[发明专利]一种带平衡桥臂的三相四线零电压开关整流器电路及其调制方法

说明书

本发明公开一种带平衡桥臂的三相四线零电压开关整流器电路及其调制方法，包括整流器电路的直流侧负载，直流侧串联电容，交流侧滤波电感，平衡桥臂电感，四组由两个带反并二极管的全控型主开关构成的桥臂，在直流侧母线电容和四组桥臂的母线之间接入包含反并联二极管的辅助开关，箝位电容以及谐振电感组成的谐振支路，主开关和辅助开关两端并联电容。本发明将辅助开关与主开关的脉冲信号进行同步，能够在每个开关周期内实现所有开关的零电压开通，有效抑制主开关反并联二极管的反向恢复电流，开关损耗小，电路效率高，有利于提高开关频率，提升系统功率密度。

技术领域

本发明涉及整流器技术领域，尤其涉及一种带平衡桥臂的三相四线零电压开关整流器电路及其调制方法。

背景技术

传统的带平衡桥臂的两电平三相四线PWM整流器包括六个含反并联二极管的全控主开关(S₁～S₆)组成的三相桥臂，接在各相桥臂输出中点与电网之间的三个输入滤波电感(L_a，L_b，L_c)，接在三相桥臂输出侧直流母线正负端之间的两个直流母线电容(C₁，C₂)，接在正负母线之间的含反并联二极管的全控主开关(S₈，S₉)组成的平衡桥臂以及跨接在平衡桥臂中点与母线电容中点的平衡电感L_bal，接在正负母线电容中点及电网中性点的中线。电路工作在硬开关状态，存在二极管反向恢复现象，换流器件开关损耗大，限制了工作频率的提高，导致需采用较大的滤波器，降低了电路效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小开关损耗，提高电路效率的带平衡桥臂的三相四线零电压开关整流器电路及其调制方法。

本发明内容的一个方面，提供一种带平衡桥臂的三相四线零电压开关整流器电路，如图1所示，包括直流侧串联负载R₁和R₂，直流侧串联电容组C₁和C₂，以及四组桥臂；每组桥臂由两个串联的包含反并二极管的全控型开关构成，其中：第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S₁、S₄和D₁、D₄，第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S₃、S₆和D₃、D₆，第三桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S₅、S₂和D₅、D₂，第四桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S₈、S₉和D₈、D₉，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂的中点分别通过输入滤波电感L_a、L_b、L_c各自与a相、b相、c相交流电网连接，第四桥臂的中点通过平衡电感L_bal与上述直流侧串联电容组C₁和C₂的中点相连，上述四组桥臂上开关的集电极以及下开关的发射极分别并联形成桥臂正母线和负母线，正母线与直流侧电容组之间接入由包含并联二极管D₇的辅助开关S₇与箝位电容C_c构成的串联支路，在该串联支路的两端跨接谐振电感L_r，电网的零线与直流侧串联电容组C₁和C₂的中点及直流侧串联负载R₁和R₂的中点连接，各开关S₁～S₉的集电极与发射极两端分别并联一个谐振电容C_r1～C_r9。