[實用新型]一種單相X型互錯式三電平交流調(diào)壓電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720831351.6
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN207304385U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文華;孟喆;張林林;胡琦;鄭杭
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H02M1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力電子調(diào)壓技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種包括開關(guān)管保護(hù)電路的反相位輸出的一種單相X型互錯式三電平交流調(diào)壓電路。

背景技術(shù)

交流調(diào)壓電路是將交流輸入電壓通過變換電路轉(zhuǎn)換為一定范圍內(nèi)電壓可調(diào)的交流電的電路。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電氣設(shè)備性能要求的提高，對電壓的性能要求越來越高。許多行業(yè)的用電設(shè)備不是直接使用電網(wǎng)提供的交流電作為電源，而是通過各種調(diào)壓電路對電網(wǎng)交流電進(jìn)行變換，從而得到各自需要的電能形式。

CN101039078A公開了一種非隔離式的直接調(diào)壓電路。CN102185481B和CN102882389A講述的是從交流到直流變換的一種電路結(jié)構(gòu)，只能應(yīng)用于LED照明電路中。迄今為止，國內(nèi)外電力電子研究人員對于調(diào)壓電路的研究，主要集中在AC-DC-AC的間接變換和DC-DC變換形式，對AC-AC調(diào)壓的研究多集中于同相位變換的電路結(jié)構(gòu)；對多電平調(diào)壓變換電路的研究也較兩電平調(diào)壓電路少，而且多電平電路的研究主要集中在多電平逆變器中，對于多電平AC-AC直接變換調(diào)壓電路的研究也比較有限。所研究的調(diào)壓電路大多存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸出電壓波形質(zhì)量不高、調(diào)壓過程慢等缺陷。

在實現(xiàn)本實用新型時，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對于該電路中的雙管雙向開關(guān)管，在不加緩沖電路的情況下即可實現(xiàn)軟關(guān)斷，但單管雙向開關(guān)管卻存在大量峰值很高的尖峰電壓，而且現(xiàn)有的RCD等開關(guān)管緩沖電路在單管雙向開關(guān)管的開斷過程中仍出現(xiàn)不少尖峰電壓，不能很好地實現(xiàn)軟開斷，這無疑會增加開關(guān)損耗，降低電路的調(diào)壓效率。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種單相X型互錯式三電平交流調(diào)壓電路，該電路可以實現(xiàn)AC/AC斬波直接反相位變換，以直流變換電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用X型互錯式開關(guān)管的結(jié)構(gòu)輸出三電平，使調(diào)壓電路具有三電平調(diào)壓變換電路的優(yōu)勢，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、單級變換、輸出電壓諧波少、電壓應(yīng)力小、且輸出電壓調(diào)節(jié)快的優(yōu)點。同時，電路中的開關(guān)管保護(hù)部分可以實現(xiàn)單管雙向開關(guān)管的軟關(guān)斷，減小開關(guān)損耗。

本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種單相X型互錯式三電平交流調(diào)壓電路，包括主電路部分和開關(guān)管保護(hù)部分，其中主電路部分包括電源U_i、電感L_i、電感L_o、電容C₁、電容C₂、電容C、IGBT開關(guān)管S₁、IGBT開關(guān)管S₂、IGBT開關(guān)管S₃、IGBT開關(guān)管S₄、IGBT開關(guān)管S₅、IGBT開關(guān)管S₆、二極管D₁～D₄、二極管D₀₁～D₀₈、電阻R。開關(guān)管保護(hù)部分包括L_r1(L_r2)、電容C_r1(C_r2)、電容C_S1(C_S2)。IGBT開關(guān)管S₁、IGBT開關(guān)管S₂、D₁、D₂構(gòu)成雙管雙向開關(guān)管；IGBT開關(guān)管S₃、IGBT開關(guān)管S₄、D₃、D₄構(gòu)成另一個雙管雙向開關(guān)管；IGBT開關(guān)管S₅、D₀₁～D₀₄構(gòu)成單管雙向開關(guān)管；IGBT開關(guān)管S₆、D₀₅～D₀₈構(gòu)成另一個單管雙向開關(guān)管。上述器件的連接方式為：電源U_i的一端與L_i的一端連接，L_i的另一端與C₁、C_S1、L_r1的一端連接，同時與S₁的漏極、D₁的陰極連接，S₁的源極與S₂的源極、D₂的陽極連接，S₂的漏極與D₂的陰極連接，同時與U_i的另一端、C_S2、L_r2、C₂的一端連接，L_r1的另一端接D₀₁的陽極、D₀₃的陰極，D₀₁的陰極與D₀₂的陰極、S₅的漏極、C_r1的一端連接，S₅的源極與D₀₃的陽極、D₀₄的陽極、C_r1的另一端連接，L_r2的另一端接D₀₅的陽極、D₀₇的陰極，D₀₅的陰極與D₀₆的陰極、S₆的漏極、C_r2的一端連接，S₆的源極與D₀₇的陽極、D₀₈的陽極、C_r2的另一端連接，C₁的另一端與D₀₆的陽極、D₀₈的陰極、C_S2的另一端連接，同時與S₃的漏極連接、L_o的一端連接，C₂的另一端與D₀₂的陽極、D₀₄的陰極、C_S2的另一端連接，同時與S₄的漏極連接，S₃的漏極與D₃的陰極連接，S₃的源極與D₃的陽極、S₄的源極連接，S₄的源極與D₄的陽極連接，S₄的漏極與D₄的陰極連接，L_o的另一端與C、R的一端連接，C、R的另一端都與S₄的漏極連接。