一种谐振极型三相软开关逆变电路制造技术

一种谐振极型三相软开关逆变电路，属于电力电子技术领域，该逆变电路在直流母线之间串联三个电解电容，ａ相桥臂上，在桥臂中点与上下桥臂的开关器件之间分别接入一个耦合电感。第三个耦合电感的一端与一个二极管的阳极相连构成串联支路，该支路再与中间的电解电容并联。上下桥臂的开关器件分别并联由一个谐振电感，一个二极管和一个谐振电容构成的支路，在这两个支路的谐振电容与二极管的连接点上分别接入一个二极管，这两个接入的二极管另一端分别与中间电解电容的正负极相连。ｂ相和ｃ相的电路连接方式与ａ相相同。在本发明专利技术的电路中，当三相电路分别具有各自的谐振电感时，开关器件开通时的对应相上的谐振电感中电流为零，减小了开通损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，特别涉及一种谐振极型三相软开关逆变电路。技术背景电力电子技术是电子学的一个新型应用领域，其特征是用功率电子开关处理电力 的控制与变换；常用的控制方法是斩波控制方式的脉冲宽度调制(PWM)技术。但在通常电 力变换器电路中，全控型功率电子器件在PWM控制下进行开关换流，会出现硬开关效应在 开关过渡期间，电压或电流会出现高变化率的脉冲峰，同时两者波形有很大交叠区。因此， 硬开关必然产生电路损耗大、电磁干扰严重、可靠性降低等缺陷；而且这种缺陷在较高频率 下更严重。解决硬开关缺陷的有效方法是附加上软开关电路。由于现代电力电子装置愈来 愈趋向于小型化和轻量化，必然要求开关频率越来越高。当开关频率很高时，给电路造成严 重的噪声污染和开关损耗，且产生严重的电磁干扰，软开关技术的出现解决了这一系列问 题。软开关技术指通过辅助谐振电路使开关管开通前电压先降为零，关断前电流先降为零， 实现零电压开通，零电流关断；或者通过辅助谐振电路降低开关管开通瞬间的电流的上升 率和开关管关断瞬间的电压的上升率，实现零电流开通和零电压关断，从而大大降低了开 关功率损耗，减少了噪声污染和电磁干扰。软开关逆变器根据辅助谐振电路在逆变器主电路上的不同位置可分为谐振直流 环节逆变器和谐振极逆变器。谐振直流环节逆变器的辅助谐振电路位于直流电源和逆变桥 之间，逆变器本身具有很强的耦合性，当1个开关管需要零电压条件时，整个母线电压必须 谐振到零，这样母线电压出现很多过零凹槽，既影响了谐振频率的进一步提高，又减小了直 流电压的利用率。
技术实现思路
为了解决现有软开关逆变电路结构复杂、成本高，直流电压的利用率低的缺点，本 专利技术的目的是提供一种谐振极型三相软开关逆变电路，它的三相辅助谐振电路分别具有各 自的谐振电感，各相的谐振不存在互相的影响，真正实现三相谐振电路之间是独立可控的， 保证开关器件开通时，其对应相上的谐振电感中的电流为零，实现开关器件的零电流开通， 减小开通损耗。本专利技术采用的技术方案是在直流母线之间串联了三个电解电容Cdl、Cd(l、Cd2，三个 电解电容所在的支路并联三个桥臂a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂，与a相相连的是a相桥 臂，与b相相连的是b相桥臂，与c相相连的是c相桥臂；开关器件S” S4分别反并联二极管Di和D4，开关器件S” S4位于a相桥臂，开关器 件S2，s5分别反并联二极管D2和D5，开关器件S2，S5位于b相桥臂，开关器件s3，s6分别反 并联二极管D3和D6，开关器件S3，S6位于c相桥臂，在a相桥臂的中点与开关器件Si之间 接入耦合电感k，在a相桥臂的中点与开关器件S4之间接入耦合电感L4，耦合电感k和L4 的连接点作为a相桥臂的中点；在b相桥臂的中点与开关器件S2小之间接入耦合电感L2，在b相桥臂的中点与开关器件S5之间接入耦合电感L5,耦合电感L2和L5的连接点作为b 