[发明专利]一种变流电路

说明书

本发明公开了一种变流电路，它包括三相电压源电路单元、三相整流电路单元、逆变电路单元。与传统的三相三线型PFC/APF/SVG等相比，本发明的变流电路可以只采用一个电感，也可根据具体需求将该电感设计为两个电感在回路中串联的等效形式，且具有更少的开关动作，从而降低系统成本，开关周期内仅三个开关管动作，开关损耗小；变流电路可采用简单的PWM载波调制，控制方法简单，系统效率较高。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种低开关损耗的变流电路，适用于三相应用场合。

背景技术

逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源与公共电网交换能量或向交流负载供电时，就需要逆变电路；另外，有源电力滤波器、交流电动机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路。

传统桥式逆变电路具有成本低、结构简单的优点，但是上下桥臂之间必须存在死区的问题，且传统桥式逆变电路控制器设计复杂，系统调试难度大。开关耐压为总输入电压，使得开关耐压等级较高，这些问题限制了逆变电路开关频率，导致开关损耗较高。同时输出电压谐波含量丰富，从而导致其输出滤波电感的体积和损耗都较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变流电路，该电路结构简单，能够有效降低功率器件的开关损耗和导通损耗，有利于提高电路效率。

本发明提供的一种变流电路，包括电压源电路单元、整流电路单元、逆变电路单元，其中电压源电路单元由三个电压源Ua、Ub、Uc组成，Ua、Ub、Uc电源的一端连在一起；整流电路单元由第一开关模块第二开关模块、第三开关模块组成，每个开关模块均有1、2、3端口，第一开关模块的1端口与Ua的另一端相连，第二开关模块的1端口与Ub的另一端口相连，第三开关模块的1端口与Uc的另一端相连；第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块的2端口连接在一起后，与电感L1的一端连在一起；第一开关模块第二开关模块、第三开关模块的3端口连接在一起后，与电感L2的一端连在一起；逆变电路单元由第四开关模块构成，第四开关模块有1、2端口，其中1端口与电感L1的另一端相连，2端口和电感L2的另一端相连。

优选的，开关模块可以由多个功率开关管与二极管通过不同的组合形式构成。

优选的，所述其内部的逆变电路单元或第一开关模块(201)第二开关模块(202)、第三开关模块(203)由多个含反并二极管的功率开关通过不同的方式连接而成。其典型的连接方法如图1中所示。

优选的，电路中开关模块所用开关由含反并二极管的功率开关管构成，这些功率开关管连接方式如图1中所示，俗称按对管的连接办法。

优选的，功率开关管是MOSFET、IGBT或二极管的组合。

优选的，在实施电感电流控制的前提下，通过第一开关模块(201)第二开关模块(202)、第三开关模块(203)实现电流在三个电压源之间的合理分配。

优选的，通过控制三相整流电路单元，实现三相电流中绝对值最大一项对应的开关模块低频切换，另外两相对应的开关模块高频切换，有利于减小开关损耗。

本发明的有益效果为：与传统的三相三线型PFC/APF/SVG等相比，只采用一个电感(按照电路理论的相关常识，这里直接认为L1、L2两个串联的电感等效为一个电感)，且具有更少的开关动作，从而降低系统成本，开关周期内仅三个开关管动作，开关损耗小；变流电路可采用简单的PWM载波调制，控制方法简单，系统效率较高。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种变流电路结构示意图。

图2(1)和图2(2)是本发明实施例1的电感电流波形控制框图。

图3(1)～图3(8)是本发明的三相整流电路单元典型的几种开关模块。