具有飞跨电容的多电平变换电路制造技术

一种具有飞跨电容的多电平变换电路，包括：第一桥臂，包括串联连接的多个开关器件；具有飞跨电容的第二桥臂，包括串联连接的多个开关器件，第二和第一桥臂的中点连接第一限流电路、电源和电感构成串联支路；直流母线电容，与第一、第二桥臂并联连接；整流电路，其输入端耦接于电源；至少一个第一辅助电源，其输入端耦接于整流电路的输出端；控制器，耦接至少一个第一辅助电源、及第二桥臂的多个开关器件；在控制器启动之后，控制器用于控制第二桥臂的相应的开关器件导通，电源通过第一桥臂的相应的开关器件、第二桥臂的相应的开关器件以及第一限流电路给飞跨电容充电。本发明专利技术可有效避免控制器启动前开关器件因过压而损坏的风险。制器启动前开关器件因过压而损坏的风险。制器启动前开关器件因过压而损坏的风险。

【技术实现步骤摘要】
具有飞跨电容的多电平变换电路


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，特别涉及一种具有飞跨电容的多电平变换电路。

技术介绍

[0002]对于功率因数校准电路(Power Factor Correction，PFC)电路来说，其启动时序为电源上电，通过PFC电路的开关器件给直流母线电容充电，当直流母线电容的电压达到某一预设值时，并联在直流母线电容上的辅助电源开始工作并为控制器供电，之后PFC电路开始正常工作。
[0003]当PFC电路采用具有飞跨电容的多电平变换电路时，通常会选择耐压值较低的开关器件作为电路的主功率器件。在多电平变换电路上电并为直流母线电容充电的这一阶段，飞跨电容及其外侧的开关器件与直流母线电容构成的回路中，由于飞跨电容的电压为零，直流母线电容的电压会加在飞跨电容外侧的开关器件上，使飞跨电容外侧的开关器件存在损坏的风险。此外，在多电平变换电路开始正常工作后，控制器会控制开关器件工作，为飞跨电容进行充电，由于飞跨电容的初始电压为零，控制器控制飞跨电容外侧的某一开关器件导通时，则直流母线电容的电压完全加在飞跨电容外侧的另一个开关器件上，极有可能损坏该开关器件。因此，在使用飞跨电容多电平变换电路时，必须在控制器工作前对飞跨电容外侧的开关器件进行保护，并在具有飞跨电容的多电平变换器正常工作前对飞跨电容进行预充电，防止飞跨电容外侧的开关器件过压损坏，确保具有飞跨电容的多电平变换电路的正常工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有飞跨电容的多电平变换电路，可以解决现有技术的一或多个缺陷。
[0005]为了实现上述目的，依据本专利技术的一实施例，本专利技术提供一种具有飞跨电容的多电平变换电路，其包括：第一桥臂，包括串联连接的多个开关器件；具有飞跨电容的第二桥臂，包括串联连接的多个开关器件，并且所述第二桥臂的中点和所述第一桥臂的中点连接第一限流电路、电源和电感构成第一串联支路；直流母线电容，与所述第一桥臂以及所述第二桥臂并联连接；整流电路，所述整流电路的输入端耦接于所述电源；至少一个第一辅助电源，所述至少一个第一辅助电源的输入端耦接于所述整流电路的输出端；以及控制器，耦接所述至少一个第一辅助电源以及所述第二桥臂的多个开关器件。其中，在所述控制器启动之后，所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述飞跨电容充电。
[0006]在本专利技术的一实施例中，在所述控制器启动之前，所述飞跨电容及所述直流母线电容的初始电压为0。
[0007]在本专利技术的一实施例中，所述至少一个第一辅助电源的输入端通过防反二极管与
所述直流母线电容并联连接。
[0008]在本专利技术的一实施例中，当所述直流母线电容的电压大于所述整流电路的输出电压时，所述至少一个第一辅助电源由所述直流母线电容进行供电。
[0009]在本专利技术的一实施例中，还包括至少一个第二辅助电源，所述至少一个第二辅助电源的输入端与所述直流母线电容并联连接。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述第二辅助电源的输出功率大于所述第一辅助电源的输出功率。
[0011]在本专利技术的一实施例中，在所述控制器启动之后且所述第一限流电路接通之前，所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述直流母线电容充电。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述多电平变换电路还包括第三桥臂，包括串联连接的多个开关器件；所述第三桥臂与所述第一桥臂并联连接且所述第三桥臂的中点连接于所述第一串联支路；
[0014]其中，当所述控制器启动之后，所述电源通过所述第二桥臂的相应的开关器件、所述第一桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述飞跨电容充电；或者所述电源通过所述第二桥臂的相应的开关器件、所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第一限流电路以及所述第三桥臂的相应的开关器件给所述飞跨电容充电。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述直流母线电容充电；和/或所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第一限流电路以及所述第三桥臂的相应的开关器件给所述直流母线电容充电。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述多电平变换电路为3电平变换器电路，所述第二桥臂包括串联连接的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件；所述飞跨电容跨接于所述第一开关器件和所述第四开关器件。
[0017]在本专利技术的一实施例中，当所述飞跨电容的电压达到第一预设值，所述飞跨电容完成充电；所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件断开，所述电源继续给所述直流母线电容充电；当所述直流母线电容的电压达到第二预设值，所述直流母线电容完成充电。
