專利名稱：分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，主要用于各種可靠性要求較高的場合中諧波電壓(流)的抑制。屬于有源電力濾波器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，不僅促進了電力電子裝置的迅速普及，同時也加重了電網(wǎng)的諧波污染，使得電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行存在威脅。近年來逐漸增多的變頻器、開關(guān)電源、UPS等裝置都是電壓型諧波源，而LC無源濾波器和并聯(lián)型有源電力濾波器都不適用于補償這類諧波源。串聯(lián)型有源電力濾波器(SeriesActive Power Filter, SAPF)可以有效補償電壓源型諧波，在目前和未來都將是補償這類諧波源的先進主流方法之一。傳統(tǒng)的串聯(lián)型有源電力濾波器(SAPF)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。SAPF主電路由電壓源型變流器、輸出濾波器構(gòu)成，通過耦合變壓器接入電網(wǎng)。圖中，T為耦合變壓器，L為輸出濾波器，C為SAPF主電路直流側(cè)電容。傳統(tǒng)SAPF主電路采用雙開關(guān)管串聯(lián)的橋式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在開關(guān)管高頻工作時可能會引起正負(fù)直流母線直通的問題，從而損壞開關(guān)管，使得系統(tǒng)無法正常工作，系統(tǒng)可靠性大大降低。因此，防止橋臂直通對SAPF的廣泛應(yīng)用十分重要?，F(xiàn)有技術(shù)中防止橋臂直通的最常見方法是增加開關(guān)死區(qū)時間，這樣雖然可以大大降低橋臂直通的可能性，但是隨著死區(qū)時間的增加，主電路的輸出電流誤差也會增大，SAPF的濾波特性受到影響，電網(wǎng)中的諧波就不能得到很好的濾除；而且這種方法也無法從根本上解決橋臂直通的問題。其他方法亦多從控制上著手解決橋臂直通問題，但只要傳統(tǒng)的雙開關(guān)管串聯(lián)結(jié)構(gòu)存在，正負(fù)直流母線的直通威脅就不會徹底消除。同時，傳統(tǒng)橋式結(jié)構(gòu)中，電感電流續(xù)流時流經(jīng)開關(guān)管體二極管。由于開關(guān)管體二極管性能較差，波形質(zhì)量受到影響，開關(guān)損耗也較高，開關(guān)頻率受到限制，濾波性能很難進一步提聞。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于以高可靠性和高品質(zhì)供電要求的電網(wǎng)系統(tǒng)為對象，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種單相、三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，通過將功率管與二極管串聯(lián)組成橋臂單元，有效地杜絕橋臂直通的危險，同時具有良好的諧波補償特性。技術(shù)方案本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案方案一,適用于單相電網(wǎng)系統(tǒng)一種單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，所述有源電力濾波器輸入端、輸出端分別與交流電網(wǎng)輸出端和非線性負(fù)載輸入端連接；所述交流電網(wǎng)、非線性負(fù)載分別是單相電源和單相負(fù)載，其中非線性負(fù)載的輸出端與交流電網(wǎng)輸入端連接；其特征在于所述有源電力濾波器包括濾波器主電路及其控制驅(qū)動電路；所述濾波器主電路包括匹配變壓器、交流側(cè)分裂電感、第一分裂橋臂、第二分裂橋臂和直流側(cè)電容；其中，所述匹配變壓器包括原邊和副邊；原邊輸入端作為濾波器主電路輸入端與交流電網(wǎng)輸出端相連，原邊輸出端作為濾波器主電路輸出端與非線性負(fù)載輸入端相連；副邊輸出端與交流側(cè)分裂電感相連，副邊輸入端與交流側(cè)分裂電感相連；交流側(cè)分裂電感包括第一分裂電感U、L2，第二分裂電感L3、L4。