三相級(jí)聯(lián)型變換器制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種三相級(jí)聯(lián)型變換器，包括：三組單相級(jí)聯(lián)型變換器，并且每組單相級(jí)聯(lián)型變換器包括至少兩個(gè)雙降壓式逆變器，每個(gè)雙降壓式逆變器包括第一交流AC端和第二AC端，上一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端與相鄰的下一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端相連，三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的第一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端與交流電源連接，最后一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端相互連接，其中，由于雙降壓式逆變器本身無(wú)橋臂直通，從而有效避免橋臂直通的危險(xiǎn)，并且開(kāi)關(guān)頻率可以設(shè)計(jì)得很高，有效提高三相級(jí)聯(lián)型變換器的可靠性，進(jìn)一步的，雙降壓式逆變器的體二極管無(wú)反向恢復(fù)的問(wèn)題，有效提高三相級(jí)聯(lián)型變換器的使用壽命。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
三相級(jí)聯(lián)型變換器
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電能轉(zhuǎn)換技術(shù)，尤其涉及一種三相級(jí)聯(lián)型變換器。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，新能源的應(yīng)用對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，特別在電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域，對(duì)三相交流/直流(AlternatingCurrent/DirectCurrent，簡(jiǎn)稱(chēng)為：AC/DC)變換器的性能提出了更高的要求。因此，提高三相AC/DC變換器的可靠性，優(yōu)化輸出波形質(zhì)量，改進(jìn)變換器拓?fù)涞裙ぷ骶哂惺种匾囊饬x。而在多種三相AC/DC變換器中，三相多電平變換器由于其優(yōu)越的性能在大功率場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。多電平變換器將多個(gè)電平合成階梯波，接近正弦輸出電壓。由于電平的疊加，較高的等效開(kāi)關(guān)頻率使得輸出的電壓諧波含量極低，減小了濾波器的體積和重量。多電平變換器依據(jù)拓?fù)涞牟町惪煞譃榧?jí)聯(lián)型、二極管鉗位型和飛跨電容型。其中，級(jí)聯(lián)型變換器每個(gè)單元由直流電源或者儲(chǔ)能單元供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于模塊化，在很多工業(yè)場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。而目前級(jí)聯(lián)型多電平變換器的基本單元幾乎都采用全橋變換器。全橋變換器的每個(gè)橋壁由2個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成，可能存在橋壁直通的危險(xiǎn)，為了有效避免橋臂直通的危險(xiǎn)，2個(gè)開(kāi)關(guān)管進(jìn)行開(kāi)關(guān)變換時(shí)需要增加控制死區(qū)，從而開(kāi)關(guān)頻率無(wú)法設(shè)計(jì)得很高，導(dǎo)致級(jí)聯(lián)型多電平變換器的可靠性比較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供一種三相級(jí)聯(lián)型變換器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中可能會(huì)橋壁直通而帶來(lái)的可靠性低的問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)第一方面提供一種三相級(jí)聯(lián)型變換器，包括：三組單相級(jí)聯(lián)型變換器，所述每組單相級(jí)聯(lián)型變換器包括至少兩個(gè)級(jí)聯(lián)的雙降壓式逆變器，所述每個(gè)雙降壓式逆變器包括第一交流AC端和第二AC端，上一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端與相鄰的下一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端相連；所述三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的第一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端與交流電源連接；所述三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的最后一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端相互連接。在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙降壓式逆變器為雙降壓式全橋逆變器。結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙降壓式全橋逆變器包括直流電源、直流側(cè)電容、第一功率開(kāi)關(guān)管、第一續(xù)流二極管、第一電感、第二電感、第二功率開(kāi)關(guān)管、第二續(xù)流二極管、第三功率開(kāi)關(guān)管、第三續(xù)流二極管、第三電感、第四電感、第四功率開(kāi)關(guān)管和第四續(xù)流二極管，其中，所述直流側(cè)電容的正極與直流電源的正極連接，所述直流側(cè)電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極與所述直流側(cè)電容的正極連接，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電感的一端和所述第二續(xù)流二極管的陰極連接，所述第二續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述直流側(cè)電容的負(fù)極和所述第二功率開(kāi)關(guān)管的源極連接，所述第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第一續(xù)流二極管的陽(yáng)極和所述第二電感的一端連接，所述第一電感的另一端與所述第二電感的另一端和所述第一AC端連接；所述第三功率開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第一續(xù)流二極管的陰極和所述第三續(xù)流二極管的陰極連接，所述第三功率開(kāi)關(guān)管的源極與所述第三電感的一端和所述第四續(xù)流二極管的陰極連接，所述第四續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述第二功率開(kāi)關(guān)管的源極和所述第四功率開(kāi)關(guān)管的源極連接，所述第四功率開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第三續(xù)流二極管的陽(yáng)極和所述第四電感的一端連接，所述第三電感的另一端與所述第四電感的另一端和所述第二AC端連接。在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙降壓式逆變器為雙降壓式半橋逆變器。