[發明專利]有源中點箝位五電平變流器交流側充電軟啟動電路及方法

有效

• 申請號: 201710262612.1
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107070277B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李睿;楊佳濤;于瑋
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/5375;H02M1/36
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種基于有源中點箝位五電平變流器交流側充電軟啟動電路的有源中點箝位五電平變流器交流側充電軟啟動方法，其特征在于，所述電路，包括：三相交流電源，限流電阻，與限流電阻并聯的第一開關，與限流電阻串聯的第二開關，以及上母線電容C_up、下母線電容C_down；其中：

所述限流電阻至少兩個，所述第一開關數量與所述限流電阻數量相同，其中一個所述限流電阻與一個所述第一開關并聯；所述第二開關數量為3個，連接于所述三相交流電源的三相與所述有源中點箝位五電平變流器的單相橋臂之間；所述有源中點箝位五電平變流器的單相橋臂同時連接到所述上母線電容C_UP、所述下母線電容C_DOWN之間；

一個所述限流電阻經與其串聯的一個所述第二開關連接到所述有源中點箝位五電平變流器中任一單相橋臂；每個所述限流電阻與所述三相交流電源之間設置一個輸出濾波電感L；

所述有源中點箝位五電平變流器單相橋臂包括：十二個具有反并聯二極管的主開關和一個飛跨電容C_f，所述十二個具有反并聯二極管的主開關管分別為：一個主開關管S₁、一個主開關管S₂、一個主開關管S₃、一個主開關管S₄、兩個主開關管S₅、兩個主開關管S₆、兩個主開關管S₇、兩個主開關管S₈，其中：兩個主開關管S₅、一個主開關管S₃、一個主開關管S₁、一個主開關管S₂、一個主開關管S₄、兩個主開關管S₈依次串聯后與上母線電容C_UP、下母線電容C_DOWN并聯，在主開關管S₁、S₂的連接點引出單相橋臂的交流出線，兩個主開關管S₆、兩個主開關管S₇依次串聯后與主開關管S₃、S₁、S₂、S₄串聯成的整體并聯，主開關管S₆、S₇的連接點與上母線電容C_UP、下母線電容C_DOWN的連接點相連，飛跨電容C_f與主開關管S₁、S₂串聯成的整體并聯；

所述方法包括以下步驟：

步驟S01：上母線電容C_UP、下母線電容C_DOWN的電壓均為零，飛跨電容C_fa、C_fb、C_fc的電壓也為零，所述第一開關、所述第二開關均斷開，有源中點箝位五電平變流器處于停機狀態；此時，閉合所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₃、S₄、S₅、S₈，并閉合第二開關，由三相交流電源通過所述限流電阻給上母線電容C_UP、下母線電容C_DOWN和飛跨電容充電；

步驟S02：當飛跨電容電壓達到設定值E，其中E表示總母線電壓設定值的四分之一，斷開所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₃、S₄、S₅、S₈，并閉合所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₇，由三相交流電源通過所述限流電阻給上母線電容C_UP充電；

步驟S03：當上母線電容C_UP電壓達到設定值2E，即母線電壓的二分之一時，斷開所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₇，并閉合所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₆，由三相交流電源通過所述限流電阻給下母線電容C_DOWN充電；

步驟S04：當下母線電容C_DOWN電壓達到設定值2E，即母線電壓的二分之一時，斷開所述有源中點箝位五電平變流器中單相橋臂的主開關管S₆，并閉合第一開關，軟啟動過程完成，所述有源中點箝位五電平變流器處于待機狀態。