[發(fā)明專利]一種三相同步整流電路及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910107449.7
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101895214A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 吳建安
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/155
• 分類號: H02M7/155
• 代理公司: 深圳市威世博知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

技術領域

本發(fā)明涉及電子電力領域，尤其涉及一種應用于四象限變頻器中的三相同步整流電路及這種同步整流電路的控制方法。

背景技術

隨著國家的節(jié)能減排政策越來越明朗，越來越深入，作為大耗電的設備，電機采用變頻器調(diào)速的比例也越來越高。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，其最主要的特點是具有高效率的驅(qū)動性能及良好的控制特性。簡單地說，變頻器首先把交流電源的電能轉(zhuǎn)換為直流電，再把直流電變化為頻率可變的交流電來驅(qū)動負載，如：通過改變電機輸入電壓的頻率來改變電機轉(zhuǎn)速。但是，傳統(tǒng)的通用變頻器，例如圖1，其整流電路11是利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟娮儞Q為直流電，實現(xiàn)整流。但由于二極管是不可控元件，因此，二極管整流是不可控整流，只能實現(xiàn)電能從電網(wǎng)向電機側(cè)流動的單向傳輸，對很多周期性工作的位能性負載(如電梯、抽油機等)，或在電機減速過程中產(chǎn)生的慣性能量，常采用能耗制動的方式來消耗電機的再生能量，而不能使這部分能量得到有效利用。

而另外一種更高端的產(chǎn)品PWM整流/回饋變頻器，例如：中國發(fā)明專利申請公開說明書中公開號“CN1949645”名稱為“能量回饋功率單元”公開的一種能量回饋功率單元，用于功率單元串聯(lián)型高壓變頻器、實現(xiàn)四象限運行能力，其控制電路包括：由三相電容器和三相電抗器組成的濾波電路、由IGBT構(gòu)成的三相同步整流橋、由電容組成的直流濾波電路、由IGBT構(gòu)成的單元逆變橋，以及分別對三相同步整流橋和單元逆變橋的工作狀態(tài)進行控制的同步整流控制電路和單元逆變控制電路。雖能實現(xiàn)完美的能量回饋功能，但存在系統(tǒng)成本高、干擾大等不足，目前只應用于要求高性能，對成本沒有太多要求的高端行業(yè)，但在要求低成本的通用變頻器行業(yè)還缺乏競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，須提供一種成本低，損耗小，電磁干擾小，能實現(xiàn)能量回饋的三相同步整流電路。

另外，還需提供一種成本低，控制簡單，適用范圍廣的同步整流電路的控制方法。

一種三相同步整流電路，應用于四象限變頻器，具有直流端及交流端，所述三相同步整流電路包括至少3個雙管封裝的絕緣柵雙極型晶體管以及與每一個絕緣柵雙極型晶體管反并聯(lián)連接的二極管；所述至少3個雙管封裝的絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)連接，構(gòu)成三相橋式電路；所述三相同步整流電路與電網(wǎng)之間還連接有控制器，用于根據(jù)電網(wǎng)輸入的三相交流電壓的相位，控制每一個絕緣柵雙極型晶體管的導通；當四象限變頻器中的輸入電壓大于直流母線電壓時，所述三相同步整流電路處于整流狀態(tài)；當四象限變頻器中的直流母線電壓大于輸入電壓時，所述三相同步整流電路處于能量回饋狀態(tài)。

上述的三相同步整流電路，其中：所述三相同步整流電路的直流端還串聯(lián)有直流電抗器，用于限制三相同步整流電路中流過絕緣柵雙極型晶體管的電流突變。

上述的三相同步整流電路，其中：所述三相同步整流電路的交流端還串聯(lián)有交流電抗器，用于限制三相同步整流電路中流過絕緣柵雙極型晶體管的電流突變，并防止換相時直通和電網(wǎng)浪涌電壓對絕緣柵雙極型晶體管的影響。

上述的三相同步整流電路，其中：所述三相橋式電路由3個雙管封裝的絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成，一個雙管對應一相；每一相均包括第一絕緣柵雙極型晶體管以及第二絕緣柵雙極型晶體管；所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極與直流母線的正極相連，作為三相同步整流電路的直流端；所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極與直流母線的負極相連；所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極與第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極相連接，公共點作為三相同步整流電路的交流端。

上述的三相同步整流電路，其中：所述第一絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)連接有第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極相連，其陰極與所述第一絕緣柵雙極型晶體管的集電極相連；所述第二絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)連接有第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極相連，其陰極與所述第二絕緣柵雙極型晶體管的集電極、第一二極管的陽極相連。

上述的三相同步整流電路，其中：每一個絕緣柵雙極型晶體管的開通相位角為120°或小于120°。