[实用新型]二极管中点箝位三电平变流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及二极管中点箝位三电平变流器，属于电路领域。

背景技术

传统的二极管中点箝位三电平变流器结构如图1所示，该结构存在中点电位不平衡的缺点，若采用软件解决方案，在中点电压偏移很大时不能在很短的时间内回到平衡点，同时因为增加了平衡中点电位的算法，控制难度加大，也会影响到输出电压和电流的波形，增加谐波量。

实用新型内容

本实用新型改进了硬件电路，使得电位平衡的时间缩短，直流母线的谐波减少，因此可以适当减小滤波电容的大小，使成本有所降低，并且简化了软件设计，减小了控制难度。

本实用新型公开的一种二极管中点箝位三电平变流器，桥臂有2个开关元件IGBT(S_a11、S_a21)、对应2个续流二极管(D_a11、D_a21)和2个箝位二极管(D_a1、D_a2)以及两个不可控整流二极管(D_a31、D_a41)；每项桥臂的不可控整流二极管和开关元件的中点通过箝位二极管和直流侧电容的中点相连接，使输出电压被箝位在直流侧中点电位上。当开关管S_a11、S_a21导通时，整流器的A相输入端被箝位在中点电位0。当两开关管均关断时，若A相电流为正，整流器的A相输入经过二极管D_a21、D_a41连接到直流母线的负极，输入端电位被箝位在-U_dc/2；同理，若A相电流为负，整流器的A相输入经过二极管D_a31、D_a11连接到直流母线的正极，输入端电位被箝位在U_dc/2。

附图说明

通过参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例，本实用新型的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中：

图1为传统的二极管中点箝位三电平变流器的电路结构示意图；

图2为本实用新型的二极管中点箝位三电平变流器的实施例1的电路结构示意图；

图3为本实用新型的二极管中点箝位三电平变流器的实施例2的电路结构示意图。

具体实施方式

在下文中，现在将参照附图更充分地描述本实用新型，在附图中示出了各种实施例。然而，本实用新型可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本实用新型的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。

参考附图2，整流部分和逆变部分结构相同，以整流部分A相为例，桥臂有4个开关元件IGBT(S_a11、S_a21、S_a31、S_a41)、对应4个续流二极管(D_a11、D_a21、D_a31、D_a41)和2个箝位二极管(D_a1、D_a2)；在直流侧有容值相等的两电容C₁、C₂，每个电容上分得的电压为U_dc/2，其中U_dc为直流侧电压。为了抑制中点电压波动，在直流侧加了3个开关元件IGBT(S_y1、S_y2、S_y3)，两个二极管(D₁、D₂)，以及两个储能电感(L₃、L₄)；每项桥臂两开关元件的中点通过箝位二极管和直流侧电容的中点相连接，使输出电压被箝位在直流侧中点电位上。具体的平衡原理如下：

(1)直流侧母线电压U_dc保持不变情形下的中点电位的平衡：