缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器制造技术

本公开涉及一种缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器。根据本公开的逆变器可以包括用于对直流母线电压进行逆变的逆变单元、第一缓冲单元和第二缓冲单元。逆变单元可以包括按顺序串联连接在直流母线正电压端子和直流母线负电压端子之间的第一外管、第一内管、第二内管和第二外管。第一缓冲单元可以连接在直流母线负电压端子和第一内管之间，用于抑制第一内管的电压应力。第二缓冲单元可以连接在直流母线正电压端子和第二内管之间，用于抑制第二内管的电压应力。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及逆变器
，特别是涉及一种缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器。
技术介绍
这个部分提供了与本公开有关的背景信息，这不一定是现有技术。逆变器是一种用于将直流电转变为交流电的装置。对于诸如NPC(Neutral pointclamped,中性点钳位)三电平逆变器之类的逆变器而言，内管电压应力过高是影响逆变器安全运行的问题之一。为解决该问题，逆变器可以设置有缓冲电路。当该缓冲电路需要外接的与主电路电气隔离的电源时，将会增大逆变器的体积和重量，并且使得控制变得相对 复杂。
技术实现思路
这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。本公开的目的在于提供一种缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器，能够有效地抑制逆变器中的内管的电压应力，而不需要外接的与主电路电气隔离的电源。一种逆变器可以包括用于对直流母线电压进行逆变的逆变单元、第一缓冲单元和第二缓冲单元。逆变单元可以包括按顺序串联连接在直流母线正电压端子和直流母线负电压端子之间的第一外管、第一内管、第二内管和第二外管。第一缓冲单元可以连接在直流母线负电压端子和第一内管之间，用于抑制第一内管的电压应力。第二缓冲单元可以连接在直流母线正电压端子和第二内管之间，用于抑制第二内管的电压应力。一种逆变器的缓冲电路可以包括第一缓冲单元和第二缓冲单元。第一缓冲单元可以连接在直流母线负电压端子和逆变器的第一内管之间，用于抑制第一内管的电压应力。第二缓冲单元可以连接在直流母线正电压端子和逆变器的第二内管之间，用于抑制第二内管的电压应力。根据本公开的缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器直接连接到直流母线正电压端子和直流母线负电压端子，而没有使用外接的与主电路电气隔离的电源。这样一来，可以减小逆变器的体积和重量，并且使得控制变得相对简单。从在此提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。图I为根据本公开的逆变器的示意结构的框图2为逆变器的逆变单元的电路结构图；图3为根据本公开实施例的带有缓冲电路的逆变器的电路结构图；图4为图2所示的逆变器考虑寄生电感后的等效电路图；图5a为图2所示的逆变器在第一模态的电流方向示意图；图5b为图2所示的逆变器在第二模态的电流方向示意图；图6为图3所示的逆变器考虑寄生电感后的等效电路图；图7a为图3所示的逆变器在第一模态的电流方向示意图；图7b为图3所示的逆变器在第二模态的电流方向示意图； 图7c为图3所示的逆变器在第三模态的电流方向示意图；图7d为图3所示的逆变器在第四模态的电流方向示意图；图8a为图2所示的逆变器的内管电压的波形图；图Sb为图3所示的逆变器的内管电压的波形图；以及图9为根据本公开另一个实施例的带有缓冲电路的逆变器的电路结构图。虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。具体实施例方式现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。如图I所示，根据本公开的一个具体实施例的逆变器100可以包括逆变单元110、第一缓冲单元120和第二缓冲单元130。逆变单元110用于对直流母线电压进行逆变。在此，逆变单元110可以包括按顺序串联连接在直流母线正电压端子Bus+和直流母线负电压端子Bus-之间的第一外管111、第一内管112、第二内管113和第二外管114。第一缓冲单元120可以连接在直流母线负电压端子Bus-和第一内管112之间，用于抑制第一内管112的电压应力。第二缓冲单元130可以连接在直流母线正电压端子Bus+和第二内管113之间，用于抑制第二内管113的电压应力。在如图I所示的逆变器100中，第一缓冲单元120和第二缓冲单元130分别借助于直流母线负电压源和直流母线正电压源来抑制第一内管112和第二内管113的电压应力，而没有使用外接的与主电路电气隔离的电源。这样一来，可以减小逆变器100的体积和重量。另外，由于省去了对外接电源的额外控制，所以可以使得控制变得相对简单。本教导适合于结合到许多不同类型的逆变器中。为了示例性的目的，下面以NPC(Neutral point clamped,中性点钳位)三电平逆变器为例进行描述。在三电平逆变的拓扑结构中，具有一个中性点将电压钳位，该中性点电压为直流母线电压的一半。NPC三电平逆变器采用三电平技术，可以实现三电平电压输出，使之相应的电流更加近似于正弦波的效果，提升逆变器的效率。