[實用新型]三電平PWM交流斬波器電路

有效

• 申請號: 201520744043.0
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN204967626U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 沈富德
• 申請（專利權）人: 江蘇矽萊克電子科技有限公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本實用新型涉及一種斬波器電路，尤其是一種三電平PWM交流斬波器電路。

背景技術

交流斬波器近年來受到廣泛關注，它具有輸入電流為正弦波、功率因數接近1等良好電氣性能，并可以大大降低濾波器的尺寸。交流斬波器廣泛地應用于工業加熱、燈光控制、感應電動機的軟起動以及風扇或水泵的速度控制等領域。隨著電力電子技術在高壓、大功率領域應用的不斷增加，交流斬波器的應用不斷向高壓電能轉換等領域擴展。在高壓電能轉換的時候，遇到的最大的問題就是電力電子器件的電壓等級無法滿足裝置耐壓等級的要求。多電平技術是解決這一問題的常用方法。

多電平電路作為一類特殊的電力電子電路,受到越來越多的重視。采用多電平技術，可以用電壓等級較低的器件完成高壓電能的變換，同時，多電平技術用較多的電平數去逼近所希望得到的波形，使輸出電壓或電流的質量大大提高、諧波含量減小，開關頻率也可以相應降低。基于以上原因，多電平電路的研究成為目前電力電子電路研究的熱點。多電平技術的本質是開關器件的串聯，在實際電路中，開關器件尤其是高速全控型開關器件由于面臨靜態和動態的均壓問題難以直接串聯。通常要采用均壓電路均衡靜態和動態的電壓。典型的均壓方法有阻容均壓法、二極管鉗位法以及浮動電容法。目前，采用浮動電容均壓的多電平電路只適用于直流斬波電路和多電平逆變電路。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：基于上述問題，提供一種三電平PWM交流斬波器電路。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種三電平PWM交流斬波器電路，包括電源、雙向開關S₁、雙向開關S₂、雙向開關S₃、雙向開關S₄、浮動電容C₁、濾波電感L₁、濾波電容C₂和負載R₀，所述雙向開關S₁、雙向開關S₂、雙向開關S₃和雙向開關S₄均由兩支MOSFET反向串聯構成，所述雙向開關S₁的輸出端連接雙向開關S₂的輸入端和浮動電容C₁的輸入端，雙向開關S₂的輸出端連接濾波電感L₁的輸入端和雙向開關S₃的輸入端，雙向開關S₃和雙向開關S₄串聯，雙向開關S₃的輸出端連接雙向開關S₄的輸入端和浮動電容C₁的輸出端，濾波電容C₂和負載R₀并聯，濾波電感L₁的輸出端連接濾波電容C₂和負載R₀的輸入端。

進一步地，構成雙向開關的兩支MOSFET同時導通或關斷。

進一步地，所述浮動電容C₁的電壓為電源輸入電壓的1/2。

本實用新型的有益效果是：該電路利用浮動電容構造出中間電平,依據輸出電壓的要求分階段進行斬波，實現了用較低電壓等級的器件完成高壓電能變換的同時，還利用不同的開關組合得到較多的電平數去逼近所希望得到的波形，大大地改善輸出電壓或電流的波形質量，減小了諧波含量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電路圖。

圖2是本實用新型第一種工作模式的電路圖。

圖3是本實用新型第二種工作模式的電路圖。

圖4是本實用新型第三種工作模式的電路圖。

圖5是本實用新型第四種工作模式的電路圖。

圖中：1.電源，2.雙向開關S₁，3.雙向開關S₂，4.雙向開關S₃，5.雙向開關S₄，6.浮動電容C₁，7.濾波電感L₁，8.濾波電容C₂，9.負載R₀。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。