專利名稱：逆變橋吸收電路能量無源回饋網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于逆變器裝置的所有領(lǐng)域，包括大功率開關(guān)電源，交流調(diào)速系統(tǒng)，不間斷電源。是逆變器吸收電路的能量回饋網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有技術(shù)a、吸收電路能量在實用化的逆變器裝置中全部消耗在電阻上，成為熱能、降低了逆變器工作效率(見

圖10)。
b、吸收電路中采用有源能量回饋網(wǎng)絡(luò)已有人研究，但需增加控制元件和電路，可靠性差(見圖11)。
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺點的電路，網(wǎng)絡(luò)全部由二極管、電容、變壓器、穩(wěn)壓器或電阻等無源元件組成。它是適合于半橋、全橋、逆變器工作的無源能量回饋電路。
本電路的目的是這樣實現(xiàn)的，當(dāng)逆變橋中主電路功率開關(guān)元件的開通和關(guān)斷時，自動地將儲存于吸收電路LS，和CS中的能量通過變壓器(升或降壓變壓器)回送到直流電網(wǎng)中去，見圖12。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明附圖1、2、3、4、5、6、7、8為本發(fā)明的工作過程原理圖附圖9為本發(fā)明的一個實際應(yīng)用實施圖附圖10、11中虛線框內(nèi)為現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)圖附圖12虛線框內(nèi)為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)12中、T1、T2是功率開關(guān)元件，它們構(gòu)成半橋逆變器，T1、T2可以是功率晶體管，也可以是場效應(yīng)管，或任何可控制元件，D1、D2稱為續(xù)流二極管，LS和CS則是為保護(hù)T1、T2而用的吸收電路元件，因此，儲存在LS和CS中的能量是1/2LSIm2＋1/2CSVD2，Im是負(fù)載電流，VD是直流電壓。本發(fā)明的作用就是將大部分的1/2LSIm2＋1/2CSVD2能量送回到直流電網(wǎng)。
T1、T2、D1、D2、LS、DS1、CS組成的結(jié)構(gòu)是最常用的直流變交流橋結(jié)構(gòu)。它的基本工作原理在任一電力電子技術(shù)原理書中能夠找到，其規(guī)律是T1、T2是輪流導(dǎo)通(或關(guān)斷)的，T1必須先關(guān)斷，T2才能開通，反之亦然。能量回饋過程在T1(或T2)的開通與關(guān)斷過程中自動實現(xiàn)。
此處，先討論T1從關(guān)斷至開通過程，參閱圖1-圖4初始狀態(tài)(見圖1)iLS＝0 iD2＝ImUCS＝VD。
當(dāng)t＝0T1閉合(開通)(見圖2)在0＜t＜t1期間iLS增加，且iD2下降，直到iLS＝Im，iD2＝0。當(dāng)t＞t1(見圖3)iLS繼續(xù)增加，并且流過電容CS，使CS放電使VCS降，但電流流過變壓器原邊，付邊有iLSP流過，能量回送到電網(wǎng)，(相當(dāng)于CS能量回送到電網(wǎng))。當(dāng)iLSP＝0時，能量回送過程完成。
當(dāng)t＞t2(見圖4)，變壓器原邊磁化電流回零，到iLP＝0，為下一次能量回送作好準(zhǔn)備(T1已開通)。
下面分析T1從開通至關(guān)斷過程，參閱圖5-圖8初始狀態(tài)(見圖5)iLS＝IMUCS＝0重新選擇零點當(dāng)t＞0 T1斷開(見圖6)，CS充電 一直到VCS＝VD。
在t1至t2期間，iLS流過變壓器(見圖7)，能量回送到電網(wǎng)，(相當(dāng)于LS能量回送電網(wǎng))。
當(dāng)iLSP＝0，能量回送過程完成。
當(dāng)t＞t2，變壓器復(fù)位(見圖8)。iD2＝Im。T1關(guān)斷過程完成。
T1從關(guān)斷至開通過程和T2從開通至關(guān)斷過程一樣。
T1從開通至關(guān)斷過程和T2從關(guān)斷至開通過程一樣。
本發(fā)明的優(yōu)點如下①本無源回饋電路全部由無源元件組成，無須附加控制元件和電路。
②電路仿真和實驗表明，在半橋結(jié)構(gòu)中，至少有65％的能量被返回到電網(wǎng)。
③對于單相全橋結(jié)構(gòu)，三相全橋結(jié)構(gòu)，甚至多相橋結(jié)構(gòu)，可以共用一組吸收電路的能量回饋網(wǎng)絡(luò)，見圖9的單相全橋結(jié)構(gòu)實施例。三相全橋有類似的結(jié)構(gòu)。
④本發(fā)明電路，對于由D1～D4二極管非理想因素，如反向恢復(fù)引入的額外能量，也能進(jìn)行回饋。
權(quán)利要求
1.一種用于逆變橋，半橋和全橋的吸收電路能量的無源回饋網(wǎng)絡(luò)，其特征是，網(wǎng)絡(luò)全部用無源元件組成，包括箝位二極管DPP，單相阻斷二極管DS2，DSP，DP，小濾波電容CP能量反饋變壓器Tr，以及消除Tr原邊磁化電流的電阻Rr。
2.根據(jù)權(quán)利1所述吸收電路能量的回饋網(wǎng)絡(luò)，其特征是變壓器Tr可以是升壓變壓器，也可以是降壓變壓器，當(dāng)Tr是降壓變壓器時，其副邊繞組將可以連到另外的低壓直流電源上，或者直接并聯(lián)于電阻Rr上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收電路能量的回饋網(wǎng)絡(luò)，其特征是Rr可由功率穩(wěn)壓管來替代。
全文摘要
逆變橋吸收電路能量無源回饋網(wǎng)絡(luò)是一種單相，三相和多相逆變橋中吸收電路能量無源回饋電路，它也完全適合于半橋結(jié)構(gòu)逆變器吸收電路。它改變現(xiàn)在吸收電路能量全部消耗在電阻上的方案，而將大部分能量送回到電網(wǎng)，提高逆變橋的工作效率，它采用二極管，電容，變壓器這樣的無源元件，沒有附加任何控制電路和可控開關(guān)等有源元件，所以，比有源回饋電路具有更高的可靠性。適合于采用硬開關(guān)構(gòu)成的逆變器中。
文檔編號H02M7/44GK1116785SQ9410878
公開日1996年2月14日 申請日期1994年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月8日
發(fā)明者何湘寧 申請人:何湘寧