三相三电平脉冲宽度调变整流器电路及工作方法技术

本发明专利技术提供了一种三相三电平脉冲宽度调变整流器电路及工作方法，整流器电路包括三相三线交流输入电路、EMI抗干扰电路、N路交流电流取样电路、N路升压储能电感电路、N路开关管功率电路、电解电容串联滤波电路、直流输出电路、输出电压反馈电路、DSP主控制电路。相互连接的所述升压储能电感电路和所述开关管功率电路之间形成一连接桥；每个所述连接桥上挂载有一整流电路。三相整流分成三相六路整流，三相开关管功率电路分成六路开关管功率电路，能够降低整流电路、开关管功率电路的电流应力，提高高频大功率设备的功率容量。提高高频大功率设备的功率容量。提高高频大功率设备的功率容量。

【技术实现步骤摘要】
三相三电平脉冲宽度调变整流器电路及工作方法


[0001]本专利技术涉及有源谐波治理领域，尤其涉及三相三电平脉冲宽度调变整流器电路及工作方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的不断加速发展，各行业对于电力能源的需求都在大量增加，为了满足日益增加的用电需求并且适应复杂多变的用电场合，大量的电力电子装置获得了广泛的应用，目前在发达国家75%以上的电能需要由电力 电子装置进行变换或控制后才能应用，这一数字仍将继续增加至95%以上。在电力电子设备中，功率器件处于开关工作状态，如果对这些设备不进行合理控制，将会给电网带来大量的谐波污染。比如电流波形严重偏离正玄曲线，会导致电流含有大量的奇次谐波，使整流器功率因素降低、电流总谐波畸变率THD增大。
[0003]为了使电网安全稳定运行，减少谐波污染，现有的谐波治理电路是采用三相三线VIENNA整流器，现有VIENNA整流器存在单路输入电流大，造成检测电路损耗大，储能升压电感体积大、转换效率低、提高功率密度、减少开关管功率电路的电流应力等技术问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提出一种三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，以解决现有技术提到的上述问题。
[0005]第一方面，提出三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，该电路包括三相三线交流输入电路、EMI抗干扰电路、N路交流电流取样电路、N路升压储能电感电路、N路开关管功率电路、电解电容串联滤波电路、直流输出电路、输出电压反馈电路、以及DSP主控制电路。
[0006]EMI抗干扰电路与所述三相三线交流输入电路电连接。
[0007]N路交流电流取样电路分别与所述EMI抗干扰电路电连接。
[0008]N路升压储能电感电路分别与N路所述交流电流取样电路一一映射电连接。
[0009]N路开关管功率电路分别与N路所述升压储能电感电路一一映射电连接；每一路所述升压储能电感电路上各挂载有一驱动电路；相互连接的所述升压储能电感电路和所述开关管功率电路之间形成一连接桥；每个所述连接桥上挂载有一整流电路；电解电容串联滤波电路，分别与N路开关管功率电路及N路整流电路电连接。
[0010]直流输出电路与所述电解电容串联滤波电路电连接。
[0011]输出电压反馈电路与所述直流输出电路电连接，实时读取来自所述直流输出电路输出的电压。
[0012]DSP主控制电路与N路所述交流电流取样电路、N路所述驱动电路、及所述输出电压反馈电路电连接。
[0013]在进一步的实施例中，三相三电平VIENNA整流器电路包括三相三线380交流输入电路、EMI抗干扰电路、第一路电流取样电路、第二路电流取样电路、第三路电流 取样电路、
第四路电流取样电路、第五路电流取样电路、第六路电流取样电路、第一路升压储能电感电路、第二路升压储能电感电路、第三路升压储能电感电路、第四路升压储能电感电路、第五路 升压储能电感电路、第六路升压储能电感电路、第一路整流电路、第二路整流电路、第三路整流电路、第四路整流电路、第五路整流电路、第六路整流电路、第一路开关管功率电路、第二路开关管功率电路、第三路开关管功率电路、第四路开关管功率电路、第五路开关管功率电路、第六路开关管功率电路、电解电容串联滤波电路、直流输出电路依次连接。
[0014]所述DSP主控制电路，分别与输出电压反馈电路、第一路驱动电路、第二路驱动电路、第三路驱动电路、第四路驱动电路、第五路驱动电路、第六路驱动电路、第一路电流取样电路、第二路电流取样电路、第三路电流取样电路、第四路电流取样电路、第五路电流取样电路、第六路电流取样电路、依次连接。
[0015]所述DSP主控制电路，根据输出电压反馈电路、第一路电流取样电路、第二路电流取样电路、第三路电流取样电路、第四路电流取样电路、第五路电流取样电路、第六路电流取样电路、获得的信号，发出不同的PWM信号，驱动第一路驱动电路、第二路驱动电路、第三路驱动电路、第四路驱动电路、第五路驱动电路、第六路驱动电路。
[0016]现有的VIENNA整流器电路，三相三线输入，每一相有一路电流取样电路、一路升压储能电感电路、一路整流电路、一路开关管功率电路，本专利技术的三相三线三电平VIENNA整流器电路，每一相电路采用两路分流，如A相线，电流取样电路分两路并联、升压储能电感电路采用两路并联、整流电路采用两路并联、开关管功率电路采用两路并联。
[0017]本专利技术中，通过对三相三线电路进行分流，电流取样的电路、升压电感储能电路、整流电路、开关管功率电路、可以减少这些电路的损耗，元器件的体积可以做小，提高功率密度，对器件的选型非常方便，进行分流过后，对器件的选型非常方便，成本上能够控制很好。