其中第一分裂電感U、L2的一端與匹配變壓器副邊輸出端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂中任一橋臂中點和第二分裂橋臂中任一橋臂中點相連；第二分裂電感L3、L4的一端與匹配變壓器副邊輸入端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂中另一橋臂中點和第二分裂橋臂中另一橋臂中點相連。直流側(cè)電容兩端分別接濾波器主電路的直流正負(fù)母線。進一步地，所述第一分裂橋臂包括MOS管Sp S3，二極管Dp D3 ;所述第二分裂橋臂包括MOS管S2, S4, 二極管D2、D4 ;其中MOS管S” S3的源極與二極管D” D3的陰極相連，MOS管S2、S4的漏極與二極管D2、D4的陽極連接；M0S管Sp S3的漏極、二極管D2、D4的陰極分別與濾波器主電路的直流正母線連接；M0S管S2、S4的源極、二極管Dp D3的陽極分別與濾波器主電路的直流負(fù)母線連接。進一步地，所述濾波器控制驅(qū)動電路包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路。進一步地，交流側(cè)分裂電感中電感U、L2, L3> L4的感值相同，第一分裂電感(L1和L2)、第二分裂電感仏3和匕)與匹配變壓器的連接方式可以互換，第一分裂橋臂和第二分裂橋臂與交流側(cè)分裂電感的連接方式可以互換。方案二，三相三線制電網(wǎng)系統(tǒng)一種三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，所述有源電力濾波器與交流電網(wǎng)輸出端和非線性負(fù)載輸入端連接，所述交流電網(wǎng)、非線性負(fù)載分別是三相電源和三相負(fù)載；其特征在于所述有源電力濾波器包括濾波器主電路及其控制驅(qū)動電路；所述濾波器主電路包括匹配變壓器、交流側(cè)分裂電感、第一分裂橋臂、第二分裂橋臂和直流側(cè)電容；其中，所述匹配變壓器包括三相原邊和副邊；三相原邊輸入端作為濾波器主電路三相輸入端與交流電網(wǎng)輸出端相連，三相原邊輸出端作為濾波器主電路輸出端與非線性負(fù)載輸入端相連；三相副邊輸出端與交流側(cè)分裂電感相連，三相副邊輸入端組成星形連接；交流側(cè)分裂電感包括第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第二 B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c ;其中第一 A相電感Lia的一端、第二 A相電感Lm的一端與匹配變壓器A相副邊輸出端相連；第一 A相電感Lia的另一端與第一分裂橋臂的第一橋臂中點相連，第二 A相電感L2a的另一端與第二分裂橋臂的第一橋臂中點相連；第一 B相電感Lib的一端、第二 B相電感L2b的一端與匹配變壓器B相副邊輸出端相連；第
一B相電感Lib的另一端與第一分裂橋臂的第二橋臂中點相連，第二 B相電感L2b的另一端與第二分裂橋臂的第二橋臂 中點相連；第一 C相電感Lie的一端、第二 C相電感L2e的一端與匹配變壓器C相副邊輸出端相連；第一 C相電感Lic的另一端與第一分裂橋臂的第三橋臂中點相連，第二 C相電感L2c的另一端與第二分裂橋臂的第三橋臂中點相連；所述直流側(cè)電容兩端分別接濾波器主電路的直流正負(fù)母線。
