[实用新型]一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及AC/DC变换领域，尤其涉及一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器。

背景技术

非隔离型半桥逆变器具有结构简单、功率器件少、效率高、体积小、重量轻和成本低等优势，在工业应用中被广泛采用。传统半桥逆变电路为了避免桥臂开关管的直通，驱动信号之间需设置死区，死区的加入将会导致基波电压损失、低次谐波增加、输出电流畸变，影响了输出电压波形质量，同时会导致输出能量的回流，不必要的能量的循环会增加变换器的损耗，也会影响输入电容的均压控制。目前解决死区时间能量回流的电路主要采用二极管箝位型三电平逆变电路，二极管箝位型三电平逆变电路结构复杂，功率器件多，控制也较为复杂，同时器件多导致的损耗更成本的增加。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型公开一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器，在有效消除死区时间时能量回流的问题的同时，损耗更低，器件更少，控制简单。

为了达到以上所述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器，包括：输入直流电压源、一个电感、两个带反并联二极管的常规IGBT、两个不带反并联二极管的特殊IGBT、三个电容；第一电容的正极、第一常规IGBT的集电极与输入直流电压源的正极相连；第二电容的负极、第二常规IGBT的发射极与输入直流电压源的负极相连；第一电容的负极、第二电容的正极、第一特殊IGBT的集电极、第二特殊IGBT的发射极、第三电容的负极与负载的一端相连；第一常规IGBT的发射极、第二常规IGBT的集电极、第一特殊IGBT的发射极、第二特殊IGBT的集电极与电感的一端相连；电感的另一端与第三电容的阳极、负载另一端相连。

所述的第一常规IGBT和第二常规IGBT都含反并联二极管，所述的第一特殊IGBT和第二特殊IGBT都不含反并联二极管，所述的四个IGBT均可以承受反向电压，作为优选本实用新型第一特殊IGBT和第二特殊IGBT选用富士公司第5代Trench-Fs系列IGBT管选用富士公司第5代Trench-Fs系列IGBT管。

所述的第一特殊IGBT和第二特殊IGBT亦可用双极型SiC单向导通可控的开关管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

1、与传统半桥逆变电路相比，本实用新型具有消除死区时间能量回流问题，减小不必要的能量循环损耗，效率更高；

2、与二极管箝位型三电平逆变电路相比，本实用新型的变换器器件更少，电路简单，同时逆变回路中功率器件更少，所以成本和效率都更高；

3、与T-type中点钳位三电平逆变器相比，在电路出现死区时间时，电感电流的续流回路功率器件更少，损耗也更低。

附图说明

图1是本实用新型的一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器电路图；

图2a、2b分别是图1所示电路在输出交流电压正半周时第一常规IGBT导通、其他IGBT关断时的工作示意图和第一特殊IGBT导通、其他IGBT关断时的工作示意图；

图3a、3b分别是图1所示电路在输出交流电压负半周时第二常规IGBT导通、其他IGBT关断时的工作示意图和第二特殊IGBT导通、其他IGBT关断时的工作示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述说明，但本实用新型的实施方式不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。

如图1所示，一种消除死区时间能量回流的半桥逆变器，包括：输入直流电压源Ui、一个电感L、两个带反并联二极管的常规IGBT（S1-S2）、两个不带反并联二极管的特殊IGBT（T1-T2）、三个电容（C1-C3）；第一电容C1的正极、第一常规IGBTS1的集电极与输入直流电压源Ui的正极相连；第二电容C2的负极、第二常规IGBTS2的发射极与输入直流电压源Ui的负极相连；第一电容C1的负极、第二电容C2的正极、第一特殊IGBTT1的集电极、第二特殊IGBTT2的发射极、第三电容C3的负极与负载R的一端相连；第一常规IGBTS1的发射极、第二常规IGBTS2的集电极、第一特殊IGBTT1的发射极、第二特殊IGBTT2的集电极与电感L的一端相连；电感L的另一端与第三电容C3的阳极、负载R另一端相连。