[0018]进一步优化，还包括EMI抗干扰电路、电流取样电路、升压电感储能电路、整流电路、开关管功率电路、驱动电路、电解电容串联输出滤波电路、直流输出电路、电压反馈电路与DSP主控制电路相连接。
[0019]所述EMI抗干扰电路对外部接入的380V，50HZ交流电进行抗电磁干扰处理，电流取样电路对初级电流进行采样处理，采集到的电流信号，传输给DSP主 控制电路进行处理，输出不同的PWM波形，发送到驱动电路，再控制开关管功率电路，能够把输入交流电流波形控制在正玄波，保证输入电流和电压同相位，减少交流侧的谐波干扰，升压电感储能 电路在开关管功率电路的控制内，能够把能量向后级传输，再通过整流滤波电路，把交变的电压转换成直流电压，经过电解电容串联滤波电路，转换成电压平缓干扰很小的直流电，通过直流输出电路输送给后级使用。
[0020]本专利技术中，通过设置EMI抗干扰电路，降低电路中干扰和噪声。通过设置整流滤波电路、驱动电路和开关管功率电路，提高稳定性，防止因电压波动导致对后级设备的受损。
[0021]进一步优化，通过电压反馈电路将直流输出电路输出的电压信号传送给DSP主控制电路，通过电流取样电路将交流输入电路电流信号传送给DSP主控制电路。
[0022]进一步优化，依次连接的RM1、RM2、RM3、RM4、RM5、RM6、电流取样电路，L1、L2、L3、L4、L5、L6升压电感储能电路。
[0023]所述整流电路D1的阳极、D4的阴极、D7的阳极、D10的阴极与L1、L4连接，D2的阳极、
D5的阴极、D8的阳极、D11的阴极与L2、L5连接，D3的阳极、D6的阴极、D9的阳极、D12的阴极与L3、L6连接。
[0024]进一步优化，所述开关管功率电路的Q1的源极与Q2的漏极相连，Q2的源极接到C1、C2滤波电容的中点，Q3的源极与Q4的漏极相连，Q4的源极接到C1、C2滤波电容的中点，Q5的源极与Q6的漏极相连，Q6的源极接到C1、C2滤波电容的中点，Q7的源极与Q8的漏极相连，Q8的源极接到C1、C2滤波电容的中点，Q9的源极与Q10的漏极相连，Q10的源极接到C1、C2滤波电容的中点，Q11的源极与Q12的漏极相连，Q12的源极接到C1、C2滤波电容的中点。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，其特征在于，包括：三相三线交流输入电路；EMI抗干扰电路，与所述三相三线交流输入电路电连接；N路交流电流取样电路，分别与所述EMI抗干扰电路电连接；N路升压储能电感电路，分别与N路所述交流电流取样电路一一映射电连接；N路开关管功率电路，分别与N路所述升压储能电感电路一一映射电连接；每一路所述升压储能电感电路上各挂载有一驱动电路；相互连接的所述升压储能电感电路和所述开关管功率电路之间形成一连接桥；每个所述连接桥上挂载有一整流电路；电解电容串联滤波电路，分别与N路开关管功率电路及N路整流电路电连接；直流输出电路，与所述电解电容串联滤波电路电连接；输出电压反馈电路，与所述直流输出电路电连接，实时读取来自所述直流输出电路输出的电压；DSP主控制电路，与N路所述交流电流取样电路、N路所述驱动电路、及所述输出电压反馈电路电连接。2.根据权利要求1所述的三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，其特征在于，所述交流电流取样电路有六路：第一路电流取样电路上串联有电阻RM1；第二路电流取样电路上串联有电阻RM2；第三路电流取样电路上串联有电阻RM3；第四路电流取样电路上串联有电阻RM4；第五路电流取样电路上串联有电阻RM5；第六路电流取样电路上串联有电阻RM6；所述升压储能电感电路有六路：第一路升压电感电路上串联有电感L1；第二路升压电感电路上串联有电感L2；第三路升压电感电路上串联有电感L3；第四路升压电感电路上串联有电感L4；第五路升压电感电路上串联有电感L5；第六路升压电感电路上串联有电感L6；电阻RM1与电感L1串联，电阻RM2与电感L2串联，电阻RM3与电感L3串联，电阻RM4与电感L4串联，电阻RM5与电感L5串联，电阻RM6与电感L6串联。3.根据权利要求1所述的三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，其特征在于，所述整流电路三线各分两路整流，共包括六路：第一路整流A相接二极管D1的阳极，二极管D4的阴极；第二路整流B相接二极管D2的阳极，二极管D5的阴极；第三路整流C相接二极管D3的阳极，二极管D6的阴极；第四路整流相接二极管D7的阳极，二极管D10的阴极；第五路整流相接二极管D8的阳极，二极管D11的阴极；第六路整流相接二极管D9的阳极，二极管D12的阴极。4.根据权利要求1所述的三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，其特征在于，所述三相三线交流输入电路分为第一路和第二路，每一路各自包括A、B、C相电；由开关管功率电路对输入电流波形进行整形。5.根据权利要求4所述的三相三电平脉冲宽度调变整流器电路，其特征在于，第一路的A相电，接串联的开关三极管Q1、开关三极管Q2；串联的开关三极管Q1、开关三极管Q2接到串
联的电容C1、电容C2的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马成有，卜文斌，王永跃，李国盛，
申请(专利权)人：南京新联电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：