[發明專利]限制反向恢復電流的變流器

無效

• 申請號: 200810034337.9
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101345489A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 吳衛民
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/10;H02M7/5387;H02M3/155
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 任蓮瑤

技術領域：

本發明涉及一種DC/AC變流器，特別涉及一種限制反向恢復電流的高功率密度輸出的DC/AC變流器。

背景技術：

隨著社會發展，傳統能源日益緊張，新型清潔能源(如太陽能、燃料電池)發電技術越來越受到人們的關注。由于可再生能源等效直流輸出電壓可能在很大范圍內變化，并網發電時就需要高效的DC/AC變流器進行直流/交流電壓變換。

目前，DC/AC變流器主要包括兩類：

1、隔離型DC/AC變流器。這種隔離型DC/AC變流器輸入端與輸出端電氣不相通，通過脈沖變壓器的磁耦合方式傳遞能量，輸入輸出完全電氣隔離，其優點在于能實現電網和發電源的電器隔離，因而系統安全性好；通過設計變壓器的變化比較容易實現電壓變換，因而控制相對簡單。但是由于全部功率要通過變壓器，因而系統的效率相對降低。

2、非隔離型DC/AC變流器。這種非隔離型DC/AC變流器輸入端與輸出端電氣相通，沒有隔離，主要采用BOOST型電路來實現直流電壓調整，電路結構簡單，相對于隔離型DC/AC變流器的效率相對較高。但是在三相輸出供電系統中，由于高耐壓器件相對于低耐壓器件的反向恢復特性要差很多，因而非隔離型三相DC/AC變流器難以在低成本的前提下提高功率密度；而如果采用多電平拓撲結構，控制的復雜性增加，裝置的可靠性下降。

發明內容：

本發明針對上述現有三相DC/AC變流器控制中所存在的不足，而提供一種成本低，可靠性高，功率密度高的限制反向恢復電流的三相DC/AC變流器。

為了達到上述目的，本發明所提供的限制反向恢復電流的變流器，主要包括等效直流電源、升壓變換器、可控電容支路、三相輸出變流器；所述等效直流電源的正負輸出端分別與升壓變換器的直流輸入正負兩端連接；所述升壓變換器的直流輸出正端和可控電容支路的一端以及三相輸出變流器的正母線端連接；升壓變換器的直流輸出負端和可控電容支路的另一端以及三相輸出變流器的負母線端連接；所述三相輸出變流器的三相交流端分別與三相負載或三相電網相接提供電能。

所述可控電容支路的控制開關的反向恢復特性優于所述升壓變換器的二極管的反向恢復特性，從而能降低升壓變換器的工作損耗，提高升壓變換器的工作頻率。

所述可控電容支路的控制開關的反向恢復特性優于所述三相輸出變流器一個開關管的反向恢復特性，從而能降低三相輸出變流器的換流損耗，提高三相輸出變流器的工作頻率。

所述三相輸出變流器可為由慢速IGBT器件或普通MOSFET組成的逆變器。

所述三相輸出變流器也可為由不同類型的開關器件組合而成的逆變器。

所述三相輸出變流器中至少有一個開關器件的反向恢復特性比所述可控電容支路的控制開關的反向恢復特性差，從而能提高三相輸出變流器的性價比。

所述可控電容支路的控制開關和電容的物理位置可以互換。

所述升壓變換器的升壓控制開關的開通必須在所述可控電容支路的控制開關開關管關斷期間進行，從而最大程度降低升壓控制開關的開通損耗。

根據上述技術方案得到的限制反向恢復電流的三相DC/AC變流器的控制能夠達到下述優點：

1、通過所述的可控電容支路開關控制可以實現對所述的輸出變流器和升壓變換器的所有開關管進行反向恢復電流限制，同時所述的可控電容支路開關管容量相對于其他開關管可以很小，這樣在低成本前提下，提高了整個變流器的功率密度和效率。

2、相對于傳統多電平變流器方案，控制簡單，器件的利用率得到提高，裝置的可靠性得到提高。

3、通過所述的電路中的各個器件反向特性限制和規定能夠很好的降低器件的損耗、提高器件的工作頻率和器件的性價比。

附圖說明：

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。

圖1為本發明的電路原理圖

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

根據圖1，本發明所述限制反向恢復電流的三相DC/AC變流器包括等效直流電源1、升壓變換器2、可控電容支路3、三相輸出變流器4。圖上所顯示出的等效直流電源1的輸出電壓經過升壓變換器2饋送至可控電容支路3兩端以及三相輸出變流器4直流母線的兩端，經輸出三相變流器變換后，產生相應的交流電壓，將電能提供給負載或直接饋送至電網。