專利名稱：組合電力電子器件的ac-dc-ac逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種AC-DC-AC逆變裝置，特別涉及一種組合電力電子器 件的AC-DC-AC逆變裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，如何解決它所引發(fā)的電網(wǎng)諧波污染，電 磁干擾(EMI)以及電力電子裝置本身的能效成為國內(nèi)外專家學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。 對中小功率的電力電子裝置而言，解決諧波污染問題的有效辦法是采用功率 因數(shù)校正(PFC)技術(shù)，使用傳統(tǒng)BOOST電路進(jìn)行功率因數(shù)校正是目前廠家的 首選方案，然而硬開關(guān)BOOST電路不僅電磁干擾(EMI)的問題嚴(yán)重，而且因 為增加了一級電能變換從而降低了整個裝置的能效；諧振軟開關(guān)技術(shù)理論上 能將降低電磁干擾、提高電能變換效率得到很好結(jié)合，但諧振軟開關(guān)需要依 賴于器件的參數(shù)條件，使得整個電力電子裝置的可靠性下降，目前還難以在 工業(yè)界廣泛推廣應(yīng)用。
因此，如何開發(fā)出兼具改善電網(wǎng)功率因數(shù)、降低由于硬開關(guān)引起的電磁 干擾(EMI)、提高能效和保證可靠性的電力電子裝置，是專家學(xué)者以及電力 電子裝置生產(chǎn)廠家所關(guān)注的重點(diǎn);傳統(tǒng)兩電平單相自然軟開關(guān)AC-DC-AC變流 器它能有效兼顧這四方面的性能，同時能輸出更高的交流輸出電壓，然而它 相對于傳統(tǒng)不可控整流的AC-DC-AC變流器，由于多了一個可控器件，成本還
是有所提升的。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種組合電力電子器件的 AC-DC-AC逆變裝置，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)兩電平單相自然軟開關(guān)AC-DC-AC變流器成 本上的不足。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種組合電力電子器件的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于，它包括等效 直流電源，快速復(fù)合IGBT器件，平波電容和由MOSFET器件構(gòu)成的逆變器； 所述等效直流電源的負(fù)電壓端，平波電容的負(fù)電壓端，逆變器的負(fù)直流母線 端三者相連，等效直流電源的正電壓端，逆變器的正直流母線端，快速復(fù)合 IGBT器件的一端三者互相連接，快速復(fù)合IGBT器件的另一端與平波電容的 正電壓端互相連接。所述等效直流電源由單相交流電源，二極管整流橋以及電抗器組成。 所述快速復(fù)合IGBT器件的反向恢復(fù)特性優(yōu)于所述逆變器中一個開關(guān)器 件的反向恢復(fù)特性。所述快速復(fù)合IGBT器件為具有快速恢復(fù)特'陣的M0SFET器件。 所述逆變器可以為由慢速IGBT器件組成的逆變器，或由不同類型的開關(guān)器件組合而成的逆變器，所述逆變器中至少有一個開關(guān)器件的反向恢復(fù)特性 比快速復(fù)合IGBT器件的反向恢復(fù)特性差。所述逆變器為單相或多相逆變器。所述快速復(fù)合IGBT器件與平波電容的物理位置可以互換。 本實(shí)用新型的組合器件的AC-DC-AC逆變裝置具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、 相對于傳統(tǒng)帶BOOST升壓電路輸入級的AC-DC-AC電路，由于直流母 線電流主回路不串聯(lián)有快恢復(fù)二極管，整個電路的導(dǎo)通損耗下降，同時逆變 器部分的損耗也將有所下降。2、 相對于傳統(tǒng)兩電平單相自然軟開關(guān)AC-DC-AC變流器，平波電容支路采用了具有快速開關(guān)特性以及有良好恢復(fù)特性的高速開關(guān)管器件；逆變器采 用了普通MOSFET器件或低速IGBT器件，但同樣能實(shí)現(xiàn)高載波逆變，裝置的 性價(jià)比得到大力提升。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。 圖1本實(shí)用新型的一種組合器件的AC-DC-AC逆變裝置； 圖2本實(shí)用新型的一種組合器件的AC-DC-AC逆變裝置。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:如圖1所示， 一種組合器件的AC-DC-AC逆變裝置，它包括等效直流電源 1，快速復(fù)合IGBT器件2，平波電容3和由普通M0SFET器件S1 S6組成的傳 統(tǒng)兩電平三相逆變器4。等效直流電源l的負(fù)電壓端，平波電容3的負(fù)電壓端，逆變器4的負(fù)直 流母線端三者相連，等效直流電源1的正電壓端，逆變器4的正直流母線端， 快速復(fù)合IGBT器件2的一端三者互相連接，快速復(fù)合IGBT器件2的另一端 與平波電容3的正電壓端互相連接。