獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器，由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)可控開關(guān)分別為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，第一可控開關(guān)的第一端與第三可控開關(guān)的第二端均與輸入電源的第一端連接，第二可控開關(guān)的第一端與第四可控開關(guān)的第二端均與輸入電源的第二端連接，第一可控開關(guān)的第二端與第二可控開關(guān)的第二端均與輸出電源的第一端連接，第三可控開關(guān)的第一端與第四可控開關(guān)的第一端均與輸出電源的第二端連接。本發(fā)明通過對(duì)四個(gè)可控開關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)三種不同電平的輸出，從而完成對(duì)交流電源的變頻處理，具有所需器件數(shù)量少、易于模塊化的優(yōu)點(diǎn)，適合作為電網(wǎng)接口的變頻器。
【專利說明】獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變頻器，尤其涉及一種易于實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)的獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的深度發(fā)展，大功率變流裝置在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，如大容量變頻器、大功率電力有源濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組用變流器等，而對(duì)于大功率變流器場合，大功率開關(guān)器件的功率處理能力和開關(guān)頻率之間往往存在著矛盾，通常功率越大開關(guān)頻率越低。由于開關(guān)頻率的限制難以應(yīng)用PWM技術(shù)來改善傳統(tǒng)大容量變流器的性能。因此，在大功率變流器場合，人們往往希望大功率、耐高壓的電力電子裝置能夠工作在盡可能高的開關(guān)頻率下，以便提高輸出波形的質(zhì)量。
[0003]普通型變頻器通常也稱為兩電平變頻器，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，為了獲得大功率，一般依靠開關(guān)器件串聯(lián)以承受高壓，將開關(guān)器件并聯(lián)以承受大電流，但由于功率器件參數(shù)的離散性，這將帶來靜、動(dòng)態(tài)均壓和均流等一系列問題，技術(shù)上的不確定因素影響很大，可靠性不高；但由于輸出只有兩電平，電壓波動(dòng)大，產(chǎn)生較大諧波。因此這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍非常有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種易于實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)的獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
本發(fā)明所述獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)分別為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，所述第一可控開關(guān)的第一端與所述第三可控開關(guān)的第二端均與輸入電源的第一端連接，所述第二可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第二端均與所述輸入電源的第二端連接，所述第一可控開關(guān)的第二端與所述第二可控開關(guān)的第二端均與輸出電源的第一端連接，所述第三可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第一端均與所述輸出電源的第二端連接。
[0006]具體地，所述可控開關(guān)包括一個(gè)三極管和一個(gè)二極管，所述三極管的發(fā)射極與所述二極管的正極連接，所述三極管的集電極與所述二極管的負(fù)極連接，所述三極管的發(fā)射極為所述可控開關(guān)的第一端，所述三極管的集電極為所述可控開關(guān)的第二端，所述三極管的基極為所述可控開關(guān)的控制輸入端。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明通過對(duì)四個(gè)可控開關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)三種不同電平的輸出，從而完成對(duì)交流電源的變頻處理，具有所需器件數(shù)量少、易于模塊化的優(yōu)點(diǎn)，適合作為電網(wǎng)接口的變頻器。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1是本發(fā)明所述獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖1所示，本發(fā)明所述獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)分別為第一可控開關(guān)S1、第二可控開關(guān)S2、第三可控開關(guān)S3和第四可控開關(guān)S4，第一可控開關(guān)SI的第一端與第三可控開關(guān)S3的第二端均與輸入電源Vin的第一端連接，第二可控開關(guān)S2的第一端與第四可控開關(guān)S4的第二端均與輸入電源Vin的第二端連接，第一可控開關(guān)SI的第二端與第二可控開關(guān)S2的第二端均與輸出電源Vout的第一端連接，第三可控開關(guān)S3的第一端與第四可控開關(guān)S4的第一端均與輸出電源Vout的第二端連接。
[0010]如圖1所示，可控開關(guān)(第一可控開關(guān)S1、第二可控開關(guān)S2、第三可控開關(guān)S3或第四可控開關(guān)S4)包括一個(gè)三極管和一個(gè)二極管，三極管的發(fā)射極與二極管的正極連接，三極管的集電極與二極管的負(fù)極連接，三極管的發(fā)射極為可控開關(guān)的第一端，三極管的集電極為可控開關(guān)的第二端，三極管的基極為可控開關(guān)的控制輸入端。上述可控開關(guān)的結(jié)構(gòu)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，所以未在圖中標(biāo)記三極管和二極管的符號(hào)。
[0011]通過對(duì)第一可控開關(guān)S1、第二可控開關(guān)S2、第三可控開關(guān)S3和第四可控開關(guān)S4的基極信號(hào)的控制，實(shí)現(xiàn)各可控開關(guān)的開、關(guān)狀態(tài)，從而輸出不同電平，再由這些電平組合為不同頻率的電源。具體而言，假定輸入電源Vin為正，則當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)SI和第一可控開關(guān)S4導(dǎo)通、同時(shí)第二可控開關(guān)S2和第三可控開關(guān)S3截止時(shí)，輸出電源Vout為+E (E為輸出電壓值);當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)SI和第一可控開關(guān)S4截止、同時(shí)第二可控開關(guān)S2和第三可控開關(guān)S3導(dǎo)通時(shí)，輸出電源Vout為-E ;第一可控開關(guān)SI和第二可控開關(guān)S2截止、或者第三可控開關(guān)S3和第四可控開關(guān)S4截止時(shí)，輸出電源Vout為零。其它情況類推，任意時(shí)刻，輸出電源Vout均為+E、-E和零電平之一，所以稱為三電平輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器，其特征在于:由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)分別為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，所述第一可控開關(guān)的第一端與所述第三可控開關(guān)的第二端均與輸入電源的第一端連接，所述第二可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第二端均與所述輸入電源的第二端連接，所述第一可控開關(guān)的第二端與所述第二可控開關(guān)的第二端均與輸出電源的第一端連接，所述第三可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第一端均與所述輸出電源的第二端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立三電平輸出橋式變頻器，其特征在于:所述可控開關(guān)包括一個(gè)三極管和一個(gè)二極管，所述三極管的發(fā)射極與所述二極管的正極連接，所述三極管的集電極與所述二極管的負(fù)極連接，所述三極管的發(fā)射極為所述可控開關(guān)的第一端，所述三極管的集電極為所述可控開關(guān)的第二端，所述三極管的基極為所述可控開關(guān)的控制輸入端。
【文檔編號(hào)】H02M7/483GK103684009SQ201210352990
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】張鋒 申請(qǐng)人:成都市思博?？萍加邢薰?br>