相桥臂的中点；在c相桥臂的中点与开关器件S3之间接入耦合电感L3，在c相桥臂的中点 与开关器件S6之间接入耦合电感L6，耦合电感L3和L6的连接点作为c相桥臂的中点；在a 相上，耦合电感Lfl与耦合电感Lp L4紧密耦合在同一铁芯上，在b相上，耦合电感Lf2与耦 合电感L2、L5紧密耦合在同一铁芯上，在c相上，耦合电感Lf3与耦合电感L3、L6紧密耦合在 同一铁芯上，Lfl, Lf2, Lf3的一端都与电解电容Cdtl的负极相连，Lfl, Lf2, Lf3的另一端分别与 二极管Dfl、Df2, Df3的阳极相连，Dfl, Df2, Df3的阴极都与电解电容Cdtl的正极相连；谐振电容Cri的一端接在a相桥臂的耦合电感L1与开关器件S1的连接点上，Cri的 另一端与二极管Ddl的阴极相连，Ddl的阳极与电解电容Cdtl的正极相连，二极管Dri的阳极接 在二极管Ddl与谐振电容Cri的连接点上，Drl的阴极与谐振电感Lri的一端相连，Lrl的另一 端接在直流母线的正极上；谐振电容Crf的一端接在b相桥臂的耦合电感L2与开关器件S2的连接点上，Crt的 另一端与二极管Dd2的阴极相连，Dd2的阳极与电解电容Cdtl的正极相连，二极管Drt的阳极接 在二极管Dd2与谐振电容Crf的连接点上，Dr2的阴极与谐振电感Lrf的一端相连，Lr2的另一 端接在直流母线的正极上；谐振电容Cri的一端接在c相桥臂的耦合电感L3与开关器件S3的连接点上，Crt的 另一端与二极管Dd3的阴极相连，Dd3的阳极与电解电容Cdtl的正极相连，二极管Drt的阳极接 在二极管Dd3与谐振电容Cri的连接点上，Dr3的阴极与谐振电感Lri的一端相连，Lr3的另一 端接在直流母线的正极上；谐振电容Crt的一端接在a相桥臂的耦合电感L4与开关器件S4的连接点上，Crt的 另一端与二极管Dd4的阳极相连，Dd4的阴极与电解电容Cdtl的负极相连，二极管Drt的阴极接 在二极管Dd4与谐振电容Crt的连接点上，Dr4的阳极与谐振电感Lrt的一端相连，Lr4的另一 端接在直流母线的负极上；谐振电容Crf的一端接在b相桥臂的耦合电感L5与开关器件S5的连接点上，Crf的 另一端与二极管Dd5的阳极相连，Dd5的阴极与电解电容Cdtl的负极相连，二极管Drf的阴极接 在二极管Dd5与谐振电容Crf的连接点上，Dr5的阳极与谐振电感Lrf的一端相连，Lr5的另一 端接在直流母线的负极上；谐振电容Crfi的一端接在c相桥臂的耦合电感L6与开关器件S6的连接点上，Crf的 另一端与二极管Dd6的阳极相连，Dd6的阴极与电解电容Cdtl的负极相连，二极管Drf的阴极接 在二极管Dd6与谐振电容Crfi的连接点上，Dr6的阳极与谐振电感Lrfi的一端相连，Lr6的另一 端接在直流母线的负极上。本专利技术的一种优选方式结构见图1，与以上区别是，只接入两个谐振电感，二极 管Dri、二极管Drf和二极管Dri的阴极共同通过一个电感与直流母线的正极相连。即二极 管Dri、二极管D,2和二极管Drt的阴极都与谐振电感Lri的一端相连，Lrl的另一端接在直流 母线的正极上；二极管Drt、二极管Drf和二极管Drf的阳极共同通过一个电感与直流母线的 负极相连。即二极管Drt、二极管Drf和二极管Drf的阳极共同通过一个电感与直流母线的 负极相连。即二极管Drt、二极管Drf和二极管Drfi的阳极都与谐振电感Lrt的一端相连，Lr4 的另一端接在直流母线的负极上。本专利技术的有益效果由图4可以看出图2所示的本专利技术的电路采用SPWM调制能实5现开关管的零电流开通和零电压关断，很好的实现了软开关功能，解决了图1所示电路中 存在的问题。在图3和图4中，开关器件在t。