進一步地，所述第一分裂橋臂的第一橋臂包括第一 A相MOS管Sia、第一 A相二極管Dia ;第一分裂橋臂的第二橋臂包括第一 B相MOS管Sib、第一 B相二極管Dib ;第一分裂橋臂的第三橋臂包括第一 C相MOS管S1。、第一 C相二極管Die ;其中第一 A相MOS管Sia的源極與第一 A相二極管Dia的陰極相連，第一 B相MOS管Sib的源極與第一 B相二極管Dib的陰極相連，第一 C相MOS管Sie的源極與第一 C相二極管Die的陰極相連；所述第二分裂橋臂的第一橋臂包括第二 A相MOS管S2a、第二 A相二極管D2A，第二分裂橋臂的第二橋臂包括第二 B相MOS管S2b、第二 B相二極管D2b，第二分裂橋臂的第三橋臂包括第二 C相MOS管S2。、第二 C相二極管D2。，其中第二 A相MOS管S2a的漏極與第二 A相二極管D2a的陽極連接，第二 B相MOS管S2b的漏極與第二 B相二極管D2b的陽極連接，第二C相MOS管S2e的漏極與第二 C相二極管D2e的陽極連接；所述第一 A相MOS管Sia的漏極、第一 B相MOS管Sib的漏極、第一 C相MOS管Sic的漏極、第二 A相二極管D2a的陰極、第二 B相二極管D2b的陰極、第二 C相二極管D2e的陰極分別與濾波器主電路的直流正母線連接，所述第二 A相MOS管S2a的源極、第二 B相MOS管S2b的源極、第二 C相MOS管S2e的源極、第一 A相二極管Dia的陽極、第一 B相二極管Dib的陽極、第一 C相二極管Dm的陽極分別與濾波器主電路的直流負(fù)母線連接。進一步地，所述濾波器控制驅(qū)動電路包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路。進一步地，交流側(cè)分裂電感電路中第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第二 B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c的感值均相等。有益效果1.相對于傳統(tǒng)串聯(lián)型有源電力濾波器，在保證良好的諧波補償特性的同時能杜絕橋臂直通的危險，從而提高有源電力濾波系統(tǒng)的可靠性；2.相對于傳統(tǒng)串聯(lián)型有源電力濾波器，能分別優(yōu)化功率開關(guān)管和功率二極管，從而降低開關(guān)損耗，可以進一步提高開關(guān)頻率以提高濾波器諧波補償性能；3.相對于傳統(tǒng)串聯(lián)型有源電力濾波器，無需設(shè)置死區(qū)時間，控制更為簡單和精確，減少有源電力濾波器自身產(chǎn)生高頻諧波；4.能廣泛用于單相電網(wǎng)系統(tǒng)和三相三線制電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波治理。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進一步說明。圖1是傳統(tǒng)串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號1-交流電網(wǎng)，2-非線性負(fù)載，3-濾波器主電路，4-匹配變壓器，5-交流側(cè)分裂電感，6-第一分裂橋臂，7-第二分裂橋臂，8-直流側(cè)電容，9-控制驅(qū)動電路。圖3是本發(fā)明的三相三線制分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號11_交流電網(wǎng)，22-非線性負(fù)載，33-濾波器主電路，44-匹配變壓器，55-交流側(cè)分裂電感，66-第一分裂橋臂，77-第二分裂橋臂，88-直流側(cè)電容，99-控制驅(qū)動電路。圖4是本發(fā)明應(yīng)用于115V/400HZ電網(wǎng)的負(fù)載電壓、補償電壓、電網(wǎng)電壓、補償后的電網(wǎng)電流、補償前的電網(wǎng)電流、交流側(cè)分裂電感電流及其對應(yīng)開關(guān)管驅(qū)動仿真波形。
