[实用新型]三电平PWM交流斩波器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种斩波器电路，尤其是一种三电平PWM交流斩波器电路。

背景技术

交流斩波器近年来受到广泛关注，它具有输入电流为正弦波、功率因数接近1等良好电气性能，并可以大大降低滤波器的尺寸。交流斩波器广泛地应用于工业加热、灯光控制、感应电动机的软起动以及风扇或水泵的速度控制等领域。随着电力电子技术在高压、大功率领域应用的不断增加，交流斩波器的应用不断向高压电能转换等领域扩展。在高压电能转换的时候，遇到的最大的问题就是电力电子器件的电压等级无法满足装置耐压等级的要求。多电平技术是解决这一问题的常用方法。

多电平电路作为一类特殊的电力电子电路,受到越来越多的重视。采用多电平技术，可以用电压等级较低的器件完成高压电能的变换，同时，多电平技术用较多的电平数去逼近所希望得到的波形，使输出电压或电流的质量大大提高、谐波含量减小，开关频率也可以相应降低。基于以上原因，多电平电路的研究成为目前电力电子电路研究的热点。多电平技术的本质是开关器件的串联，在实际电路中，开关器件尤其是高速全控型开关器件由于面临静态和动态的均压问题难以直接串联。通常要采用均压电路均衡静态和动态的电压。典型的均压方法有阻容均压法、二极管钳位法以及浮动电容法。目前，采用浮动电容均压的多电平电路只适用于直流斩波电路和多电平逆变电路。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：基于上述问题，提供一种三电平PWM交流斩波器电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三电平PWM交流斩波器电路，包括电源、双向开关S₁、双向开关S₂、双向开关S₃、双向开关S₄、浮动电容C₁、滤波电感L₁、滤波电容C₂和负载R₀，所述双向开关S₁、双向开关S₂、双向开关S₃和双向开关S₄均由两支MOSFET反向串联构成，所述双向开关S₁的输出端连接双向开关S₂的输入端和浮动电容C₁的输入端，双向开关S₂的输出端连接滤波电感L₁的输入端和双向开关S₃的输入端，双向开关S₃和双向开关S₄串联，双向开关S₃的输出端连接双向开关S₄的输入端和浮动电容C₁的输出端，滤波电容C₂和负载R₀并联，滤波电感L₁的输出端连接滤波电容C₂和负载R₀的输入端。

进一步地，构成双向开关的两支MOSFET同时导通或关断。

进一步地，所述浮动电容C₁的电压为电源输入电压的1/2。

本实用新型的有益效果是：该电路利用浮动电容构造出中间电平,依据输出电压的要求分阶段进行斩波，实现了用较低电压等级的器件完成高压电能变换的同时，还利用不同的开关组合得到较多的电平数去逼近所希望得到的波形，大大地改善输出电压或电流的波形质量，减小了谐波含量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路图。

图2是本实用新型第一种工作模式的电路图。

图3是本实用新型第二种工作模式的电路图。

图4是本实用新型第三种工作模式的电路图。

图5是本实用新型第四种工作模式的电路图。

图中：1.电源，2.双向开关S₁，3.双向开关S₂，4.双向开关S₃，5.双向开关S₄，6.浮动电容C₁，7.滤波电感L₁，8.滤波电容C₂，9.负载R₀。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。