[发明专利]一种适用于三电平逆变器的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及三电平逆变器，尤其涉及其中的开关电源。

背景技术

三电平逆变器直流电掉电后．出于安全考虑，直流侧储能电容能量需要快速释放。掉电后开关电源为下电容提供能量释放通路，但上电容的能量仍需要释放。通常的放电方法是在电容两端并联电阻进行放电，但该方法产生的问题是，如果电阻阻值过小，虽然掉电后电容能量释放较快，但逆变器正常工作时电阻上的损耗过大；如果电阻阻值过大，虽然这种方式在系统工作时电阻上的损耗较低，但逆变器直流电掉电后放电较慢，难以满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于三电平逆变器的开关电源，能够对直流侧储能电容能量快速释放。

本发明采用技术方案的基本构思是：包括两个直流母线和电容中点，电容中点和其中的一个直流母线接开关电源主电路，两个型号相同的大阻值电阻串联接在直流母线上，两个电阻中点接另一电阻，该电阻的另一端接于电容中点，稳压管并联在所述电阻两端，放电电阻和开关管串联，并接在电容中点和另外的一个直流母线之间，开关管的控制极接在稳压管的负极。

本发明的有益效果是，电阻在系统正常工作时，不消耗功率，在逆变器直流电掉电后，快速释放电容上的能量。

附图说明

附图是适用于三电平逆变器的开关电源的电路原理图。

图中：L1—直流母线；L2—直流母线；N—电容中点；R1—电阻；R2—电阻；R3—电阻；VD1—稳压管；K—开关电源主电路；R4—放电电阻；V1—MOSFET开关管；C3—电容。

具体实施方式

如附图所示，在放电电阻R4上串联一个MOSFET开关管V1，无需放电电阻R4消耗功率时MOSFET开关管V1关断，需要释放能量时MOSFET开关管V1导通，放电电阻R4和MOSFET开关管V1串联，并接在上储能电容的两端，MOSFET开关管V1的栅极接在稳压管VD1的负极。当掉电后，开关电源继续消耗下储能电容上的能量，下储能电容电压下降，下储能电容电压下降30V后，稳压管VD1被击穿，于是MOSFET开关管V1的栅一源极电位钳制在15V，MOSFET开关管V1导通，R4给上储能电容放电。放电时间t与上储能电容上剩余电压u_Cl具有以下关系：

u_Cl=(U_D/2-U_V1)exp(-t／R4C1)(1)

式中：U_V1为V1的导通压降,U_D为直流母线电压；u_Cl，u_C2为上储能电容C1，下储能电容C2上的电压。。

此时电阻上的功率为：

P=u_Cl²/R4(2)

由式(1)可算出R4=51kΩ。由式(2)可算出开始放电时P≈3W，则至少需选取额定功率为6W的电阻。出于体积和成本的考虑，设计采用3个型号为17kQ／2W的电阻进行串联组成电容能量释放电阻R4。