專利名稱：一種五電平整流器的動態(tài)均壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多電平整流均壓裝置，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前市場上多電平整流器以電阻均壓方式的三電平為主，五電平及更多電 平數(shù)的整流器并不多見，究其主要原因，在于多電平整流器的均壓問題，尤其 是動態(tài)均壓問題在技術(shù)上解決比較困難。要保證多電平整流器正常工作，必須 保證各電平箝位點(diǎn)間的電壓均衡。否則，整個系統(tǒng)將不能正常工作，各主功率 器件將承受過高電壓而損壞。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決五電平整流器的動態(tài)均壓問題，提供一種均壓電路，實(shí) 時檢測電平整流器各箝位點(diǎn)電平，及時調(diào)整電壓偏差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型電路如圖1所示，是由三相橋式整流電路1、三個相同的電壓檢測控制電路2、 3、 4和主開關(guān)回路5組成；主開關(guān)回路5中有六個箝位二極管 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和四個串聯(lián)的濾波電容器Cl、 C2、 C3、 C4;每個 電壓檢測控制電路有正、中、負(fù)三個采樣點(diǎn)，分別對兩個相鄰電容器采樣；其 中主開關(guān)回路5中各元器件的連接關(guān)系是濾波電容器C1的正端聯(lián)接正母線 A+，濾波電容器C4的負(fù)端聯(lián)接負(fù)母線A-; 二極管D1、 D2和濾波電容器C1、 C2連接點(diǎn)形成箝位點(diǎn)①；二極管D3、 D4和濾波電容器C2、 C3聯(lián)接點(diǎn)形成箝 位點(diǎn)②；二極管D5、 D6和濾波電容器C3、 C4形成箝位點(diǎn)③；電壓檢測控制電路2—4和主開關(guān)回路5的連接關(guān)系是電壓檢測控制電路2的正端接正母線A+，中端接箝位點(diǎn)①，負(fù)端接箝位點(diǎn)②；電壓檢測控制電路 3的正端接箝位點(diǎn)①，中端接箝位點(diǎn)②，負(fù)端接箝位點(diǎn)(D;電壓檢測控制電路4 的正端接箝位點(diǎn)②，中端接箝位點(diǎn)③，負(fù)端接負(fù)母線A-。主開關(guān)回路中有三個拓?fù)潆娐?，三個拓?fù)潆娐钒ㄈ齻€電感器L1、 L2、 L3和六個功率開關(guān)器件V1、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6;其中功率開關(guān)器件VI、 V2串聯(lián)，串聯(lián)接點(diǎn)接電感器 Ll，電感器L1的另一端接箝位點(diǎn)①，功率開關(guān)器件V1的集電極接正母線A+， 功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極接箝位點(diǎn)②；功率開關(guān)器件V3、 V4串聯(lián)，串聯(lián)接點(diǎn) 接電感器L2，電感器L2的另一端接箝位點(diǎn)②，功率開關(guān)器件V3的集電極接箝 位點(diǎn)①，功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極接箝位點(diǎn)③；功率開關(guān)器件V5、 V6串聯(lián)， 串聯(lián)接點(diǎn)接電感器L3，電感器L3的另一端接箝位點(diǎn)③，功率開關(guān)器件V5的集 電極接箝位點(diǎn)②，功率開關(guān)器件V6的發(fā)射極接負(fù)母線A-。拓?fù)潆娐返目刂菩?號由電壓檢測控制電路給出。上述電路構(gòu)成了整個五電平整流器的動態(tài)均壓電路。本實(shí)用新型的工作原理如下在工作過程中，四個電容器中任意相鄰兩個 出現(xiàn)不均壓，對應(yīng)的電壓檢測控制電路便會檢測到不均壓信號，給出控制信號。 