[发明专利]I型三电平软开关电路及相应的三相变换电路和变流装置

说明书

本发明公开了一种I型三电平软开关电路，包括：依次串联的四个开关器件；四个开关器件中均包括一个可控开关管以及一个反并联的二极管；第二储能元件；第一储能元件；第一二极管；第二二极管；第一端与第一储能元件的第二端连接，第二端与第一二极管的阳极连接的第一电感；电容部件；电容部件包括：第一端与第一开关器件的第二端连接，第二端与第二开关器件的第二端连接的第一电容；第一端与第三开关器件的第一端连接，第二端与第四开关器件的第一端连接的第二电容；或者电容部件包括：第一端与第一开关器件的第二端连接，第二端与第四开关器件的第一端连接的目标电容。本发明还公开了一种三相变换电路及变流装置，具有相应效果。

技术领域

本发明涉及电能变换技术领域，特别是涉及一种I型三电平软开关电路及相应的三相变换电路和变流装置。

背景技术

I型三电平变换电路具有谐波小，效率高等优点，在诸多场合中均有应用。可参见图1，为现有技术中的I型三电平变换电路的结构示意图，第一开关器件，第二开关器件，第三开关器件以及第四开关器件依次串联，第一开关器件的第一端与正母线连接，第四开关器件的第二端与负母线连接。

第一开关器件的第二端与第二开关器件的第一端连接，其公共端与第一二极管D₁的阴极连接。第三开关器件的第二端与第四开关器件的第一端连接，其公共端与第二二极管D₂的阳极连接。第二开关器件的第二端与第三开关器件的第一端连接，其公共端作为该电路的第一输出端，第一二极管D₁的阳极与第二二极管D₂的阴极连接，其公共端作为该电路的第二输出端，也即电路的中线。四个开关器件中均包括一个可控开关管以及一个反并联的二极管，具体的，图1中的第一开关器件中包括第一可控开关管Q₁以及第一续流二极管D_q1，第二开关器件中包括第二可控开关管Q₂以及第一续流二极管D_q2，第三开关器件中包括第三可控开关管Q₃以及第三续流二极管D_q3，第四开关器件中包括第四可控开关管Q₄以及第四续流二极管D_q4。

在I型三电平变换电路中，各可控开关管的功耗可以分为通态功耗以及通断功耗，通断功耗包括了可控开关管在导通阶段的功耗以及在关断阶段的功耗。当通断消耗过高时，可控开关管的效率损耗较大，限制了电路的工作频率，并且还容易出现电磁干扰，噪声污染，击穿功率器件等诸多问题。因此，实现电路的软开关十分重要。

软开关是指开关器件能够实现零电压开关、零电流开关、零电压零电流开关或者通断过程中电压或电流按照有限的速率上升。在现有的部分方案中，在I型三电平变换电路的基础上设置2个谐振电容以及1个谐振电感，并为每个谐振电容配置相应的二极管作为放电通路来实现软开关，由于需要配置4个二极管，2个谐振电容，以及1个谐振电感，所需器件数量较多，使得实现软开关的成本较高，电路的可靠性降低。

综上所述，如何实现I型三电平变换电路的软开关，并且有效地降低成本，提高电路可靠性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种I型三电平软开关电路，以实现I型三电平变换电路的软开关，并且有效地降低成本，提高电路可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种I型三电平软开关电路，包括：

第一端与第一储能元件的第一端连接，第二端与第二开关器件的第一端，第一二极管的阴极均连接的第一开关器件；

第二端与第三开关器件的第一端连接的所述第二开关器件；

第二端与第四开关器件的第一端，第二二极管的阳极均连接的所述第三开关器件；

第二端与第二储能元件的第二端连接的所述第四开关器件；