[發明專利]一種混合開關三相逆變器

在審

• 申請號: 201710997899.2
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107749720A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 胡炎申
• 申請（專利權）人: 胡炎申
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/521;H02M7/527;H02M3/158
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,熊永強

技術領域

本發明涉及電力電子電路領域，尤其涉及一種混合開關三相逆變器。

背景技術

當前逆變器一般常用IGBT、MOSFET、IGCT等全控型器件，如圖1所示的傳統三相逆變器包括功率開關管S1、S2、S3、S4、S5、及S6，直流輸入側接有濾波電容Cin，根據功率開關器件的開關動作，輸出一連串的三相交流方波電壓，最大方波幅值限制為直流輸入電壓。該逆變器可在交流側輸出正和負交遞的方波電壓，再經過電感La、Lb、Lc與電容Ca、Cb、Cc組成的交流濾波電路后輸出正弦波電壓。功率器件的具體開關順序選擇，根據控制目的的不同存在多種控制方式，如方波逆變控制、正弦波脈沖寬度調制(SPWM)等。全控開關逆變器成熟可靠，廣泛應用于新能源并網發電、不間斷電源、逆變電源、及電機驅動等場合。

直流輸入電壓較低情況下，可在全控開關逆變器的直流側增加DC/DC升壓變換器構成兩級式功率變換架構，如圖2所示。DC/DC升壓變換器一般使用Boost(升壓)變換器以提升直流輸入電壓，因此兩級式三相電壓源逆變器的直流輸入電壓范圍更寬，更加方便實際應用，尤其適宜于直流輸入電壓低的應用場合。

逆變器中全控型功率開關器件為絕對性的主流應用，已有的SPWM逆變并網技術的研究也主要是針對全控開關逆變器。全控型功率開關器件的價格比較昂貴，構成的功率拓撲結構復雜，同時控制策略實施難度大，從而增大了逆變器的功率和控制電路成本、降低了系統可靠性。而半控型功率開關如晶閘管等功率等級更大、安全可靠、價格適中，可以嘗試用于逆變器中。

發明內容

基于此，本發明有必要為解決傳統逆變器的功率和控制電路成本高、系統可靠性低的問題，提供了一種混合開關三相逆變器。

一種混合開關三相逆變器，所述混合開關三相逆變器包括：

直流電壓源；

與所述直流電壓源連接的開關電流源；

與所述開關電流源連接的三相逆變橋臂；

與所述三相逆變橋臂連接的交直流濾波電路；

與所述開關電流源及所述三相逆變橋臂連接的控制器。

在其中一個實施例中，所述直流電壓源包括：

直流輸入電源Vdc；

與所述直流輸入電源Vdc并聯的電容Cin。

在其中一個實施例中，所述開關電流源包括：

全控型開關器件Sb；

與所述全控型開關器件Sb連接的電感Lb。

在其中一個實施例中，所述三相逆變橋臂包括：

半控型功率開關器件S1、S2、S3、S4、S5和S6組成的換相電路；

所述半控型功率開關器件S1和S4串聯連接；

所述半控型功率開關器件S2和S5串聯連接；

所述半控型功率開關器件S3和S6串聯連接；

所述半控型功率開關器件S1和S4串聯連接后與所述半控型功率開關器件S2和S5串聯連接的器件并聯；與所述半控型功率開關器件S3和S6串聯連接后的器件并聯。

在其中一個實施例中，所述交直流濾波電路包括：

電容Ca，所述電容Ca與所述所述半控型功率開關器件S1和S4串聯連接的整體并聯；

電容Cb，所述電容Cb與所述所述半控型功率開關器件S2和S5串聯連接的整體并聯；

電容Cc，所述電容Cc與所述所述半控型功率開關器件S3和S6串聯連接的整體并聯；

電感L1和電感L2、電感L3組成的電感單元；

所述電感單元中，所述電感L1與所述電容Ca并聯；所述電感L2與所述電容Cb并聯；所述電感L3與所述電容Cc并聯。

在其中一個實施例中，所述控制器包括：

電壓外環和電流內環；

所述電壓外環由輸出電壓采樣電路與基準正弦波信號比較后產生電壓誤差信號，經過電壓補償器后得到電流參考信號，與輸出電流采樣信號比較并經過輸出調制后的正弦波脈沖寬度調制信號。

在其中一個實施例中，所述三相逆變橋臂的換相電路為全橋、或半橋形式的電路。

在其中一個實施例中，所述控制器為電壓環和電流環的雙環工作或只有一個電壓環或一個電流環的控制器。

在其中一個實施例中，所述半控型功率開關器件為可控硅、晶閘管或GTO，也可使用全控型功率開關器件。

在其中一個實施例中，所述全控型功率開關器件可為全控型的三極管、MOSFET、IGCT或IGBT。

有益效果：