如图2所示，NPC三电平逆变器中的逆变单元110中包括的第一内管112、第二内管 113、第一外管 111 和第二外管 114 均可以米用 MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物-半导体-场效应晶体管)器件。本公开对此并没有特殊限制。例如，第一内管112、第二内管113、第一外管111和第二外管114也可以均采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)器件。由图2可知，第一内管112、第二内管113、第一外管111和第二外管114可以均由MOSFET器件和二极管构成，所述二极管的阴极和阳极分别连接到MOSFET器件的源极和漏极。当采用IGBT器件时，MOSFET器件的栅极对应于IGBT器件的门极，MOSFET器件的源极对应于IGBT器件的集电极，并且MOSFET器件的漏极对应于IGBT器件的发射极。亦即，当采用IGBT器件时，二极管的阴极和阳极可以分别连接到IGBT器件的集电极和发射极。一般而言，从市场上可得到的MOSFET器件或IGBT器件本身可能设置有如上所述的连接在源极和漏极或者集电极和发射极之间的二极管。在这种情况下，第一内管112、第二内管113、第一外管111和第二外管114可以只采用MOSFET器件或IGBT器件而不需要另外的二极管。另一方面，如果MOSFET器件或IGBT器件本身没有设置有如上所述的连接在源极和漏极或者集电极和发射极之间的二极管，则需要添加另外的二极管。 具体地如图2所示，第一外管111可以包括MOSFET器件Ql和二极管Dl。第二外管114可以包括MOSFET器件Q4和二极管D4。第一内管112可以包括MOSFET器件Q2和二极管D2。第二内管113可以包括MOSFET器件Q3和二极管D3。MOSFET器件Ql的源极可以连接到直流母线正电压端子Bus+，并且其漏极可以连接到MOSFET器件Q2的源极。MOSFET器件Q2的漏极可以连接到MOSFET器件Q3的源极。MOSFET器件Q3的漏极可以连接到MOSFET器件Q4的源极。MOSFET器件Q4的漏极可以连接到直流母线负电压端子Bus-。位于第一内管112和第二内管113本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器，包括：逆变单元，用于对直流母线电压进行逆变，所述逆变单元包括按顺序串联连接在直流母线正电压端子和直流母线负电压端子之间的第一外管、第一内管、第二内管和第二外管；第一缓冲单元，其连接在所述直流母线负电压端子和所述第一内管之间，用于抑制所述第一内管的电压应力；以及第二缓冲单元，其连接在所述直流母线正电压端子和所述第二内管之间，用于抑制所述第二内管的电压应力。

【技术特征摘要】
2011.06.15 CN 201110161126.31.一种逆变器,包括 逆变单元，用于对直流母线电压进行逆变，所述逆变单元包括按顺序串联连接在直流母线正电压端子和直流母线负电压端子之间的第一外管、第一内管、第二内管和第二外管； 第一缓冲单元，其连接在所述直流母线负电压端子和所述第一内管之间，用于抑制所述第一内管的电压应力；以及 第二缓冲单元，其连接在所述直流母线正电压端子和所述第二内管之间，用于抑制所述第二内管的电压应力。2.根据权利要求I所述的逆变器，其中 所述第一缓冲单元包括并联连接到所述第一内管的两端的第一缓冲支路以及连接在所述第一缓冲支路和所述直流母线负电压端子之间的第一放电单元；以及 所述第二缓冲单元包括并联连接到所述第二内管的两端的第二缓冲支路以及连接在所述第二缓冲支路和所述直流母线正电压端子之间的第二放电单元。3.根据权利要求2所述的逆变器，其中 所述第一缓冲支路包括串联连接的第一缓冲电容器和第一缓冲二极管； 所述第二缓冲支路包括串联连接的第二缓冲电容器和第二缓冲二极管； 所述第一放电单元包括第一放电二极管，其连接在位于所述第一缓冲电容器和所述第一缓冲二极管之间的节点和所述直流母线负电压端子之间；以及 所述第二放电单元包括第二放电二极管，其连接在位于所述第二缓冲电容器和所述第二缓冲二极管之间的节点和所述直流母线正电压端子之间。4.根据权利要求3所述的逆变器，其中 所述第一缓冲电容器的一端与所述第一缓冲二极管的阳极相连接； 所述直流母线负电压端子与所述第一放电二极管的阳极相连接； 所述第二缓冲电容器的一端与所述第二缓冲二极管的阴极相连接；以及 所述直流母线正电压端子与所述第二放电二极管的阴极相连接。5.根据权利要求3所述的逆变器，其中 所述第一放电单元进一步包括第一电阻器，其连接在所述第一放电二极管和所述直流母线负电压端子之间；以及 所述第二放电单元进一步包括第二电阻器，其连接在所述第二放电二极管和所述直流母线正电压端子之间。6.根据权利要求5所述的逆变器，其中 所述第一缓冲电容器的一端与所述第一缓冲二极管的阳极相连接； 所述第一电阻器的一端与所述第一放电二极管的阳极相连接； 所述第二缓冲电容器的一端与所述第二缓冲二极管的阴极相连接；以及 所述第二电阻器的一端与所述第二放电二极管的阴极相连接。7.根据权利要求I至6任一所述的逆变器，其中 位于所述第一内管和所述第二内管之间的节点经由电感器和电容器连接到中线；两个二极管在串联连接之后与所述第一内管和所述第二内管串联连接而形成的支路并联连接，并且位于所述两个二极管之间的节点连接到所述中线；以及两个电容器在串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建宁，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：