[發明專利]一種AC/DC PWM變換電路及其控制裝置

無效

• 申請號: 200710017175.3
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101127493A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 何洪臣;李瑞來;胡順全;趙強
• 申請（專利權）人: 山東新風光電子科技發展有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/12;H02M1/14
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所
• 代理人: 李桂存

(一)技術領域

本發明涉及到AC/DC?PWM的現代電力電子變換技術，特別涉及到一種AC/DC?PWM變換電路及其控制裝置。

(二)背景技術

在現有技術中AC/DC?PWM變換技術主要有三種方法，一是二極管不控整流，二是晶閘管相控整流，三是PWM可控整流。前兩種整流變換電路及控制方法使電流諧波THD比較大，對電網干擾較大，在一些精密場合不允許使用。鑒于此，用PWM可控AC/DC變換電路及其控制來解決上述問題。

(三)發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種AC/DC?PWM變換電路及其控制裝置，解決輸入諧波高，整機效率低，具有工作可靠，性能優良，網側功率因數高等特點，屬于當今世界的一種“綠色”電力電子變換技術。

本發明是通過以下措施來實現的：

本發明的AC/DC?PWM變換電路，是由輸入電抗器電路、電平電路、濾波吸收電路、直流母線依次連接組成，電平電路和濾波吸收電路連接在直流母線之間，輸入電抗電路的三個輸出端分別連接電平電路的三個輸入端，電平電路的輸出端分別連接到濾波吸收電路的輸入端上；所述的電平電路是由全控器件、二極管和嵌位二極管組成，全控器件相互串聯，二極管串聯在全控器件的兩端并連接在直流母線上，箝位二極管并聯在二極管之間的連接點與全控器件之間的連接點上。

上述本發明的AC/DC?PWM變換電路，所述的電平電路為兩電平電路、三電平電路、五電平電路、七電平電路、或者更高的奇數多電平電路。

本發明的AC/DC?PWM變換電路，所述的濾波吸收電路是由多個濾波電容串聯組成。

本發明的AC/DC?PWM變換電路裝置，對于奇數多電平電路拓撲靠近正、負母線兩側的對等數量電力電子元器件是二極管，此二極管是快恢復的，電路中的全控器件可以是IGBT、MOSFET、IGCT等，同時也可以用這些器件代替快恢復二極管。

本發明所述的AC/DC?PWM變換電路的控制裝置，是由輸入電源、輸入電抗器電路、電平電路、濾波吸收電路、直流母線依次連接；輸入電源連接相電壓相電流取樣電路，直流母線連接直流母線電壓取樣器，相電壓相電流采樣電路和直流母線電壓取樣器均與電壓電流調節器連接，電壓電流調節器連接PWM生成電路，PWM生成電路連接在電平電路上。

常規的PWM整流電路拓撲，無論是兩電平還是多電平都是由全控器件組成。本發明的電平電路是串聯的可控功率器件和快恢復二極管組成，可控功率器件成倍減少。當本發明的AC/DC?PWM變換電路中全用可控器件IGBT控制時，也只是用靠近正、負母線端IGBT全控器件內部的反并聯的二極管而已。

本發明的AC/DC?PWM變換電路及控制裝置，有別于常規PWM整流控制方法，電路拓撲結構簡單，控制算法巧妙且易實現。利用了DC/DC變換中的boost變換思維，把輸入電流高次諧波電流作為反饋量進行電流閉環控制，可以有效解決間接電流控制方法的不足。該裝置的輸出正負母線電壓穩定，網側功率因數高，電流諧波低且能滿足國標要求。

(四)附圖說明

圖1是一種簡單的AC/DC?PWM變換電路的主電路圖

圖中：2、輸入電抗電路3、電平電路9、濾波吸收電路L是電感，Va3～Va6、Vb3～Vb6、Vc3～Vc6是全控器件，Va1、Va2、Va7、Va8、Vb1、Vb2、Vb7、Vb8、Vc1、Vc2、Vc7、Vc8是二極管，Va9～Va20、Vb9～Vb20、Vc9～Vc20是箝位二極管，C1～C4是濾波電容。

圖2是AC/DC?PWM變換電路控制裝置的原理方塊圖

圖中：1、輸入電源2、輸入電抗器電路3、電平電路4、直流母線5、PWM生成電路6、相電壓相電流采樣電路7、電壓電流調節器8、直流母線電壓取樣器。

(五)具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作具體的說明。

實施例1：

本發明AC/DC?PWM變換電路的主電路以五電平為例的原理圖，如圖1所示。

其電路結構形式由輸入電抗電路2，電平電路3，濾波吸收電路9組成。它們之間的連接關系如圖1所示。

三相電壓的整流、濾波拓撲與普通的三相整流、濾波拓撲相同。所不同的是，整流橋的上下橋臂由原來的全部是全控器件改為由全控器件和快恢復二極管相串聯及嵌位二極管組成的電平電路，并在電源的正負母線之間接入了由電容C1～C4串聯組成的吸收濾波電路。