[0018]在本专利技术的一实施例中，所述第一预设值为所述第二预设值的一半。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述多电平变换电路为n电平变换电路，n为大于3的正整数，所述第一桥臂包括串联连接的多个开关器件；所述第二桥臂包括串联连接的(2n
‑
2)个开关器件；所述飞跨电容包括(n
‑
2)个飞跨电容，其中，第i个所述飞跨电容跨接于所述第二桥臂的第i个所述开关器件和第(2n
‑1‑
i)个所述开关器件，其中i＝1,2,
…
,n
‑
2。
[0020]在本专利技术的一实施例中，当第i个所述飞跨电容的电压达到第二预设值的(n
‑1‑
i)/(n
‑
1)倍时，第i个所述飞跨电容完成充电，所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件断开；当所述(n
‑
2)个飞跨电容完成充电后，所述电源继续给所述直流母线电容充电；当所述直流母线电容的电压达到所述第二预设值时，所述直流母线电容完成充电。
[0021]在本专利技术的一实施例中，所述第一限流电路包括第一开关、第二开关和缓起电阻，
其中所述第一开关和所述缓起电阻串联连接构成第二串联支路，所述第二开关与所述第二串联支路并联连接。
[0022]在本专利技术的一实施例中，在所述控制器启动之前，所述第一开关和所述第二开关均断开；在所述控制器控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通之后，所述第一开关导通，所述电源通过所述第一桥臂和所述第二桥臂的相应的开关器件、以及所述缓起电阻给所述飞跨电容充电。
[0023]在本专利技术的一实施例中，在所述第一开关导通之后，所述控制器控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通，所述电源通过所述第一桥臂和所述第二桥臂的相应的开关器件、以及所述缓起电阻给所述飞跨电容充电。
[0024]在本专利技术的一实施例中，所述多电平变换电路还包括第二限流电路，耦接于所述电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，包括：第一桥臂，包括串联连接的多个开关器件；具有飞跨电容的第二桥臂，包括串联连接的多个开关器件，并且所述第二桥臂的中点和所述第一桥臂的中点连接第一限流电路、电源和电感构成第一串联支路；直流母线电容，与所述第一桥臂以及所述第二桥臂并联连接；整流电路，所述整流电路的输入端耦接于所述电源；至少一个第一辅助电源，所述至少一个第一辅助电源的输入端耦接于所述整流电路的输出端；以及控制器，耦接所述至少一个第一辅助电源以及所述第二桥臂的多个开关器件；其中，在所述控制器启动之后，所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述飞跨电容充电。2.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，在所述控制器启动之前，所述飞跨电容及所述直流母线电容的初始电压为0。3.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，所述至少一个第一辅助电源的输入端通过防反二极管与所述直流母线电容并联连接。4.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，当所述直流母线电容的电压大于所述整流电路的输出电压时，所述至少一个第一辅助电源由所述直流母线电容进行供电。5.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，还包括至少一个第二辅助电源，所述至少一个第二辅助电源的输入端与所述直流母线电容并联连接。6.根据权利要求5所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，所述第二辅助电源的输出功率大于所述第一辅助电源的输出功率。7.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，在所述控制器启动之后且所述第一限流电路接通之前，所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件导通。8.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述直流母线电容充电。9.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，还包括第三桥臂，包括串联连接的多个开关器件；所述第三桥臂与所述第一桥臂并联连接且所述第三桥臂的中点连接于所述第一串联支路；其中，当所述控制器启动之后，所述电源通过所述第二桥臂的相应的开关器件、所述第一桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述飞跨电容充电；或者所述电源通过所述第二桥臂的相应的开关器件、所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第一限流电路以及所述第三桥臂的相应的开关器件给所述飞跨电容充电。10.根据权利要求9所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第二桥臂的相应的开关器件以及所述第一限流电路给所述直流母线电容充电；和/或所述电源通过所述第一桥臂的相应的开关器件、所述第
一限流电路以及所述第三桥臂的相应的开关器件给所述直流母线电容充电。11.根据权利要求1所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，所述多电平变换电路为3电平变换器电路，所述第二桥臂包括串联连接的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件；所述飞跨电容跨接于所述第一开关器件和所述第四开关器件。12.根据权利要求11所述的具有飞跨电容的多电平变换电路，其特征在于，当所述飞跨电容的电压达到第一预设值时，所述飞跨电容完成充电；所述控制器用于控制所述第二桥臂的相应的开关器件断开，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董慨，王艺潮，杜帅林，章进法，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：