等效直流電源1由單相交流電源，二極管整流橋以及電抗器L組成。實(shí)施例2:如圖2所示，單相交流電源經(jīng)過交流電抗器L和整流橋后組成為等效直 流電源1，等效直流電源1負(fù)的輸出端與平波電容3的負(fù)電壓端以及由普通 MOSFET器件S1 S6組成的傳統(tǒng)兩電平三相逆變器4的負(fù)直流母線端連接在一 起；等效電源1正的輸出端與由具有快速開關(guān)特性且有良好恢復(fù)特性的快速 復(fù)合IGBT器件2的一端以及逆變器4的正直流母線端連接在一起，快速復(fù)合 IGBT器件2的另一端與平波電容3的正電壓端連接在一起。本實(shí)用新型的快速復(fù)合IGBT器件2可以是其他具有快速恢復(fù)特性的 MOSFET器件(如由碳化硅材料制備的M0SFET器件)。本實(shí)用新型的逆變器4可以是由慢速IGBT器件組成的逆變器，也可以是 由不同類型的開關(guān)器件組合而成的逆變器，但逆變器中至少有一個開關(guān)器件 的反向恢復(fù)特性比器件2的反向恢復(fù)特性差。本實(shí)用新型的逆變器4可以是單相或多相逆變器。本實(shí)用新型的器件2與平波電容3的物理位置可以上下對調(diào)。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征及其優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說 明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍 的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等效物界定。
權(quán)利要求1. 一種組合電力電子器件的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于，它包括等效直流電源，快速復(fù)合IGBT器件，平波電容和由MOSFET器件構(gòu)成的逆變器；所述等效直流電源的負(fù)電壓端，平波電容的負(fù)電壓端，逆變器的負(fù)直流母線端三者相連，等效直流電源的正電壓端，逆變器的正直流母線端，快速復(fù)合IGBT器件的一端三者互相連接，快速復(fù)合IGBT器件的另一端與平波電容的正電壓端互相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于所述等效 直流電源由單相交流電源，二極管整流橋以及電抗器組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于所述快速 復(fù)合IGBT器件的反向恢復(fù)特性優(yōu)于所述逆變器中一個開關(guān)器件的反向恢復(fù) 特性。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于:所述快速復(fù) 合IGBT器件為具有快速恢復(fù)特性的MOSFET器件。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于所述逆變 器可以為由慢速IGBT器件組成的逆變器，或由不同類型的開關(guān)器件組合而成 的逆變器，所述逆變器中至少有一個開關(guān)器件的反向恢復(fù)特性比快速復(fù)合 IGBT器件的反向恢復(fù)特性差。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于所述逆變 器為單相或多相逆變器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC-AC逆變裝置，其特征在于所述快速 復(fù)合IGBT器件與平波電容的物理位置可以互換。
專利摘要一種組合器件的AC-DC-AC逆變裝置，它包括等效直流電源，快速復(fù)合IGBT器件，平波電容和逆變器；所述等效直流電源的負(fù)電壓端，平波電容的負(fù)電壓端，逆變器的負(fù)直流母線端三者相連，等效直流電源的正電壓端，逆變器的正直流母線端，快速復(fù)合IGBT器件的一端三者互相連接，快速復(fù)合IGBT器件的另一端與平波電容的正電壓端互相連接；相對于傳統(tǒng)帶BOOST升壓電路的AC-DC-AC電路，由于直流母線電流主回路不串聯(lián)有快恢復(fù)二極管，整個電路的導(dǎo)通損耗下降，逆變器的損耗也有所下降；相對于傳統(tǒng)兩電平單相自然軟開關(guān)AC-DC-AC變流器，平波電容支路開關(guān)器件采用了具有快速開關(guān)特性及良好恢復(fù)特性的高速開關(guān)管器件，逆變器采用了普通MOSFET器件或低速IGBT器件，同樣可實(shí)現(xiàn)高載波逆變，提升了性價(jià)比。
文檔編號H02M5/458GK201087940SQ200720153200
公開日2008年7月16日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者吳衛(wèi)民 申請人:上海海事大學(xué)