結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述雙降壓式半橋逆變器包括：直流電源，兩個(gè)串聯(lián)的第一電容、第二電容、第五功率開(kāi)關(guān)管、第五續(xù)流二極管、第五電感、第六電感、第六功率開(kāi)關(guān)管、第六續(xù)流二極管，其中，所述第一電容的正極與直流電源的正極和所述第五功率開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第一電容的負(fù)極與所述第二電容的的正極連接，所述第二電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)極和所述第六續(xù)流二極管的陽(yáng)極連接，所述第六續(xù)流二極管的陰極與所述第五功率開(kāi)關(guān)管的源極和所述第五電感的一端連接，所述第五續(xù)流二極管的陰極與所述第五功率開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第五續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述第六功率開(kāi)關(guān)管的漏極和所述第六電感的一端連接，所述第六功率開(kāi)關(guān)管的源極與所述第六續(xù)流二極管的陽(yáng)極連接，所述第五電感的另一端與所述第六電感的另一端和所述第一AC端連接，所述第一電容和所述第二電容連接的中點(diǎn)處與所述第二AC端連接。本專(zhuān)利技術(shù)中的三相級(jí)聯(lián)型變換器，包括三組單相級(jí)聯(lián)型變換器，并且每組單相級(jí)聯(lián)型變換器包括至少兩個(gè)雙降壓式逆變器，每個(gè)雙降壓式逆變器包括第一交流AC端和第二AC端，上一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端與相鄰的下一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端相連，三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的第一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端與交流電源連接，三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的最后一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端相互連接，其中，由于雙降壓式逆變器本身無(wú)橋臂直通，從而有效避免橋臂直通的危險(xiǎn)，并且開(kāi)關(guān)頻率可以設(shè)計(jì)得很高，有效提高三相級(jí)聯(lián)型變換器的可靠性，進(jìn)一步的，雙降壓式逆變器的體二極管無(wú)反向恢復(fù)的問(wèn)題，有效提高三相級(jí)聯(lián)型變換器的使用壽命。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例一提供的三相級(jí)聯(lián)型變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的雙降壓式全橋逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示的雙降壓式全橋逆變器的運(yùn)行模式圖一；圖4為圖2所示的雙降壓式全橋逆變器的運(yùn)行模式圖二；圖5為圖2所示的雙降壓式全橋逆變器的運(yùn)行模式圖三；圖6為圖2所示的雙降壓式全橋逆變器的運(yùn)行模式圖四；圖7所示為將圖2所示的兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為采用相同的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖一；圖9所示為采用相同的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖二；圖10所示為采用相同的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后對(duì)應(yīng)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)周期的控制邏輯和電流波形；圖11所示為采用移相的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖一；圖12所示為采用移相的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖二；圖13所示為采用移相的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖三；圖14所示為采用移相的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)雙降壓式全橋逆變器級(jí)聯(lián)后的運(yùn)行模式圖四；圖15所示為采用移相的不對(duì)稱(chēng)半周單極性PWM控制兩個(gè)級(jí)聯(lián)后的雙降壓式全橋逆變器對(duì)應(yīng)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)周期的控制邏輯和電流波形；圖16所示為利用圖2所示的雙降壓式全橋逆變器組成的三相級(jí)聯(lián)型變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17所示為雙降壓式半橋逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18所示為利用圖17所示的雙降壓式半橋逆變器組成的三相級(jí)聯(lián)型變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19所示為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例二提供的三相級(jí)聯(lián)型變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種三相級(jí)聯(lián)型變換器，其特征在于，包括：三組單相級(jí)聯(lián)型變換器，所述每組單相級(jí)聯(lián)型變換器包括至少兩個(gè)級(jí)聯(lián)的雙降壓式逆變器，所述每個(gè)雙降壓式逆變器包括第一交流AC端和第二AC端，上一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端與相鄰的下一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端相連；所述三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的第一級(jí)雙降壓式逆變器的第一AC端與交流電源連接；所述三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中各組單相級(jí)聯(lián)型變換器的最后一級(jí)雙降壓式逆變器的第二AC端相互連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種三相級(jí)聯(lián)型變換器，其特征在于，包括：三組單相級(jí)聯(lián)型變換器和一個(gè)三相雙降壓式全橋逆變器，所述三組單相級(jí)聯(lián)型變換器中每組單相級(jí)聯(lián)型變換器包括至少兩個(gè)級(jí)聯(lián)的雙降壓式全橋逆變器，所述兩個(gè)級(jí)聯(lián)的雙降壓式全橋逆變器中每個(gè)雙降壓式全橋逆變器包括第一交流AC端和第二AC端，上一級(jí)雙降壓式全橋逆變器的第二AC端與相鄰的下一級(jí)雙降壓式全橋逆...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：錢(qián)昊，張劍輝，舒鵬，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京海博思創(chuàng)科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11