[发明专利]一种用于抑制共模直流分量的升压逆变级联变换器及方法

说明书

本发明提出了一种用于抑制共模直流分量的升压逆变级联变换器及方法，属于飞机机载电源技术领域。本发明的升压逆变级联变换器，包括：所述三相逆变器的电容桥臂中点串联电感并连接外部飞机金属结构；所述LC滤波器的滤波电容公共端作为所述三相逆变器的中性点引出N线与所述DC‑DC变换器低压输入侧负线连接；所述三相逆变器的电容桥臂中点通过串接电感与所述三相逆变器的中线和所述DC‑DC变换器低压输入侧负线连接。本发明成本低、结构简单，无需增加基频变压器及任何复杂的有源电路或软件算法，可有效提高变换器的功率密度。

技术领域

本发明涉及飞机机载电源技术领域，具体涉及一种用于抑制共模直流分量的升压逆变级联变换器及方法。

背景技术

多电飞机和全电飞机的快速发展，机载用电设备的种类和数量大幅度增多，对电源种类和供电品质的要求也越来越高，机载级联功率变换器在飞机二次配电系统中应用也越来越广泛。

在飞机电源系统中，按照行业通用的标准规范如AC43.13-1B、ARP1870和GJB181A-2012，飞机电气线路的电流回路地包含交直流电源地，均接至飞机金属结构，如图1所示。

这一接地方案虽能减少供电系统体积重量、简化安装维护操作。但对于机载级联功率变换器，交流输出中线和DC-DC变换器输入直流负线的短接，在变压器原副边绕组分布电容的影响下，使得级联系统出现共模干扰传导路径，导致交流输出电压出现共模直流分量，影响用电设备的正常使用，极端时甚至会损坏机载用电设备。

现有技术通常通过增加基频变压器或辅助有源电路等方式阻断共模路径，但会不可避免地增加系统体积重量及复杂程度，降低了供电系统可靠性、限制了供电系统功率密度的提高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于抑制共模直流分量的升压逆变级联变换器，包括：DC-DC变换器、三相逆变器和LC滤波器；

所述三相逆变器的电容桥臂中点串联电感并连接外部飞机金属结构；

所述LC滤波器的滤波电容公共端作为所述三相逆变器的中性点引出N线与所述DC-DC变换器低压输入侧负线连接；

所述三相逆变器的电容桥臂中点通过串接电感与所述三相逆变器的中线和所述DC-DC变换器低压输入侧负线连接。

可选的，三相逆变器的电容桥臂中点电势钳位。

可选的，三相逆变器的电容桥臂并联在所述三相逆变器的输入侧。

可选的，三相逆变器还包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述三相逆变器的电容桥臂、第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂依次并联。

本发明还提出了一种使用上述升压逆变级联变换器抑制共模直流分量的方法，包括：将三相逆变器的电容桥臂中点电势钳位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的升压逆变级联变换器，通过所述三相逆变器的电容桥臂中点串联电感并连接外部飞机金属结构；LC滤波器的滤波电容公共端作为所述三相逆变器的中性点引出N线与所述DC-DC变换器低压输入侧负线连接；三相逆变器的电容桥臂中点通过串接电感与所述三相逆变器的中线和所述DC-DC变换器低压输入侧负线连接。使得本发明成本低、结构简单，无需增加基频变压器及任何复杂的有源电路或软件算法，可有效提高变换器的功率密度。本发明所加电感位于电容桥臂中点和飞机金属外壳之间，实现了上述两点电位解耦，仍可采用空间矢量调制对逆变器进行控制。本发明不受前级DC-DC变换器拓扑及隔离变压器寄生参数影响，均可保证级联变换器的可靠稳定运行。

附图说明

图1为本发明的级联变换器在飞机环境下的结构示意图；

图2为本发明的一种用于抑制共模直流分量的升压逆变级联变换器的结构示意图。

具体实施方式