具體實施方案下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細(xì)描述實施例1附圖2是本發(fā)明的單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。交流電網(wǎng)1、非線性負(fù)載2分別是單相電源和單相負(fù)載，有源電力濾波器輸入端、輸出端分別與交流電網(wǎng)I輸出端和非線性負(fù)載2輸入端連接，非線性負(fù)載2的輸出端與交流電網(wǎng)I輸入端連接，有源電力濾波器包括濾波器主電路3及其控制驅(qū)動電路9。所述濾波器主電路3包括匹配變壓器4、交流側(cè)分裂電感5、第一分裂橋臂6、第二分裂橋臂7和直流側(cè)電容8 ;其中，所述匹配變壓器4包括原邊和副邊，原副邊匝比可選為N=I I ;原邊輸入端作為濾波器主電路3輸入端與交流電網(wǎng)I輸出端相連，原邊輸出端作為濾波器主電路3輸出端與非線性負(fù)載2輸入端相連；副邊輸出端與交流側(cè)分裂電感5相連，副邊輸入端與交流側(cè)分裂電感5相連；交流側(cè)分裂電感5包括第一分裂電感U、L2，第二分裂電感L3、L40其中第一分裂電感U、L2的一端與匹配變壓器4副邊輸出端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂6中任一橋臂中點和第二分裂橋臂7中任一橋臂中點相連；第二分裂電感L3、L4的一端與匹配變壓器4副邊輸入端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂6中另一橋臂中點和第二分裂橋臂7中 另一橋臂中點相連；直流側(cè)電容8兩端分別接濾波器主電路3的直流正負(fù)母線。所述濾波器控制驅(qū)動電路9包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路，其中，信號輸出電路經(jīng)過檢測獲取電網(wǎng)電壓us、負(fù)載電流ip補償電壓U。和直流側(cè)電容電壓Ud。，通過諧波檢測運算電路得到補償電壓參考信號，經(jīng)過PWM電壓控制環(huán)節(jié)輸出控制信號，驅(qū)動電路對控制信號進行放大隔離，輸入到有源電力濾波器的第一分裂橋臂6和第二分裂橋臂7的MOS管柵極。有源電力濾波器的匹配變壓器4輸出相應(yīng)的諧波電壓補償負(fù)載電壓諧波，進而消除電網(wǎng)側(cè)的諧波電流。上述實施例中，第一分裂橋臂6包括MOS管S1' S3, 二極管D1' D3 ;所述第二分裂橋臂7包括MOS管S2、S4，二極管D2、D4 ;其中MOS管S1^S3的源極與二極管D1^D3的陰極相連，MOS管S2, S4的漏極與二極管D2、D4的陽極連接；M0S管S” S3的漏極、二極管D2、D4的陰極分別與濾波器主電路3的直流正母線連接；M0S管S2、S4的源極、二極管Dp D3的陽極分別與濾波器主電路3的直流負(fù)母線連接。交流側(cè)分裂電感5中電感L1、L2、L3、L4的感值相同，第一分裂電感(L1和L2)、第二分裂電感仏3和匕)與匹配變壓器4的連接方式可以互換，第一分裂橋臂6和第二分裂橋臂7與交流側(cè)分裂電感5的連接方式可以互換。實施例2附圖3是本發(fā)明的三相三線制分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。交流電網(wǎng)11、非線性負(fù)載22分別是三相電源和三相負(fù)載，有源電力濾波器與交流電網(wǎng)11輸出端和非線性負(fù)載22輸入端連接。有源電力濾波器包括濾波器主電路33及其控制驅(qū)動電路99。濾波器主電路33包括匹配變壓器44、交流側(cè)分裂電感55、第一分裂橋臂66、第二分裂橋臂77和直流側(cè)電容88，其中，匹配變壓器44包括三相原邊和副邊；三相原邊輸入端作為濾波器主電路33三相輸入端與交流電網(wǎng)11輸出端相連，三相原邊輸出端作為濾波器主電路33輸出端與非線性負(fù)載22輸入端相連；三相副邊輸出端與交流側(cè)分裂電感55相連，三相副邊輸入端組成星形連接；濾波器控制驅(qū)動電路99包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路，其中，信號輸出電路經(jīng)過檢測獲取電網(wǎng)電壓us、負(fù)載電流ip補償電壓U。和直流側(cè)電容電壓Ud。，通過諧波檢測運算電路得到補償電壓參考信號，經(jīng)過PWM電壓控制環(huán)節(jié)輸出控制信號，驅(qū)動電路對控制信號進行放大隔離，輸入到有源電力濾波器的第一分裂橋臂66和第二分裂橋臂77的MOS管柵極。有源電力濾波器的匹配變壓器44輸出相應(yīng)的諧波電壓補償負(fù)載電壓諧波，進而消除電網(wǎng)側(cè)的電流諧波。交流側(cè)分裂電感55包括第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第
