[发明专利]变换器及其中的电压箝位电路

说明书

本发明揭露一种变换器及其中的电压箝位电路。变换器包含第一桥臂、第二桥臂、两开关单元以及电压箝位电路。第一桥臂包含串联于输出端的第一和第二开关单元。第二桥臂包含串联于中性点端的两电压源，且两电压源电性串联耦接于一正输入端和一负输入端。两开关单元电性串联于共同连接端，并串联于中性点端和输出端之间。电压箝位电路电性耦接输出端、共同连接端、中性点端以及正或负输入端，并由两开关单元共享而用以对两开关单元上的电压进行箝位。

技术领域

本发明内容是有关于一种变换器，且特别是有关于一种变换器中的电压箝位电路。

背景技术

一般而言，具有多电平输出的变换器广泛地应用于相关领域中，例如：太阳能逆变器（solar inverter）、不断电电源供应系统（UPS）、电源调节系统（PCS）、…等等。

上述变换器中通常包括开关等元件，其中位于电流换向（commutation）路径上的开关会作切换，以进行电流换向操作。

然而，电流路径上通常会存在寄生电感，因此在前述开关作切换的暂态期间，寄生电感的存在会导致前述开关承受较高电压，甚至于前述开关关断时，会产生电压突波（voltage spike）对前述开关造成影响。举例来说，当变换器的输入电压为380V时，于前述开关关断的暂态期间，电压突波可能高达600V而远高于开关所能承受的额定电压，如此一来会造成开关的损坏，进而使变换器无法正常工作。

发明内容

本发明内容是关于一种变换器及其中的电压箝位电路，借此解决电压突波造成开关损坏，进而使变换器无法正常工作的问题。

本发明内容的一方面是关于一种变换器，其包含一第一桥臂、一第二桥臂、一第三开关单元、一第四开关单元以及一电压箝位电路。第一桥臂包含一第一开关单元以及一第二开关单元，第一开关单元与第二开关单元电性串联于一输出端。第二桥臂包含一第一电压源以及一第二电压源，第一电压源与第二电压源电性串联于一中性点端，第一电压源与第二电压源电性串联耦接于一正输入端和一负输入端。第三开关单元与第四开关单元电性串联于一共同连接端，且电性串联耦接于中性点端和输出端之间。电压箝位电路电性耦接输出端、共同连接端、中性点端以及正或负输入端，并由第三开关单元及第四开关单元共享而用以对第三开关单元及第四开关单元上的电压进行箝位。

在本发明实施例中，电压箝位电路包含一充电电路以及一放电电路，充电电路电性耦接放电电路，第三开关单元及第四开关单元至少共享充电电路或放电电路。

在本发明实施例中，电压箝位电路包含一电容器、一电阻器、一第一二极管、一第二二极管以及一第三二极管。第一二极管电性耦接于一节点和中性点端之间，第二二极管电性耦接于节点和输出端之间，电容器电性耦接于节点和共同连接端之间，第三二极管与电阻器电性串联耦接于节点与正或负输入端之间。

在本发明实施例中，第三开关单元包括逆并联的第一开关和第四二极管。当第一开关关断时，第四二极管、电容器和第一二极管构成充电回路，电容器吸收第三开关单元上的电压突波。当第一开关导通时，第一开关、第二电压源、电阻器、第三二极管和电容器构成放电回路，电容器通过放电回路将所吸收的电能释放至第二电压源。

在本发明实施例中，第三开关单元包括逆并联的第一开关和第四二极管，第四开关单元包括逆并联的第二开关和第五二极管。当第二开关关断时，第五二极管、电容器和第二二极管构成充电回路，电容器吸收第四开关单元上的电压突波。当第一开关导通时，第一开关、第二电压源、电阻器、第三二极管和电容器构成放电回路，电容器通过放电回路将所吸收的电能释放至第二电压源。

在本发明实施例中，电压箝位电路包含一第一二极管、一第二二极管、一第一电容器、一第二电容器以及一电阻器。第一二极管电性耦接于一节点和共同连接端之间，第一电容器电性耦接于节点和中性点端之间，第二电容器电性耦接于节点和输出端之间，电阻器与第二二极管电性串联耦接于节点与正或负输入端之间。