一種帶關(guān)斷緩沖的有源電力濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種帶關(guān)斷緩沖的有源電力濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]有源電力濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置。
[0003]目前，市面上有源電力濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖一般都如圖1所示，包括指令電流運算電路、電流跟蹤控制電、驅(qū)動電路和主電路，其中，驅(qū)動電路內(nèi)還包括控制主電路的PWM模塊，主電路內(nèi)還包括電源模塊和開關(guān)器件。
[0004]其工作原理如下:通過指令電流運算電路和電流跟蹤控制電路，采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，使驅(qū)動電路產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，并最終控制主電路內(nèi)的開關(guān)器件執(zhí)行開關(guān)動作，使其主動輸出補償電流，來抵消負載中相應(yīng)電流，實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。
[0005]而主電路在主動輸出電流的過程中，由于其開關(guān)器件頻繁地工作在開關(guān)狀態(tài)，容易產(chǎn)生較大的開關(guān)噪聲，并帶來一定的機械損耗，導(dǎo)致使用壽命大大縮短，現(xiàn)有公告號為CN103617315A的專利公開了一種基于有效占空比的移相全橋ZVS變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)器件的開通損耗和關(guān)斷損耗均為零，但是，由于該變換器僅有兩個橋臂構(gòu)成，并不適用于接三相電的有源電力濾波器。
[0006]針對上述情況，提供一種帶有三相ZVS變換器的有源電力濾波器，來減少其內(nèi)部開關(guān)器件的機械損耗，以延長有源電力濾波器的使用壽命，是相當(dāng)必要的。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種有源電力濾波器，具有諧振電路，使其三相橋臂中的開關(guān)器件都在零電壓的條件下開通或關(guān)斷，還具有關(guān)斷緩沖電路，以抑制開關(guān)器件在關(guān)斷時的過沖電壓，減少了開關(guān)器件的機械損耗，延長有源電力濾波器的使用壽命。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種帶關(guān)斷緩沖的有源電力濾波器，包括主電路，其特征在于:所述主電路為軟開關(guān)主電路，所述軟開關(guān)主電路包括:
[0009]三相橋臂:耦接于電壓模塊以接收電壓信號，并根據(jù)PWM模塊的控制信號以執(zhí)行開關(guān)動作，來產(chǎn)生補償電流；
[0010]諧振電路:耦接于三相橋臂以感應(yīng)三相橋臂的開關(guān)動作，并通過延時效應(yīng)使三相橋臂在零電壓的狀態(tài)下開通或關(guān)斷；
[0011 ] 所述三相橋臂包括關(guān)斷緩沖電路，所述關(guān)斷緩沖電路在器件關(guān)斷時抑制過沖電壓。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案，本實用新型的源電力濾波器的諧振電路具有延時通斷電的效應(yīng)，基于該效應(yīng)，主電路內(nèi)部的開關(guān)器件在開通或者關(guān)斷的時候都是處于零電壓的狀態(tài)，并且，本實用新型的關(guān)斷緩沖電路能夠抑制開關(guān)器件關(guān)斷時的電壓過沖和du/dt，減小開關(guān)器件的開通損耗。
[0013]本實用新型進一步設(shè)置為:所述三相橋臂包括:
[0014]第一橋臂:所述第一橋臂包括第一上橋臂和第一下橋臂，所述第一上橋臂和第一下橋臂之間耦接于諧振電路；
[0015]第二橋臂:所述第二橋臂包括第二上橋臂和第二下橋臂，所述第二上橋臂和第二下橋臂之間耦接于諧振電路；
[0016]第三橋臂:所述第三橋臂包括第三上橋臂和第三下橋臂，所述第三上橋臂和第三下橋臂之間耦接于諧振電路；
[0017]其中，所述第一上橋臂、第一下橋臂、第二上橋臂、第二下橋臂、第三上橋臂和第三下橋臂中的任一橋臂耦接于關(guān)斷緩沖電路。
[0018]本實用新型進一步設(shè)置為:所述關(guān)斷緩沖電路包括六個緩沖單元，所述緩沖單元包括:
[0019]緩沖電容:耦接于所述第一上橋臂、第一下橋臂、第二上橋臂、第二下橋臂、第三上橋臂和第三下橋臂中的任一橋臂；
[0020]緩沖二極管:耦接于緩沖電容。
[0021]本實用新型進一步設(shè)置為:所述第一上橋臂、第一下橋臂、第二上橋臂、第二下橋臂、第三上橋臂和第三下橋臂均包括續(xù)流單元，所述續(xù)流單元包括:
[0022]諧振電路:耦接于開關(guān)器件的兩端；
[0023]續(xù)流二極管:耦接于諧振電容的兩端。
[0024]本實用新型進一步設(shè)置為:所述諧振電路包括:
[0025]—次側(cè)單元:耦接于三相橋臂以感應(yīng)三相橋臂的開關(guān)動作，并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號;