電壓高的電容器對應(yīng)的主功率開關(guān)器件開通，電容器給電抗器充電，電容器電 壓降低，控制信號關(guān)斷，對應(yīng)的功率開關(guān)器件關(guān)斷，由于電抗器儲能，電流不 能突變，電壓較低的電容器上的主功率開關(guān)器件內(nèi)的續(xù)流二極管導(dǎo)通，給該電 容器充電，電容器電壓升高，最終使兩個電容器的電壓趨于一致。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、 三個電壓檢測控制電路檢測的是每個電容上的電壓而不是正負(fù)母線間的 電壓，大大降低了檢測電路的電壓數(shù)值，提高了電壓檢測的準(zhǔn)確性。2、 每個功率開關(guān)器件承受的最高關(guān)斷電壓僅為正負(fù)母線電壓的一半，降低了功率開關(guān)器件的耐壓要求。與傳統(tǒng)的電阻均壓方式相比，電感均壓大大降低 了均壓過程中的能耗，提高了該裝置的整流特性。3、能夠?qū)崟r檢測各電容器電壓并能及時調(diào)整電壓偏差，保證了五電平整流 器的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1是五電平整流器的動態(tài)均壓電路圖。 圖中①、②、③為主拓?fù)潆娐返娜齻€箝位點(diǎn)； 1是五電平三相橋式整流電路，2 4是電壓檢測控制電路，5是主開 關(guān)電路；Vl-V6為主功率開關(guān)器件，L1 L3為電感器，Cl-C4為電容器； 檢測控制電路上的A+、 A-、 0分別為整流母線正、負(fù)、中間點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型是由三相橋式整流電路1、三個相同的電壓檢測控 制電路2、 3、 4和主開關(guān)回路5組成，主開關(guān)回路5中有六個箝位二極管D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和四個串聯(lián)的濾波電容器Cl、 C2、 C3、 C4，上述電路 構(gòu)成了整個五電平整流器的動態(tài)均壓電路，每個電壓檢測控制電路有正、中、負(fù) 三個采樣點(diǎn)，分別對兩個相鄰電容器采樣，主開關(guān)回路5中各元器件的連接關(guān) 系和電壓檢測控制電路2—4與主開關(guān)回路5的連接關(guān)系如技術(shù)方案所述，在此 不再詳述。下面再結(jié)合圖1說明一下本實(shí)用新型的工作原理正常工作時要求電容器C1、 C2、 C3、 C4的兩端電壓Ucl、 Uc2、 Uc3、 Uc4 都均衡。1、若C1、 C2兩個電容器電壓出現(xiàn)不均壓時，有兩種狀況 (1)若Uc^Uc2，則對應(yīng)的電壓檢測控制電路2給出控制信號，功率開關(guān)器件V1先導(dǎo)通，電容器C1給電感L1充電，電感L1儲能，Cl電壓下降。VI 關(guān)斷期間，由于電感L1電流不能突變，電感L1釋放能量，由功率開關(guān)器件V2 內(nèi)部的二極管續(xù)流，給電容器C2充電，電容器C2電壓上升。最后電容器C1、 C2兩端電壓達(dá)到均壓。(2)若UcKUc2，則對應(yīng)的電壓檢測控制電路2給出控制信號，功率開關(guān) 器件V2先導(dǎo)通，電容器C2給電感L1充電，電感L1儲能，電容器C2電壓下 降；功率開關(guān)器件V2關(guān)斷期間，由于電感L1電流不能突變，電感L1釋放能 量，由功率開關(guān)器件V1內(nèi)部的二極管續(xù)流，給電容器C1充電，電容器C1電 壓上升，最后電容器C1和C2兩端電壓達(dá)到均壓。2、 若電容器C3、 C4電壓不均壓，其均壓過程與電容器C1、 C2的均壓過 程相同。3、 若電容器C2和C3出現(xiàn)電壓不均壓，電壓檢測控制電路3給出控制信號， 功率開關(guān)器件V3或V4導(dǎo)通，給電感L2充電，經(jīng)過功率開關(guān)器件V3或V4內(nèi) 部的二極管進(jìn)行續(xù)流，來平衡上下兩個橋臂的電壓。