二B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c ;其中第一 A相電感Lia的一端、第二 A相電感L2a的一端與匹配變壓器44的A相副邊輸出端相連；第一 A相電感Lia的另一端與第一分裂橋臂66的第一橋臂中點相連,第二 A相電感L2a的另一端與第二分裂橋臂77的第一橋臂中點相連；第一 B相電感Lib的一端、第二 B相電感L2b的一端與匹配變壓器44的B相副邊輸出端相連；第一 B相電感Lib的另一端與第一分裂橋臂66的第二橋臂中點相連,第二B相電感L2b的另一端與第二分裂橋臂77的第二橋臂中點相連；第一 C相電感Lie的一端、第二 C相電感L2c的一端與匹配變壓器44的C相副邊輸出端相連；第一 C相電感Lic的另一端與第一分裂橋臂66的第三橋臂中點相連，第二 C相電感L2e的另一端與第二分裂橋臂77的第三橋臂中點相連；直流側(cè)電容88兩端分別接濾波器主電路33的直流正負(fù)母線。上述實施例中，第一分裂橋臂66的第一橋臂包括第一 A相MOS管Sia、第一 A相二極管Dia ;第一分裂橋臂66的第二橋臂包括第一 B相MOS管Sib、第一 B相二極管Dib ;第一分裂橋臂66的第三橋臂包括第一 C相MOS管S1。、第一 C相二極管Die ;其中第一 A相MOS管Sia的源極與第一 A相二極管Dia的陰極相連，第一 B相MOS管Sib的源極與第一 B相二極管Dib的陰極相連，第一 C相MOS管Sic的源極與第一 C相二極管Dic的陰極相連；第二分裂橋臂77的第一橋臂包括第二 A相MOS管S2a、第二 A相二極管D2a，第二分裂橋臂77的第二橋臂包括第二 B相MOS管S2b、第二 B相二極管D2B，第二分裂橋臂77的第三橋臂包括第二 C相MOS管S2c、第二 C相二極管D2。，其中第二 A相MOS管S2a的漏極與第二 A相二極管D2a的陽極連接，第二 B相MOS管S2b的漏極與第二 B相二極管D2b的陽極連接，第二 C相MOS管S2c的漏極與第二 C相二極管D2e的陽極連接；第一 A相MOS管Sia的漏極、第一 B相MOS管Sib的漏極、第一 C相MOS管Sie的漏極、第二 A相二極管D2a的陰極、第二 B相二極管D2b的陰極、第二 C相二極管D2c的陰極分別與濾波器主電路44的直流正母線連接，所述第二 A相MOS管S2a的源極、第二 B相MOS管S2b的源極、第二 C相MOS管S2e的源極、第一 A相二極管Du的陽極、第一 B相二極管Dib的陽極、第一 C相二極管Dm的陽極分別與濾波器主電路44的直流負(fù)母線連接。上述實施例中，交流側(cè)分裂電感電路55中第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第二 B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c的感值均相等。在MATLAB軟件環(huán)境下，對本發(fā)明建立了仿真模型并進行了波形分析。附圖4是本發(fā)明應(yīng)用于115V/400HZ航空電網(wǎng)的負(fù)載電壓、補償電壓、電網(wǎng)電壓、補償后的電網(wǎng)電流、補償前的電網(wǎng)電流、交流側(cè)分裂電感電流及其對應(yīng)開關(guān)管驅(qū)動仿真波形。通過仿真發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的電路拓?fù)渚哂辛己玫闹C波補償特性，電網(wǎng)電流經(jīng)過補償后不含有諧波和無功分量，電網(wǎng)電流THD僅為2. 97%，仿真結(jié)果表明本發(fā)明能夠較好實現(xiàn)電網(wǎng)諧波治理，同時提高了有源電力濾波系統(tǒng)的運行可靠性。