[0026]二次側(cè)單元:耦接于一次側(cè)單元以接收感應(yīng)信號，并配合一次側(cè)單元構(gòu)成諧振回路，以使三相橋臂在零電壓的狀態(tài)下開通或關(guān)斷。
[0027]本實用新型進一步設(shè)置為:所述一次側(cè)單元包括:
[0028]電感組件:耦接于三相橋臂；
[0029]變壓器初級線圈:耦接于電感組件。
[0030]本實用新型進一步設(shè)置為:所述電感組件包括:
[0031]第一諧振電感:耦接于第一上橋臂和第一下橋臂之間；
[0032]第二諧振電感:耦接于第二上橋臂和第二下橋臂之間；
[0033]第三諧振電感:耦接于第三上橋臂和第三下橋臂之間。
[0034]本實用新型進一步設(shè)置為:所述電感組件包括:所述變壓器初級線圈包括:
[0035]第一繞組:所述第一繞組耦接于第一諧振電感；
[0036]第二繞組:所述第二繞組耦接于第二諧振電感；
[0037]第三繞組:所述第三繞組耦接于第三諧振電感；
[0038]其中，所述第三繞組的非同名端耦接于第一繞組的同名端。
[0039]本實用新型進一步設(shè)置為:所述二次側(cè)單元包括:
[0040]變壓器次級線圈:耦接于變壓器初級線圈；
[0041]全波整流單元:耦接于變壓器次級線圈；
[0042]耗能單元:耦接于全波整流單元。
[0043]本實用新型進一步設(shè)置為:所述耗能單元包括:
[0044]二次電感:耦接于全波整流單元的輸出端。
[0045]通過采用上述技術(shù)方案，本實用新型的有源電力濾波器，通過電感組件、二次電感與六個續(xù)流單元內(nèi)的諧振電容，在開關(guān)器件工作的過程中構(gòu)成了諧振電路，而各個橋臂的開通存在超前與滯后，前一個橋臂的關(guān)斷到后一個橋臂的開通均存在死區(qū)時間，而諧振電路就工作在這死區(qū)時間，在開關(guān)器件開通之前已將其陽極電壓緩慢地升至一定的電位，免于其在開通的瞬間承受較大電壓，并且六個緩沖單元，使開關(guān)器件在關(guān)斷時電壓緩慢下降。
[0046]相較于現(xiàn)有技術(shù)中的有源電力濾波器，本實用新型的有源電力濾波器具有以下優(yōu)勢:本實用新型的有源電力濾波器，具有諧振電路，使其三相橋臂中的開關(guān)器件都在零電壓的條件下開通或關(guān)斷，還具有關(guān)斷緩沖電路，以抑制開關(guān)器件在關(guān)斷時的過沖電壓，減少了開關(guān)器件的機械損耗，延長有源電力濾波器的使用壽命。
【附圖說明】
[0047]圖1為傳統(tǒng)的有源電力濾波器的功能框圖；
[0048]圖2為本實用新型的有源電力濾波器的功能框圖；
[0049]圖3為圖2中軟開關(guān)主電路的電路原理圖；
[0050]圖4為圖3中的第一等效圖；
[0051]圖5為圖3中的第二等效圖；
[0052]圖6為圖3中的第三等效圖；
[0053]圖7為圖4中的第一狀態(tài)圖；
[0054]圖8為圖4中的第二狀態(tài)圖。
[0055]附圖標記:A1、三相橋臂；A11、第一橋臂；A111、第一上橋臂；A112、第一下橋臂；A12、第二橋臂；A121、第二上橋臂；A122、第二下橋臂；A13、第三橋臂；A131、第三上橋臂；A132、第三下橋臂；A14、緩沖單元；A2、諧振電路；A21、一次側(cè)單元；A211、電感組件；A212、變壓器初級線圈；A22、二次側(cè)單元；A221、全波整流單元；A222、耗能單元；C1?C6、諧振電容；VDsl?VDs6、續(xù)流二極管；L1、第一諧振電感；L2、第二諧振電感；L3、第三諧振電感；L、二次電感；Vh、緩沖二極管；Ch、緩沖電容。
【具體實施方式】
[0056]參照圖2至圖8對本實用新型的有源電力濾波器的實施例做進一步說明。
[0057]本實用新型有源電力濾波器的功能框圖如圖2所示，包括指令電流運算電路、電流跟蹤控制電路、驅(qū)動電路以及軟開關(guān)主電路，所述指令電流運算電路與電流跟蹤控制電路，負責(zé)采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，并驅(qū)使驅(qū)動電路工作。所述驅(qū)動電路負責(zé)產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，并最終控制主電路內(nèi)的開關(guān)器件執(zhí)行開關(guān)動作，使其主動輸出補償電流，來抵消負載中相應(yīng)電流，實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。
[0058]本實用新型軟開關(guān)主電路的電路原理圖如圖3所示，包括耦接于電壓模塊以接收電壓信號，并根據(jù)PWM模塊的控制信號以執(zhí)行開關(guān)動作，來產(chǎn)生補償電流三相橋臂A1，以及耦接于三相橋臂A1以感應(yīng)三相橋臂A1的開關(guān)動作，并通過延時效應(yīng)使三相橋臂A1在零電壓的狀態(tài)下開通或關(guān)斷的諧振電路。
[0059]所述三相橋臂A1包括，所述第一橋臂All包括第一上橋臂A111和第一下橋臂A112，所述第一上橋臂A111和第一下橋臂A112之間耦接于諧振電路的第一橋臂All，所述第二橋臂A12包括第二上橋臂A121和第二下橋臂A122，所述第二上橋臂A121和第二下橋臂A122之間耦接于諧振電路的第二橋臂A12，以及所述第三橋臂A13包括第三上橋臂A131和第三下橋臂A132，所述第三上橋臂A131和第三下橋臂A132之間耦接于諧振電路的第三橋臂A13 ;其中，所述第一上橋臂A111、第一下橋臂A112、第二上橋臂A121、第二下橋臂A122、第三上橋臂A131和第三下橋臂A132中的任一橋臂耦接于關(guān)斷緩沖電路。
[0060]所述關(guān)斷緩沖電路包括六個緩沖單元A14，所述