n时刻开通，通过图3与图4中iri、v&1和仿真 波形的比较看出，本专利技术的一种谐振极型三相软开关逆变电路中a相谐振可以连续进行， 不会受其他相的干扰，所以a相二极管1^的反向电压没有尖锋，谐振电感中的电流峰值也 相对较低，提高了整个电路可靠性的同时，也有利于减小损耗，提高逆变器的效率。附图说明图1三相公用一组谐振电感的谐振极型三相软开关逆变电路图；图2本专利技术的谐振极型三相软开关逆变电路图；图3三相公用一组谐振电感的谐振极型三相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振极型三相软开关逆变电路，其特征是在直流母线之间串联了三个电解电容Ｃ↓［ｄ１］、Ｃ↓［ｄ０］、Ｃ↓［ｄ２］，三个电解电容所在的支路并联三个桥臂ａ相桥臂、ｂ相桥臂和ｃ相桥臂，与ａ相相连的是ａ相桥臂，与ｂ相相连的是ｂ相桥臂，与ｃ相相连的是ｃ相桥臂；　开关器件Ｓ↓［１］，Ｓ↓［４］分别反并联二极管Ｄ↓［１］和Ｄ↓［４］，开关器件Ｓ↓［１］，Ｓ↓［４］位于ａ相桥臂，开关器件Ｓ↓［２］，Ｓ↓［５］分别反并联二极管Ｄ↓［２］和Ｄ↓［５］，开关器件Ｓ↓［２］，Ｓ↓［５］位于ｂ相桥臂，开关器件Ｓ↓［３］，Ｓ↓［６］分别反并联二极管Ｄ↓［３］和Ｄ↓［６］，开关器件Ｓ↓［３］，Ｓ↓［６］位于ｃ相桥臂，在ａ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［１］之间接入耦合电感Ｌ↓［１］，在ａ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［４］之间接入耦合电感Ｌ↓［４］，耦合电感Ｌ↓［１］和Ｌ↓［４］的连接点作为ａ相桥臂的中点；在ｂ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［２］之间接入耦合电感Ｌ↓［２］，在ａ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［５］之间接入耦合电感Ｌ↓［５］，耦合电感Ｌ↓［２］和Ｌ↓［５］的连接点作为ｂ相桥臂的中点；在ｃ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［３］之间接入耦合电感Ｌ↓［３］，在ｃ相桥臂的中点与开关器件Ｓ↓［６］之间接入耦合电感Ｌ↓［６］，耦合电感Ｌ↓［３］和Ｌ↓［６］的连接点作为ｃ相桥臂的中点；在ａ相上，耦合电感Ｌ↓［ｆ１］与耦合电感Ｌ↓［１］、Ｌ↓［４］紧密耦合在同一铁芯上，在ｂ相上，耦合电感Ｌ↓［ｆ２］与耦合电感Ｌ↓［２］、Ｌ↓［５］紧密耦合在同一铁芯上，在ｃ相上，耦合电感Ｌ↓［ｆ３］与耦合电感Ｌ↓［３］、Ｌ↓［６］紧密耦合在同一铁芯上，Ｌ↓［ｆ１］、Ｌ↓［ｆ２］、Ｌ↓［ｆ３］的一端都与电解电容Ｃ↓［ｄ０］的负极相连，Ｌ↓［ｆ１］、Ｌ↓［ｆ２］、Ｌ↓［ｆ３］的另一端分别与二极管Ｄ↓［ｆ１］、Ｄ↓［ｆ２］、Ｄ↓［ｆ３］的阳极相连，Ｄ↓［ｆ１］、Ｄ↓［ｆ２］、Ｄ↓［ｆ３］的阴极都与电解电容Ｃ↓［ｄ０］的正极相连；　谐振电容Ｃ↓［ｒ１］的一端接在ａ相桥臂的耦合电感Ｌ↓［１］与开关器件Ｓ↓［１］的连接点上，Ｇ↓［ｒ１］的另一端与二极管Ｄ↓［ｄ１］的阴极相连，Ｄ↓［ｄ１］的阳极与电解电容Ｃ↓［ｄ０］的正极相连，二极管Ｄ↓［ｒ１］的阳极接在二极管Ｄ↓［ｄ１］与谐振电容Ｇ↓［ｒ１］的连接点上，Ｄ↓［ｒ１］的阴极与谐振电感Ｌ↓［ｒ１］的一端相连，Ｌ↓［ｒ１］的另一端接在直流母线上；...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张化光，褚恩辉，刘秀翀，王强，侯利民，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]