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)力要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，所述有源電力濾波器輸入端、輸出端分別與交流電網(wǎng)⑴輸出端和非線性負(fù)載⑵輸入端連接；所述交流電網(wǎng)(I)、非線性負(fù)載(2)分別是單相電源和單相負(fù)載，其中非線性負(fù)載(2)的輸出端與交流電網(wǎng)(I)輸入端連接；其特征在于所述有源電力濾波器包括濾波器主電路(3)及其控制驅(qū)動電路(9)； 所述濾波器主電路(3)包括匹配變壓器(4)、交流側(cè)分裂電感(5)、第一分裂橋臂(6)、第二分裂橋臂(7)和直流側(cè)電容(8);其中，所述匹配變壓器(4)包括原邊和副邊；原邊輸入端作為濾波器主電路(3)輸入端與交流電網(wǎng)(I)輸出端相連，原邊輸出端作為濾波器主電路(3)輸出端與非線性負(fù)載(2)輸入端相連；副邊輸入端與交流側(cè)分裂電感(5)相連，輸出端與交流側(cè)分裂電感(5)相連；交流側(cè)分裂電感(5)包括第一分裂電感U、L2，第二分裂電感L3、L4 ;其中第一分裂電感LpL2的一端與匹配變壓器⑷副邊輸出端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂(6)中任一橋臂中點和第二分裂橋臂(7)中任一橋臂中點相連；第二分裂電感L3、L4的一端與匹配變壓器(4)副邊輸入端相連，其余兩端分別與第一分裂橋臂(6)中另一橋臂中點和第二分裂橋臂(7)中另一橋臂中點相連； 直流側(cè)電容(8)，兩端分別接有源電力濾波器正負(fù)直流母線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于所述第一分裂橋臂(6)包括MOS管S1J3，二極管D1J3K述第二分裂橋臂⑵包括MOS管S2、S4，二極管D2、D4。其中MOS管S1' S3的源極分別與二極管DpD3的陰極相連，MOS管S1' S3漏極接濾波器主電路(3)的正直流母線，二極管Dp D3陽極接濾波器主電路(3)的負(fù)直流母線；MOS管S2、S4的漏極分別與二極管D2、D4的陽極連接，MOS管S2、S4源極接濾波器主電路(3)的負(fù)直流母線，二極管仏、D4陰極接濾波器主電路(3)的正直流母線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于所述濾波器控制驅(qū)動電路(9)包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于交流側(cè)分裂電感(5)中U、L2, L3、L4的感值相同，第一分裂電感(L1和L2)、第二分裂電感(L3和L4)與匹配變壓器(4)的連接方式可以互換，第一分裂橋臂(6)和第二分裂橋臂(7)與交流側(cè)分裂電感(5)的連接方式可以互換。
5.一種三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，所述有源電力濾波器與交流電網(wǎng)(11)輸出端和非線性負(fù)載(22)輸入端連接，所述交流電網(wǎng)(11)、非線性負(fù)載(22)分別是三相電源和三相負(fù)載；其特征在于 所述有源電力濾波器包括濾波器主電路(33)及其控制驅(qū)動電路(99);所述濾波器主電路(33)包括匹配變壓器(44)、交流側(cè)分裂電感(55)、第一分裂橋臂(66)、第二分裂橋臂(77)和直流側(cè)電容(88)； 其中，所述匹配變壓器(44)包括三相原邊和副邊；三相原邊輸入端作為濾波器主電路(33)三相輸入端與交流電網(wǎng)(11)輸出端相連，三相原邊輸出端作為濾波器主電路(33)輸出端與非線性負(fù)載(22)輸入端相連；三相副邊輸出端與交流側(cè)分裂電感(55) —端相連,三相副邊輸入端組成星形連接； 交流側(cè)分裂電感(55)包括第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第二B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c ;其中第一 A相電感Lia的一端、第二 A相電感L2a的一端與匹配變壓器(44) A相副邊輸出端相連；第一 A相電感Lia的另一端與第一分裂橋臂(66)的第一橋臂中點相連,第二 A相電感L2a的另一端與第二分裂橋臂(77)的第一橋臂中點相連；第一 B相電感Lib的一端、第二 B相電感L2b的一端與匹配變壓器(44) B相副邊輸出端相連；第一B相電感Lib的另一端與第一分裂橋臂(66)的第二橋臂中點相連,第二B相電感L2b的另一端與第二分裂橋臂(77)的第二橋臂中點相連；第一 C相電感L1。