[实用新型]用于二极管钳位多电平逆变器的强制均压电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统用的二极管钳位多电平逆变器。

背景技术

随着工业产品的发展，对电力电子功率器件的电压等级要求越来越高，目前，为解决功率器件能适应高电压下工作，大多是在三相电压的每一相上连接二极管钳位多电平逆变器，但这种方式存在电容电压不均的问题。为此，通常用电阻消耗能量的办法来保证直流电压强制均压，由于电阻对能量的消耗，因此降低了系统的效率。

对于目前的二极管钳位多电平逆变器来说，当n个电平逆变器采用二极管钳位时，就有n-1组直流电压。由于各个主功率器件的导通时间不相同，同一相的功率器件的额定电流不一样，导致直流分压电容上的电压也不平衡。对于电平数越多的二极管钳位逆变电路单靠软件措施来保证完全均压是不可能的，所以很需要一种强制均压电路解决电阻消耗能量的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型设计了一种DC/AC/DC变换方式的强制均压电路，利用电子器件的动态特性，不需要能量消耗，且提高了系统的效率。

一种用于二极管钳位多电平逆变器的强制均压电路，其特征在于：它包括DC/AC电路、变压器和AC/DC电路，其中，所述的DC/AC电路是由两个串联电容形成的滤波器电路、两个串联二极管形成的钳位电路以及由四个IGBT功率器件串联形成的逆变电路共同组成；所述的AC/DC电路是一个桥式整流电路；上述各个电路元器件的连接关系是：

滤波器电路连接于直流电源两端；钳位电路的正负两端连接在逆变电路的钳位点上；逆变电路的中间接点连接变压器初级线圈一端，并与钳位电路的两个二极管串联接点形成回路；变压器次级线圈两端连接桥式整流电路两个桥臂输入端，桥式整流电路两个桥臂输出端接到它的下一组直流电压上。

其工作原理是：将每一组的直流电压经过DC/AC电路变换成高频的交流电压，然后经过变压器隔离，再经AC/DC电路变换成直流电压，再将该直流电压连接到它的下一组直流电压上。

这种强制均压电路的优点在于：1、由于经DC/AC电路变换后形成高频电压输出，可使隔离变压器的体积减小；提高系统的效率。2采用这种均路对于电平数较多的二极管钳位逆变电路能够更容易实现均压，使系统工作更加可靠更加稳定，从而使多电平逆变电路更加容易推广。

附图说明

图1是DC/AC/DC强制均压电路结构图。

图例说明1-滤波器电路  2-钳位电路  3-逆变电路，4-变压器，5-整流电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。

在由多组直流电压电路组成的二极管钳位多电平逆变器电路中，在每一组直流电压V1线路上连接如图1所示的DC/AC/DC强制均压电路。如图1所示的DC/AC/DC强制均压电路，是由DC/AC电路变换成高频的交流电压，然后经过变压器隔离，再经AC/DC电路变换成直流电压，将直流电压再连接到它的其它组直流电压上。

其中，DC/AC电路是由两个串联电容组成的滤波器电路1、两个串联二极管D1、D2形成的钳位电路2和由四个IGBT功率器件S1-54形成的逆变电路共同组成的；上述AC/DC电路是一个由D3-D6四个二极管组成的桥式整流电路5；上述滤波器电路1的C1、C2连接于直流电源两端；上述钳位电路2的D1正极连接于IGBT功率器件S1、S2的串联接点上，D2的负极连接于IGBT功率器件S3、S4的串联接点上；IGBT功率器件S2、S3的串联接点接变压器4初级线圈一端，变压器4初级线圈与与钳位电路2的二极管D1、D2接点形成回路；变压器4次级线圈两端连接桥式整流电路5两个桥臂输入端，桥式整流电路5两个桥臂输出端接到它的下一组直流电压V2上。