[發明專利]一種鏈式SVG功率單元靜態均壓系統

有效

• 申請號: 201310343766.5
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103401251A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李肇帆
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02M7/48
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本發明涉及電力電子中的靜態均壓技術領域，更具體地說，涉及一種鏈式SVG功率單元靜態均壓系統。

背景技術

鏈式SVG在上電后，由于功率單元間的電路板功耗存在差異，導致串聯的功率單元間有功功率不一致，在沒有額外的靜態均壓器件時，功率單元的靜態損耗主要是電路板損耗，即上電后功率單元間的靜態損耗不一致，就會使功率單元間的電壓分配不均。靜態損耗大的功率單元分壓低，靜態損耗小的功率單元分壓高。由于每個功率單元的電路板損耗是固定不隨功率單元電壓而變化的，因此靜態損耗和分壓的關系是發散的，最終的結果是靜態損耗大的功率單元電壓慢慢下降到，待電壓下降到功率單元內的電路板不工作，功率單元的靜態損耗減少，功率單元的電壓又慢慢上升，待上升到電路板工作電壓后，靜態損耗增加，功率單元分壓又慢慢跌落，如此反復循環此現象，因此鏈式SVG的功率單元間，需要另外加一些措施來確保功率單元均壓。

目前鏈式SVG功率單元間的靜態均壓主要使用功率單元和相鄰功率單元的輸入電壓加隔離變壓器為本功率單元的電路板供電的方法。如圖1所示，TR_1～TR_N為隔離變壓器，其輸入接功率單元的輸入端，輸出給本功率單元及相鄰功率單元的電路板供電。每個電路板的輸入用整流二極管進行整流，由于二極管的反向截止特性，每個電路板的輸入只允許變壓器副邊電壓最高的那一路導通，其余兩路空載，而變壓器副邊電壓與功率單元的輸入電壓成正比，功率單元的輸入電壓與功率單元的母線電壓又成正比，即確保了三個功率單元中母線電壓最高的那個功率單元在供電路板用電，這樣就會把母線電壓高的功率單元電壓往下拉，待此功率單元電壓下降到小于相鄰功率單元的電壓后，再自動轉到相鄰功率單元來供電，如此實現了功率單元間的靜態均壓。這種方案的缺點是需要增加隔離變壓器，而且系統在運行狀態下，功率單元的輸入電壓為脈沖波形，諧波很大，此變壓器的容量需要做得比電路板容量大得多，才能滿足要求，并把諧波干擾引進到后級電路當中。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種鏈式SVG功率單元靜態均壓系統，能夠在不需要額外增加靜態損耗和控制電路的情況下，實現鏈式SVG功率單元間的自動均壓。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種鏈式SVG功率單元靜態均壓系統，其中，鏈式SVG由三路分別接入三相電網側的鏈式功率單元組成，每一路鏈式功率單元均包括：兩個或兩個以上相互串聯的功率單元；其中：

所述每個功率單元均包括：逆變橋、線性隔離電源和隔離電源；其中：

所述逆變橋交流側為功率單元的輸入端，所述逆變橋直流側為功率單元的母線電壓；

所述每個功率單元中的線性隔離電源的輸入端與本功率單元的母線電壓或本功率單元的輸入端連接；

所述每個功率單元中的線性隔離電源的輸出端與本功率單元和相鄰功率單元的隔離電源連接。

優選地，所述每個功率單元中還包括：兩組或三組整流二極管組；其中：

所述每組整流二極管組均包括第一整流二極管和第二整流二極管；

其中一組整流二極管組中的第一整流二極管的正極與本功率單元中的線性隔離電源的正輸出端連接，負極與其余整流二極管組中的第一整流二極管的負極連接；第二整流二極管的負極與本功率單元中的線性隔離電源的負輸出端連接，正極與其余整流二極管組中的第二整流二極管的正極連接；所述一組整流二極管組中的第一整流二極管的負極和第二整流二極管的正極還分別與本功率單元中隔離電源的正輸入端和負輸入端相連；

其余整流二極管組中的第一整流二極管的正極與相鄰功率單元中的線性隔離電源的正輸出端連接，第二整流二極管的負極與相鄰功率單元中的隔離電源的負輸出端連接。

優選地，所述每個功率單元中的整流二極管組連接在所述線性隔離電源和隔離電源之間，或集成在所述隔離電源中。

優選地，所述每個功率單元還包括：連接在功率單元輸入端或功率單元母線電壓上的均壓電阻。

優選地，所述逆變橋包括：電容、第一IGBT晶體管、第二IGBT晶體管、第三IGBT晶體管和第四IGBT晶體管；其中：

所述電容并聯在母線電壓上；

所述第一IGBT晶體管和第二IGBT晶體管的集電極分別與所述線性隔離電源連接；

所述第一IGBT晶體管的發射極與所述第三IGBT晶體管的集電極連接；

所述第二IGBT晶體管的發射極與所述第四IGBT晶體管的集電極連接；

所述第三IGBT晶體管和第四IGBT晶體管的發射極與所述線性隔離電源連接。