的一端、第二 C相電感L2c的一端與匹配變壓器(44) C相副邊輸出端相連；第一 C相電感Lic的另一端與第一分裂橋臂￠6)的第三橋臂中點相連，第二 C相電感L2。的另一端與第二分裂橋臂(77)的第三橋臂中點相連； 直流側(cè)電容(88)，兩端分別接有源電力濾波器正負(fù)直流母線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于所述第一分裂橋臂(66)的第一橋臂包括第一 A相MOS管Sia、第一 A相二極管Dia ;第一分裂橋臂(66)的第二橋臂包括第一 B相MOS管Sib、第一 B相二極管Dib;第一分裂橋臂(66)的第三橋臂包括第一 C相MOS管S1。、第一 C相二極管Die ;其中第一 A相MOS管Sia的源極與第一 A相二極管Dia的陰極相連，第一 B相MOS管Sib的源極與第一 B相二極管Dib的陰極相連，第一 C相MOS管Sie的源極與第一 C相二極管Die的陰極相連； 所述第二分裂橋臂(77)的第一橋臂包括第二 A相MOS管S2a、第二 A相二極管D2a，第二分裂橋臂(77)的第二橋臂包括第二 B相MOS管S2b、第二 B相二極管D2b，第二分裂橋臂(77)的第三橋臂包括第二 C相MOS管S2。、第二 C相二極管D2。，其中第二 A相MOS管S2a的漏極與第二 A相二極管D2a的陽極連接，第二 B相MOS管S2b的漏極與第二 B相二極管D2b的陽極連接，第二 C相MOS管S2。的漏極與第二 C相二極管D2。的陽極連接； 所述第一 A相MOS管Sia的漏極、第一 B相MOS管Sib的漏極、第一 C相MOS管Sie的漏極、第二 A相二極管D2a的陰極、第二 B相二極管D2b的陰極、第二 C相二極管D2。的陰極分別與濾波器主電路(33)的直流正母線連接，所述第二 A相MOS管S2a的源極、第二 B相MOS管S2b的源極、第二 C相MOS管S2e的源極、第一 A相二極管Dia的陽極、第一 B相二極管Dib的陽極、第一 C相二極管D1。的陽極分別與濾波器主電路(33)的直流負(fù)母線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于所述濾波器控制驅(qū)動電路(99)包括順序相連的信號輸出電路、諧波檢測運算電路、PWM電壓控制電路以及驅(qū)動電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，其特征在于交流側(cè)分裂電感電路(55)中第一 A相電感Lia、第二 A相電感L2a、第一 B相電感Lib、第二 B相電感L2b、第一 C相電感Lic、第二 C相電感L2c的感值均相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單相、三相分裂橋臂式串聯(lián)型有源電力濾波器，屬于電力諧波抑制技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括由匹配變壓器、功率管與二極管串聯(lián)的分裂橋臂、有源電力濾波器交流側(cè)分裂電感和有源電力濾波器直流側(cè)電容，它不僅電路結(jié)構(gòu)簡單，控制容易，而且能夠避免橋臂直通的危險，同時兼有優(yōu)異的濾波性能。本發(fā)明可廣泛適用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量要求和系統(tǒng)可靠性要求高的行業(yè)，如航空、航天、軍事設(shè)備制造等。
文檔編號H02M1/38GK103066816SQ20111032201
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者陳仲 申請人:南京航空航天大學(xué)