一種支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，特別涉及一種支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]中高壓變頻調(diào)速節(jié)能效果日益顯著，且隨著人們節(jié)能減排意識(shí)不斷增強(qiáng)，中高壓變頻調(diào)速技術(shù)得到了高速發(fā)展。在中高壓變頻技術(shù)中，隨著功率器件耐壓水平不斷提高，使得直流電壓輸入時(shí)采用多電平技術(shù)很有發(fā)展的潛力。在多電平技術(shù)中，直流電壓輸入單元一般采用多個(gè)電壓單元組成，進(jìn)行直流輸入電壓的分壓后，分別提供給不同的負(fù)載使用。目前，多個(gè)電壓單元可以為多個(gè)電容單元，分別為不同負(fù)載提供直流電壓，如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的兩電壓單元分壓電路示意圖，在直流電壓輸入側(cè)，第一電容Cl和第二電容C2串聯(lián)后接入直流電壓2E，即兩個(gè)電容電壓E，分擔(dān)直流電壓2E，將第一負(fù)載單元并聯(lián)到第一電容Cl上，由第一電容Cl為第一負(fù)載單元供直流電壓E，將第二負(fù)載單元并聯(lián)到第二電容C2上，由第二電容C2為第二負(fù)載單元供直流電源E。由于第一電容Cl和第二電容C2共同分擔(dān)直流電壓2E，在負(fù)載運(yùn)行過程中，當(dāng)兩個(gè)負(fù)載的電壓不相等時(shí)，其電流也不相等，如圖所示，假設(shè)第一負(fù)載單元的第一電流Il大于第二負(fù)載單元的第二電流12時(shí)，第一電容Cl電壓下降，第二電容C2的電壓上升；假設(shè)第一負(fù)載單元的第一電流Il小于第二負(fù)載單元的第二電流12時(shí)，第一電容Cl電壓上升，第二電容C2的電壓下降，這會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電容單元的電壓不均。因此，在多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路中的關(guān)鍵問題為器件耐壓，由于負(fù)載電壓不均，導(dǎo)致了提供負(fù)載電壓的不同電壓單元的電壓不均，很可能電壓單元的耐壓擊穿，影響中高壓變頻調(diào)速設(shè)備的可靠運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路，該電路能夠當(dāng)不同電壓單元的負(fù)載電壓偏差時(shí)，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
[0004]對不同電壓之間進(jìn)行均壓，從而不會(huì)導(dǎo)致電壓單元被擊穿。
[0005]根據(jù)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路，包括:
[0007]在直流電壓輸入側(cè)，多個(gè)電壓單元串聯(lián)后接入直流電壓，所述直流電壓的幅值為多個(gè)電壓單元電壓幅值之和，每個(gè)電壓單元并聯(lián)一個(gè)負(fù)載單元，為所述負(fù)載單元供直流的電壓單元電壓；
[0008]兩個(gè)或兩個(gè)以上的電壓單元中的，每個(gè)電壓單元上連接一個(gè)直流/交流變換器及一個(gè)高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構(gòu)造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯(lián)；不同電壓單元的直流/交流變換器進(jìn)行同步控制；
[0009]不同的電壓單元分別通過自身的直流/交流變換器將能量傳遞到自身的高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進(jìn)行能量傳遞。
[0010]所述電壓單元為電容。[0011 ] 所述直流/交流變換器為全橋直流/交流變換器或半橋直流/交流變換器。
[0012]所述電壓單元為兩電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器;
[0013]或者所述電壓單元為三電壓單元，所述直流/交流變換器為三全橋直流/交流變換器；
[0014]或者所述電壓單元為三或四電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器；
[0015]或者所述電壓單元為兩電壓單元，所述直流/交流變換器為兩半橋直流/交流變換器。
[0016]所述全橋直流/交流變換器由四個(gè)開關(guān)器件組成，兩兩串聯(lián)后并接到電容上，在串聯(lián)的兩個(gè)開關(guān)器件之間，分別接入一高頻變壓器的原邊兩個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)高頻變壓器的副邊的兩個(gè)端點(diǎn)分別與另一個(gè)高頻變壓器的副邊的兩個(gè)端點(diǎn)同極性相連。
[0017]所述半橋直流/交流變換器為:兩個(gè)電容串聯(lián)后并聯(lián)到電容上，兩個(gè)開關(guān)器件串聯(lián)后并聯(lián)到電容上，在串聯(lián)的電容之間，接入一高頻變壓器的原邊的一個(gè)端點(diǎn)，在串聯(lián)的兩個(gè)開關(guān)器件之間，接入一高頻變壓器的原邊的另一個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)高頻變壓器的副邊的兩個(gè)端點(diǎn)分別與另一個(gè)高頻變壓器的副邊的兩個(gè)端點(diǎn)同極性相連。
[0018]當(dāng)電壓單元為三電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器時(shí)，未連接一個(gè)直流/交流變換器及一個(gè)高頻變壓器的電壓單元上，連接兩相整流橋后，將兩相整流橋接入到高頻變壓器的同極性副邊。
[0019]當(dāng)電壓單元為四電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器時(shí)，將兩個(gè)未連接一個(gè)直流/交流變換器及一個(gè)高頻變壓器的電壓單元串聯(lián)后，再連接兩相整流橋，將兩相整流橋接入到高頻變壓器的同極性副邊；
[0020]所述高頻變壓器的原副邊匝比為1:2。
[0021]由上述方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例在多電平技術(shù)的直流電壓均壓電路中，為用于分擔(dān)直流電壓的兩個(gè)或兩個(gè)以上的電壓單元中的，每個(gè)電壓單元上連接一個(gè)直流/交流變換器及一個(gè)高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構(gòu)造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯(lián)。這樣，當(dāng)不同電壓單元的負(fù)載電壓不相同時(shí)，不同電壓單元可以分別通過直流/交流變換器將能量傳遞到不同高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進(jìn)行能量傳遞，從而使得不同電壓單元的電壓均壓。因此，本發(fā)明可以當(dāng)不同電壓單元的負(fù)載電壓偏差時(shí)，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的兩電壓單元分壓電路示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的兩電壓單元兩全橋直流/交流變換器的分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用圖3所示的電路結(jié)構(gòu)的電壓輸出波形示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的三電壓單元三全橋直流/交流變換器的分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的三電壓單元二全橋直流/交流變換器的分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的四電壓單元二全橋直流/交流變換器的分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的兩電壓單元兩半橋直流/交流變換器的分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]從【背景技術(shù)】可以看出，在多電平技術(shù)的直流電壓均壓電路中，有可能導(dǎo)致電壓單元的耐壓擊穿的原因是由于不同電壓單元的負(fù)載電壓不均衡而使得不同電壓單元的能量有偏差。因此，為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明實(shí)施例在多電平技術(shù)的直流電壓均壓電路中，為用于分擔(dān)直流電壓的兩個(gè)或兩個(gè)以上的電壓單元中的，每個(gè)電壓單元上連接一個(gè)直流/交流變換器及一個(gè)高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構(gòu)造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯(lián)。這樣，當(dāng)不同電壓單元的負(fù)載電壓不相同時(shí)，不同電壓單元可以分別通過直流/交流變換器將能量傳遞到不同高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進(jìn)行能量傳遞，從而使得不同電壓單元的電壓均壓。因此，本發(fā)明可以當(dāng)不同電壓單元的負(fù)載電壓偏差時(shí)，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的支持多電平技術(shù)的直流電壓分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括:在直流電壓輸