權(quán)利要求1、一種五電平整流器的動態(tài)均壓電路，其特征是，它是由三相橋式整流電路(1)、三個相同的電壓檢測控制電路(2-4)和主開關(guān)回路(5)組成；主開關(guān)回路(5)中有六個箝位二極管(D1-D6)和四個串聯(lián)的濾波電容器(C1-C4)；每個電壓檢測控制電路有正、中、負(fù)三個采樣點(diǎn)；其中主開關(guān)回路(5)中各元器件的連接關(guān)系是第一濾波電容器(C1)的正端聯(lián)接正母線(A+)，第四濾波電容器(C4)的負(fù)端聯(lián)接負(fù)母線(A-)；第一二極管(D1)、第二二極管(D2)和第一濾波電容器(C1)、第二濾波電容器(C2)連接點(diǎn)形成箝位點(diǎn)(①)；第三二極管(D3)、第四二極管(D4)和第二濾波電容器(C2)、第三濾波電容器(C3)聯(lián)接點(diǎn)形成箝位點(diǎn)(②)；第五二極管(D5)、第六二極管(D6)和第三濾波電容器(C3)、第四濾波電容器(C4)形成箝位點(diǎn)(③)；電壓檢測控制電路(2-4)和主開關(guān)回路(5)的連接關(guān)系是第一電壓檢測控制電路(2)的正端接正母線(A+)、中端接箝位點(diǎn)(①)、負(fù)端接箝位點(diǎn)(②)；第二電壓檢測控制電路(3)的正端接箝位點(diǎn)(①)、中端接箝位點(diǎn)(②)、負(fù)端接箝位點(diǎn)(③)；第三電壓檢測控制電路(4)的正端接箝位點(diǎn)(②)、中端接箝位點(diǎn)(③)、負(fù)端接負(fù)母線(A-)；主開關(guān)回路(5)中有三個拓?fù)潆娐?，三個拓?fù)潆娐钒ㄈ齻€電感器(L1-L3)和六個功率開關(guān)器件(V1-V6)；其中第一功率開關(guān)器件(V1)和第二功率開關(guān)器件(V2)串聯(lián)，串聯(lián)接點(diǎn)接第一電感器(L1)，第一電感器(L1)的另一端接箝位點(diǎn)(①)，第一功率開關(guān)器件(V1)的集電極接正母線(A+)，第二功率開關(guān)器件(V2)的發(fā)射極接箝位點(diǎn)(②)；第三功率開關(guān)器件(V3)和第四功率開關(guān)器件(V4)串聯(lián)，串聯(lián)接點(diǎn)接第二電感器(L2)，第二電感器(L2)的另一端接箝位點(diǎn)(②)，第三功率開關(guān)器件(V3)的集電極接箝位點(diǎn)(①)，第二功率開關(guān)器件(V2)的發(fā)射極接箝位點(diǎn)(③)；第五功率開關(guān)器件V5和第六功率開關(guān)器件(V6)串聯(lián)，串聯(lián)接點(diǎn)接第三電感器(L3)，第三電感器(L3)的另一端接箝位點(diǎn)(③)，第五功率開關(guān)器件(V5)的集電極接箝位點(diǎn)(②)，第六功率開關(guān)器件(V6)的發(fā)射極接負(fù)母線(A-)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種五電平整流器的動態(tài)均壓電路，它是由三相橋式整流電路、三個相同的電壓檢測控制電路和主開關(guān)回路組成；主開關(guān)回路中有六個箝位二極管和四個串聯(lián)的濾波電容器；每個電壓檢測控制電路有正、中、負(fù)三個采樣點(diǎn)，分別對兩個相鄰電容器采樣。上述電路構(gòu)成了整個五電平整流器的動態(tài)均壓電路。本實(shí)用新型的檢測控制電路檢測的是每個電容上的電壓而不是正負(fù)母線間的電壓，大大降低了檢測電路的電壓數(shù)值，提高了電壓檢測的準(zhǔn)確性。每個功率開關(guān)器件承受的最高關(guān)斷電壓僅為正負(fù)母線電壓的一半，降低了功率開關(guān)器件的耐壓要求。與傳統(tǒng)的電阻均壓方式相比，電感均壓大大降低了均壓過程中的能耗，提高了該裝置的整流特性。
文檔編號H02M7/219GK201118461SQ200720028588
公開日2008年9月17日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者何洪臣, 李瑞來, 杜秀虹, 強(qiáng) 趙, 郝延磊 申請人:山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司