[发明专利]一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器

说明书

本发明涉及电力电子领域，具体是一种以零电流转换作为软开关的新型三相电压整流器。该整流器包括：三相不可控整流桥、上下各串接一个DC‑DC Buck斩波器、一个有源三次谐波电流注入网络、两个快速可关断开关管（T+和T）以及两个零电流开关PWM变换器单元。整流器的三相交流输入电源取自电网对称三相电，通过滤波器后再接三相不可控整流桥。本发明是一种单向、降压、带有功率因数校正功能的新型三相DC‑DC整流器。与传统的整流器相比它具有单位功率因数运行，开关损耗小，输入电流谐波率低，全电压可调等优异性能。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体是一种以零电流转换作为软开关的新型三相电压整流器。

背景技术

随着工业技术的飞速发展，人们对使用的电能的质量要求越来越高，在能源日益危机的今天，以高效节能、优质合理使用电能为特点的电力电子装置得到了前所未有的发展。电力电子设备的使用已经非常广泛，无论是对于一个小的家庭，还是对于一个大的国家，它都已经不可或缺。但是过度的使用，同时也带来了新的问题，即谐波问题。随着谐波问题的严重化，其对电网的影响也是更加严重。所以，为了降低电能的损耗，降低谐波变得刻不容缓。

因此寻找一种新型的整流器拓扑结构显得极其重要，整流器的开关损耗与开关频率之间呈线性关系，随着开关频率的提高，开关损耗就会越来越大，这时候就需要采用软开关技术来降低开关损耗，同时减少谐波提升电能质量。而零电流开关PWM变换器就是一种运用较为广泛的软开关。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器，此整流器此电路具有较低的器件电压应力、宽范围降压输出、较强输入、输出电流控制能力的特点，具有高频、高效传输、全负载。同时由于使用了零电流开关PWM变换器作为软开关，未增大导电损耗的情况下大大降低了开关损耗。

一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器，包括由 6 个二极管构成的整流桥，输入滤波电路，由6个二极管和6个IGBT组成的谐波注入电路，以及两个零电流开关PWM变换器开关单元，其特征在于其基本电路为三相 Buck 型 PFC 整流电路。其中所述的滤波电路为LC型滤波电路，其电容公共端接地；所述的整流桥和谐波注入电路共同构成输入电压的选择部分，其为相互并联的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联的二极管以及桥臂的中点一侧串联两个方向不同的具有低正向压降的IGBT管作为开关管T+和T-，然后串接RLC输出电路。另一侧经输入滤波电路与三相电压源相连。所述的开关PWM变换器开关单元是在开关管上并联一个二极管再串联一个谐振电感，在buck电路二极管上并联一个开关单元完成开关管T-和T+的零电流关断。

附图说明

为更清楚的说明本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器结构示意图。

图2为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器中零电流开关PWM变换器开关单元。

图3为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器中三相谐波网络的导通状态。

图4为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器的统一区间瞬时等效电路。

图5为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器第一阶段T-，T+同时导通的工作状态。

图6为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器第二阶段T-截止，T+导通的工作状态。

图7为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器第三阶段T-导通，T+截止的工作状态。

图8为本发明一种基于零电流开关PWM变换器的三相电压整流器第四阶段T-，T+同时截止的工作状态。