[發(fā)明專利]諧振型逆變裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110187910.1
• 申請日: 2011-07-06
• 公開（公告）號: CN102332842A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 松本剛幸
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M7/5383
• 分類號: H02M7/5383
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;馬建軍

技術領域

本發(fā)明涉及將直流變換為交流的軟開關控制的諧振型逆變裝置。

背景技術

作為諧振型逆變裝置的一例，公知具有V接線逆變電路的電力變換裝置(專利文獻1)。該電力變換裝置設置第1輔助開關和第2輔助開關、諧振電抗器以及諧振電容器，通過接通、斷開第1輔助開關和第2輔助開關，在諧振電抗器和諧振電容器中產(chǎn)生諧振，使主開關的接通成為零電壓開關(軟開關)，降低了主開關的開關損失。

在該電力變換裝置中，在第1輔助開關和第2輔助開關中未設置緩沖電路，但是，在實用方面，優(yōu)選在第1輔助開關和第2輔助開關的集電極-發(fā)射極之間追加緩沖電路，實現(xiàn)過電壓保護和高頻振動抑制。

圖4是示出現(xiàn)有的包含緩沖電路的諧振型逆變裝置的電路圖。在圖4中，在直流電源E的兩端連接有升壓電路1。該升壓電路1通過連接在直流電源E的兩端的升壓電抗器L1與由絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)構成的開關Qo的串聯(lián)電路、以及陽極連接在升壓電抗器L1與開關Qo的連接點的二極管Dc構成，對直流電源E的電壓進行升壓。在開關Qo的集電極-發(fā)射極之間并聯(lián)連接有二極管Do和電容器Co。

在升壓電路1的輸出兩端，經(jīng)由正側輸入線P和負側輸入線N連接有輔助電路2a。輔助電路2a如下構成。在正側輸入線P與負側輸入線N之間連接有由IGBT構成的輔助開關Q1、輔助電容器Ca、輔助電容器Cb的串聯(lián)電路。在輔助電容器Ca和輔助電容器Cb的連接點與正側輸入線P之間連接有諧振電抗器Lr、由IGBT構成的輔助開關Q2的串聯(lián)電路。

在輔助開關Q1的集電極-發(fā)射極之間并聯(lián)連接有二極管Da，并且，連接有緩沖二極管D5、緩沖電容器C5、緩沖電容器C6的串聯(lián)電路。在緩沖二極管D5與緩沖電容器C5的連接點以及輔助電容器Cb的一端連接有電阻R1。在緩沖電容器C5與緩沖電容器C6的連接點以及輔助電容器Ca與輔助電容器Cb的連接點連接有電阻R2。緩沖二極管D5、緩沖電容器C5、C6、電阻R1、R2構成輔助開關Q1的緩沖電路。

在輔助開關Q2的集電極-發(fā)射極之間并聯(lián)連接有二極管Db，并且，連接有緩沖電容器C7和緩沖電容器C8的串聯(lián)電路。緩沖二極管D6與緩沖電容器C7并聯(lián)連接。在緩沖電容器C7與緩沖電容器C8的連接點以及輔助開關Q1的集電極連接有電阻R3。緩沖二極管D6、緩沖電容器C7、C8、電阻R3構成輔助開關Q2的緩沖電路。

在正側輸入線P與負側輸入線N之間連接有逆變電路3。在逆變電路3中，在正側輸入線P與負側輸入線N之間連接有主開關S1和主開關S2的串聯(lián)電路(半橋電路)，并且，連接有主開關S3和主開關S4的串聯(lián)電路(半橋電路)。在由IGBT構成的主開關S1～S4的集電極-發(fā)射極之間連接有二極管D1～D4以及諧振電容器C1～C4。

主開關S1與主開關S2的連接點經(jīng)由電抗器Lw與交流輸出端子W1連接，主開關S3與主開關S4的連接點經(jīng)由電抗器Lu與交流輸出端子U1連接，輔助電容器Ca與輔助電容器Cb的連接點與交流輸出端子V1連接。這里，濾波電路4由電抗器Lu、Lw以及電容器C11、C12構成，是去除高頻分量而輸出正弦波分量的濾波器。控制電路100分別對開關Qo、輔助開關Q1、Q2、主開關S1～S4進行接通斷開控制，使主開關S1～S4成為零電壓開關，并且，對交流輸出端子U1、V1、W1輸出正弦波狀的三相交流電壓。

接著，對動作進行說明。首先，參照圖5所示的波形圖對在圖4所示的結構中沒有緩沖電路時的動作進行說明。

在圖5中，G(Q1)是輔助開關Q1的柵極信號，G(Q2)是輔助開關Q2的柵極信號，G(S3)是主開關S3的柵極信號，G(S4)是主開關S4的柵極信號，I(Lr)是流過諧振電抗器Lr的電流，V(S3)是主開關S3的集電極-發(fā)射極間電壓，I(S3)是流過主開關S3的集電極電流，V(S4)是主開關S4的集電極-發(fā)射極間電壓，V(Q2)是輔助開關Q2的集電極-發(fā)射極間電壓。

在期間t2，輔助開關Q1為斷開狀態(tài)，當輔助開關Q2接通時，諧振電容器C3的電荷放電，電流I(Lr)按照C3→Lr→Q2→Cb→D4→C3的路徑流過諧振電抗器Lr。此時，電流I(Lr)由于諧振電抗器Lr與諧振電容器C3的諧振而成為正弦波狀的電流。

在期間t3，諧振電容器C3的電荷放電完成，諧振電容器C3的電壓V(S3)為零電壓，電流I(Lr)為零時，使主開關S3接通。由此，能夠實現(xiàn)主開關S3的零電壓開關。