[发明专利]有源中点箝位五电平变流器直流侧充电软启动电路及方法

摘要

本发明公开了一种有源中点箝位五电平变流器直流侧充电软启动电路及方法，所述电路包括：包括：开关K1、K2，限流电阻R1，分压电阻R2、R3，上母线电容，下母线电容，以及有源中点箝位五电平变流器单相桥臂。方法为：通过主开关的闭合，对飞跨电容和母线电容同时充电；飞跨电容电压达到设定值后，对母线电容单独充电。本发明结构简单，控制方便，增加的辅助支路较少；通过对主开关的控制，保证各主开关的电压应力均不高于母线电压的四分之一，实现安全可靠高效的软启动。该软启动方法不会影响主电路在正常工况下的工作，且辅助器件仅存在于母线之上，本发明适用于单相ANPC电路、三相三线制、三相四线制的ANPC逆变器电路。

主权项

1.一种有源中点箝位五电平变流器直流侧充电软启动方法，其特征在于：所述方法基于有源中点箝位五电平变流器直流侧充电软启动电路，该电路包括：开关K1、K2，限流电阻R1，分压电阻R2、R3，上母线电容CUP，下母线电容CDOWN，以及有源中点箝位五电平变流器单相桥臂；其中：开关K2的一端连接直流侧电源，限流电阻R1的一端连接开关K2的另一端，限流电阻R1的另一端与上母线电容Cup的上端相连或者与下母线电容CDOWN的下端相连，开关K1与限流电阻R1并联，分压电阻R2、R3与上母线电容CUP、下母线电容CDOWN分别并联，有 源中点箝位五电平电路单相桥臂的三端输入分别与上母线电容CUP的上端、上母线电容CUP的下端即下母线电容CDOWN的上端、下母线电容CDOWN的下端相连，有源中点箝位五电平变流器单相桥臂的输出端与输出滤波电感L相连；所述有源中点箝位五电平变流器单相桥臂由十二个具有反并联二极管的主开关管和一个飞跨电容Cf组成，所述十二个具有反并联二极管的主开关管分别为：一个主开关管S1、一个主开关管S2、一个主开关管S3、一个主开关管S4、两个主开关管S5、两个主开关管S6、两个主开关管S7、两个主开关管S8，其中：两个主开关管S5、一个主开关管S3、一个主开关管S1、一个主开关管S2、一个主开关管S4、两个主开关管S8依次串联后与上母线电容CUP、下母线电容CDOWN并联，在主开关管S1、S2的连接点引出单相桥臂的交流出线，两个主开关管S6、两个主开关管S7依次串联后与主开关管S3、S1、S2、S4串联成的整体并联，主开关管S6、S7的连接点与上母线电容CUP、下母线电容CDOWN的连接点相连，飞跨电容Cf与主开关管S1、S2串联成的整体并联；所述方法包括以下步骤：步骤S01：上母线电容CUP、下母线电容CDOWN均为零，飞跨电容Cf电压也为零，开关K1、K2均断开，有源中点箝位五电平单相变流器处于停机状态；此时，闭合主开关管S3、S4、S5、S8，并闭合开关K2，由直流侧电源通过限流电阻R1给上母线电容CUP、下母线电容CDOWN和飞跨电容Cf充电，分压电阻R2、R3均衡上母线电容CUP、下母线电容CDOWN电压；步骤S02：当飞跨电容Cf电压达到设定值E，其中E表示总母线电压设定值的四分之一，断开主开关管S3、S4、S5、S8，由直流侧电源通过限流电阻R1给上母线电容CUP、下母线电容CDOWN充电，分压电阻R2、R3均衡上母线电容CUP、下母线电容CDOWN电压；步骤S03：当上母线电容CUP、下母线电容CDOWN电压达到设定值2E，即母线电压的二分之一时，闭合开关K1，ANPC有源中点箝位五电平单相变流器处于待机状态。