[发明专利]一种五电平H桥变流器及其预充电方法

摘要

本发明公开了一种五电平H桥变流器，拓扑为五电平H桥单相输出结构，采用模块化设计，可组成多相输出的系统，采用吸收回路以有效地降低特定开关器件上的电压尖峰和振荡；通过控制开关器件的开关顺序，使变流器模块在上电的过程中，将负载接入直流母线对电路中电容器组进行分段预充电，防止通过电容器组的电流过大；当检测到各段电容器组电压均达到预设值时，预充电过程结束，控制开关管切断负载与直流母线间的连接，变流器进入正常工作模式。较之现有高压五电平变流器所使用的电路拓扑，可以有效地降低特定开关器件上由于高压线路中存在的杂散电感导致的电压尖峰和振荡，对电路中的电容器组进行有效地分段预充电，对各电容器组的电压进行控制。

主权项

1.一种五电平H桥变流器，其特征在于：包括三个单相H桥逆变器，每个单相H桥逆变器均由结构一致的左桥臂和右桥臂组成，所有桥臂的输入端连接至直流母线后分别连接第一支撑电容器Cd1和第二支撑电容器Cd2，输出端接单相阻感负载，所述的第一支撑电容器Cd1和第二支撑电容器Cd2串联；/n所述的桥臂包括由开关器件S1和开关器件S2依次连接形成的第一支路，由开关器件S3、开关器件S4、开关器件S9和开关器件S11依次连接形成的第二支路，由开关器件S5、开关器件S6、开关器件S10和开关器件S12依次连接形成的第三支路，由开关器件S7和开关器件S8依次连接形成的第四支路，由第一支撑电容器Cd1和第二支撑电容器Cd2形成的第五支路以及飞跨电容器Cf和由电容器组Cx、二极管Dx和功率电阻Rx组成的吸收回路；/n所述的第一支路中开关器件S1的集电极与第一支撑电容器Cd1的正极相连接，开关器件S1的发射极与开关器件S2的集电极相连接，开关器件S2的发射极同时连接开关器件S9和开关器件S4的集电极；/n所述的第二支路中开关器件S3的发射极同时连接第一支撑电容器Cd1的负极、第二支撑电容器Cd2的正极和开关器件S5的集电极，开关器件S3的集电极与开关器件S4的发射极相连接，开关器件S4的集电极同时连接开关器件S2的发射极和开关器件S9的集电极，开关器件S9的发射极连接开关器件S11的集电极，开关器件S11的发射极与开关器件S12的集电极相连接；/n所述的第三支路中开关器件S5集电极同时连接第一支撑电容器Cd1的负极、第二支撑电容器Cd2的正极和开关器件S7的发射极，开关器件S5的发射极与开关器件S6的集电极相连接，开关器件S6的发射极同时连接开关器件S8的集电极和开关器件S10的发射极，开关器件S10的集电极同时连接开关器件S12的发射极和飞跨电容器Cf的负极，开关器件S12的集电极与开关器件S11的发射极相连接；/n所述的第四支路中开关器件S7的发射极与第二支撑电容器Cd2的负极相连接，开关器件S7的集电极与开关器件S8的发射极相连接，开关器件S8的发射极同时连接开关器件S6和开关器件S10的发射极；/n所述的第五支路中第一支撑电容器Cd1的正极与开关器件S1的集电极相连接，第一支撑电容器Cd1的负极同时连接开关器件S3的发射极、开关器件S5的集电极和第二支撑电容器Cd2的正极，第二支撑电容器Cd2的正极同时连接开关器件S3的发射极和开关器件S5的集电极，第二支撑电容器Cd2的负极与开关器件S7的发射极相连接；/n所述飞跨电容器Cf的正极同时连接开关器件S9的发射极和开关器件S11的集电极，飞跨电容器Cf的负极同时连接开关器件S10的集电极和开关器件S12的发射极；/n所述的吸收回路中电容器组Cx的负极同时连接开关器件S8的集电极、开关器件S6和开关器件S10的发射极，电容器组Cx的正极连接二极管Dx的负极，功率电阻Rx与二极管Dx并联，二极管Dx的正极同时连接S2的发射极、开关器件S4和开关器件S9的集电极。/n