[发明专利]三电平直流变换器

说明书

技术领域

本发明公开了三电平直流变换器，属于电力电子器件的技术领域。

背景技术

近年来随着对电力电子技术的深入研究，人们对使用市电的功率变换装置的用电质量提出了越来越严格的要求。国际电工委员会已经制定了标准IEC61000-3-2，对谐波含量进行限制。这样电气装置就有必要采用功率因数校正技术。中、大功率的高频开关电源一般为三相380VAC±20%输入，整流后的直流母线电压最高将会达到640V左右；如果采用三相功率因数技术，直流母线电压通常会达到760-800V，甚至会高达上千伏，这就使得后级直流变换器中开关管的电压应力大大增加，给器件的选取带来了困难。

三电平变换器是通过增加开关管的数量来降低变换器中开关管的电压应力，使之适用于输入电压高的场合。半桥三电平变换器是最早提出的隔离型三电平变换器之一，它具有电路结构简单，可以实现软开关，开关频率恒定等优点，因而得到广泛应用。现有的三电平变换器具有点了复杂，操作繁琐，功率开关管应力打的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了三电平直流变换器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

三电平直流变换器，包括分压电路、三电平电路、直流变换器，所述分压电路的输入端接是直流电压源，输出端接三电平电路的输入端；所述三电平电路的输出端接直流变换器的输入端；所述直流变换器的输出端接滤波电路。

所述三电平直流变换器中，直流变换器为全桥变换器或者半桥变换器。

所述三电平直流变换器中，三电平电路为二极管钳位型三电平逆变电路。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

（1）所有开关管的电压应力均为输入电压的一半，适用于高压输入场合；

（2）采用半桥直流变换器或全桥直流变换器，简化了电路构成；

（3）可采用传统的PWM控制或移相控制策略，简单易行。

附图说明

图1为三电平直流变换器的电路图。

图2为采用全桥变换器构成的三电平直流变换器。

图3为采用半桥变换器构成的三电平直流变换器。

图4至图9为采用半桥变换器构成的三电平直流变换器在6个开关模态的等效电路结构示意图。

图中标号说明：Q₁-Q₆为第一三极管至第六三极管，C₁-C₆为第一开关管寄生电容至第六开关管寄生电容，D₁-D₆为第一开关管体二极管至第六开关管二极管，C_d1-C_d4为第一分压电容至第四分压电容，C_ss为飞跨电容，D_f1、D_f2分别为第一续流二极管、第二续流二极管，L_lk为寄生电感，T_r为隔离变压器，D_R1、D_R2分别为第一整流二极管、第二整流二极管，L_f为输出滤波电感，C_f为输出滤波电容，R_ld为负载。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，三电平直流变换器包括分压电路1，二极管钳位型三电平逆变电路2，桥式变换器3。分压电路1的输入端接是直流电压源V_in，输出端接二极管钳位型三电平逆变电路2的输入端；二极管钳位型三电平逆变电路2的输出端接桥式变换器3的输入端；桥式变换器3的输出端接滤波电路4。

分压电路1为第一分压电容C_d1、第二分压电容C_d2组成的串联支路，直流电压源V_in并联在串联支路两端。