[实用新型]电力负载的驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力负载的驱动电路。本实用新型特别地，但不限于应用在驱动电路，在该驱动电路中，交流电源被整流成直流电输出。

背景技术 

众所周知，把交流电源整流成直流电的副产品是变压器上产生的谐波且该谐波通过电网回馈到所述交流电源中。这些谐波是不希望有的，因为，在给定的电压和功率下，它们会增加环流，且因此增加了功耗并引起所述电压的畸变，该电压也向其它负载供电。额外的谐波会导致更多的环流，而这些环流并未被负载消耗。交流电源甚至在不给负载供电的情况下，仍然要产生这部分电能。额外的电流也意味着需要提高电缆性能以应对增加的电流。一般采用功率因数来衡量这种效应，功率因数的定义是有功功率除以“有功功率+表观功率”的商。理想情况下功率因数需要统一。渐增的功率因数减少了功率因数。典型的传统多相整流器电路包含移相变压器，该移相变压器具有多个次级输出，该输出对应于与所述输入有关的相移角。所述移相变压器的输出给所述动力电池组供电，该动力电池包括用于每个相移角的整流器。所述动力电池进一步包含逆变器，该逆变器产生多相交流输出并提供给电力负载。所述动力电池内经过整流的电能被提供给三相负载中的每一相，例如三相交流感应电机。对于给定的电源要求，移相变压器比与其对应的、最简单形式的非移相变压器的大。然而，用于向包含二极管整流桥的整流器供电的传统变压器不会减少产生的畸变电流，因此变压器在尺寸及额定功率上需要设计的更大以补偿低功率因数。 

针对多相动力电池的整流桥/逆变器，提出了不同的模块类型。一种简单的整流器模块中，其每个桥臂具有绝缘栅双极晶体管(IGBT)并跨接在各相之间，以及包括直流母线电容。绝缘栅双极晶体管承担整流电路整流输出的满负荷。该简单电路具有低成本的益处，但也具有相对较高的输入电流谐波含量。另外一种方法是把上述电路中的整流二极管替换成有源绝缘栅双极晶体管，即在直流母线电容前每个桥臂有多对绝缘栅双极晶 体管。该方案的益处在于其为双向并可以通过适当的开关动作来限制谐波电流。然而，采用更多的类似绝缘栅双极晶体管的有源器件会大幅增加成本。 

实用新型内容

综上所述，本实用新型实施例提供了一种驱动电路，不但具有较低的总谐波畸变，还具有高性能价格比并具有更高的效率。 

根据本实用新型公开的实施例，提供了一种电力负载驱动电路，包括：多抽头变压器、一组连接到所述变压器每个抽头的输出或所述每个抽头每相的可切换动力电池，所述每个可切换动力电池可开关地向所述驱动电路的输出提供电能，每个动力电池包含具有交流输入的整流电路，并跨接在串联连接的直流母线电容的两侧，以及包含跨接到所述直流母线电容两侧的逆变器和将所述直流母线电容连接至所述交流输入的每相或每相之间的双向开关。 

上述驱动电路包括跨接在所述逆变器输出的旁路电路，并可配置为把所述输出连接到电力负载。 

上述电池通过所述对应的旁路电路与所述负载或所述负载的每相连接。 

上述双向开关包含一对连接到共发射极的晶体管和跨接到所述每个晶体管两端的旁路二极管。 

上述每个双向开关包含并联的门极可关断晶闸管，并以相反的方向导通。 

上述双向开关包含一对串联连接的二极管，该二极管并联在晶体管的两侧。 

上述双向开关包含一对源极耦合的场效应管器件。 

上述逆变器包含H型桥式电路。 

上述整流电路是二极管整流电路。 

对于多相系统，双向开关可以配置成星形连接或倒三角形连接。优选地，考虑到成本和尺寸，该变压器最好是非移相变压器，最好是针对所述输出或所述输出的每相的多抽头变压器。 

上述驱动电路包含跨接在所述逆变器输出的旁路电路。所述动力电池通过所述旁路电路与所述负载串联。 

所述双向开关可具有多种形式。例如，双极或绝缘栅双极晶体管、门极可关断晶闸管对、场效应晶体管对或提供双向开关的晶体管/二极管。类似地，可使用机电式开关。本实用新型公开的实施例不限于一种类型的双向开关。本实用新型的实施例提供了一种高效的、高性能价格比的解决方案以改善电气驱动电路的功率因数。 

附图说明

通过以下对附图的描述，本实用新型实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中 

图1给出了采用变压器的电力负载驱动电路； 

图2是动力电池的电路图； 

图3给出了图2所示电路中使用的整流器的电路图； 

图4给出了图3所示开关配置的原理图；