入端,三电平桥式电路的输出端接变压输出电路的输入端,三电平桥式电路的所有场效应管串联在输入整流电路的输出端。本技术将三电平桥式电路拓扑应用于电力直流电源,功率元件的耐压可降低一半,使电源的可靠性提高,成本降低。文档编号H02M7/44GK2508455SQ0124316公开日2002年8月28日 申请日期2001年8月10日 优先权日2001年8月10日专利技术者肖楠, 关平, 杨东平 申请人:珠海瓦特电力设备有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用三电平桥式电路拓扑的电力直流电源，包括输入整流电路、控制电路、三电平桥式电路、采样电路、变压输出电路，其特征在于控制电路的输入端接采样电路的输出端，控制电路的控制输出端接三电平桥式电路的驱动输入端，三电平桥式电路的输出端接变压输出电路的输入端，三电平桥式电路的所有场效应管串联在输入整流电路的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖楠，关平，杨东平，
申请(专利权)人：珠海瓦特电力设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]