專利名稱：Igbt雙向二重斬波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種斬波器，具體來說，涉及一種交流IGBT雙向二重斬波器。
背景技術：
一般的中、大功率UPS (10(T500kVA)的主回路主要有交流電抗器、變換器、逆變器、隔離變壓器和轉換開關等，正常情況下，市電從交流輸入端流入UPS,經(jīng)交流電抗器進行緩沖，經(jīng)變換器進行整流(交流電轉變?yōu)橹绷麟?，經(jīng)逆變器逆變(直流電轉變?yōu)榻涣麟?，經(jīng)隔離變壓器變壓為380V電壓輸出，再給負載供電，這是市電正常時的逆變供電；當市電停電時，UPS就會由市電自動切換至電池供電模式，再經(jīng)逆變輸出至負載。以往斬波器的UPS 在由市電切換為電池供電時，雖然保持了不斷電，但在切換的過程中是有很短暫的間斷，并且存在一定的直流分量和電流紋波；因為也應用了二極管，所以也會有相當?shù)脽釗p耗，電路結構也比較復雜，體積相對比較大，重量也相應比較大。

實用新型內(nèi)容針對以上的不足，本實用新型提供了一種結構更加簡單、損耗更低、技術更先進、 效率更高和可靠性更高的IGBT雙向二重斬波器，它包括四個IGBT單元SW1\SW2\SW3\SW4、 一個電感L和兩個電容C1\C2，所述第一 IGBT單元SWl的陽極、第二 IGBT單元SW2的陰極和L的一個輸出端相連，第一 IGBT單元SWl的陰極和第二 IGBT單元SW2的陽極分別連接 Cl的兩端，第三IGBT單元SW3的陽極、第四IGBT單元SW4的陰極和L的另一個輸出端相連，第三IGBT單元SW3的陰極和第四IGBT單元SW4的陽極分別連接C2的兩端，第二 IGBT 單元SW2的陽極和第三IGBT單元SW3的陰極相連。每一所述IGBT單元均為組合器件，均由一個功率開關管和一個功率二極管串聯(lián)組成。本實用新型的有益效果本實用新型的IGBT雙向二重斬波器通過主控制基板可以實現(xiàn)SW2和SW3、SW1和SW4各自以180度相位差的載波交互轉換，降低直流紋波，實現(xiàn)直流扼流圈的小型化，充電(蓄電池)和被充電端(直流)的電壓差減少，所以IGBT組件上所產(chǎn)生的損失可以減低；另外，可降低電壓紋波的振幅和dv/dt的大小，因而減低EMI的影響，新的斬波器同時對電容充電，對于電感器來說電流的紋波(ripple)頻率變?yōu)橐话銛夭ㄆ鞯亩?，因而減少電感器上電流紋波的振幅，所需要的電感值可以降低，因此只需要較小型的電感器就能達成所需要的效果，使得本裝置結構更加簡單，另外降低了電感器的容量，省去了以往斬波器中二極管元器件，減少了損耗和體積。本實用新型在生產(chǎn)成本和損耗方面都得到極大的改善，起到更加節(jié)能環(huán)保的效果。

圖1為本實用新型IGBT雙向二重斬波器的電路原理圖；圖2為本實用新型IGBT雙向二重斬波器的工作電路原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行進一步闡述。如圖1所示，本實用新型的IGBT雙向二重斬波器包括四個IGBT單元SW1\SW2\ SW3\SW4、一個電感L和兩個電容C1\C2，所述第一 IGBT單元SWl的陽極、第二 IGBT單元SW2 的陰極和L的一個輸出端相連，第一 IGBT單元SWl的陰極和第二 IGBT單元SW2的陽極分別連接Cl的兩端，第三IGBT單元SW3的陽極、第四IGBT單元SW4的陰極和L的另一個輸出端相連，第三IGBT單元SW3的陰極和第四IGBT單元SW4的陽極分別連接C2的兩端，第二 IGBT單元SW2的陽極和第三IGBT單元SW3的陰極相連，其中，每一所述IGBT單元均為組合器件，均由一個功率開關管和一個功率二極管串聯(lián)組成。本使用新型的IGBT雙向二重斬波器是分割直流電壓，以二倍的IGBT單元構成，SW2和SW3、Sffl和SW4各自以180度相位差的載波交互轉換，降低直流紋波，實現(xiàn)直流扼流圈的小型化。圖2為本實用型IGBT雙向二重斬波器的幾種工作狀態(tài)，以及電流的流向圖。其中， SW2和SW3、SW1和SW4開關控制電流的導通方向和運行狀態(tài)。在電源輸入正常的情況下對蓄電池進行降壓充電，在市電停電的情況下瞬間讓蓄電池進行放電，并且對蓄電池放電電壓進行瞬間升壓輸出。在升壓模式時開關SW2和SW3通、斷轉換，SWl和SW4維持斷開狀態(tài)，降壓模式時開關SWl和SW4通、斷轉換，SW2和SW3維持斷開狀態(tài)。表1為IGBT雙向二重斬波器動作狀態(tài)表表1中說明的是蓄電池放電升壓模式下的SW2和SW3開關狀態(tài)和V L (電感電壓)、 Δ I L (電感電流)、E (輸出直流電壓)、V (蓄電池電壓)、f S (IGBT開關頻率)的關系。計算公式根據(jù)以下
Mr > 0 for V7 = V (SW2 closed)(1)^
Ml <0 ο ' V1 = V-E (SW2 open), (2)
Mi >0 for Vl=E-V (SWl open) (3)Mr <0 for V1=-F (SW1 closed). (4) 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在實施過程中可能存在局部微小的結構改動，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，且屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權利要求1.一種IGBT雙向二重斬波器，它包括四個IGBT單元SW1\SW2\SW3\SW4、一個電感L和兩個電容Cl\C2，其特征在于，所述第一 IGBT單元SWl的陽極、第二 IGBT單元SW2的陰極和 L的一個輸出端相連，第一 IGBT單元SWl的陰極和第二 IGBT單元SW2的陽極分別連接Cl 的兩端，第三IGBT單元SW3的陽極、第四IGBT單元SW4的陰極和L的另一個輸出端相連， 第三IGBT單元SW3的陰極和第四IGBT單元SW4的陽極分別連接C2的兩端，第二 IGBT單元SW2的陽極和第三IGBT單元SW3的陰極相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的IGBT雙向二重斬波器，其特征在于，每一所述IGBT單元均為組合器件，均由一個功率開關管和一個功率二極管串聯(lián)組成。
專利摘要本實用新型公開了一種IGBT雙向二重斬波器，它包括四個IGBT單元SW1\SW2\SW3\SW4、一個電感L和兩個電容C1\C2，所述第一IGBT單元SW1的陽極、第二IGBT單元SW2的陰極和L的一個輸出端相連，第一IGBT單元SW1的陰極和第二IGBT單元SW2的陽極分別連接C1的兩端，第三IGBT單元SW3的陽極、第四IGBT單元SW4的陰極和L的另一個輸出端相連，第三IGBT單元SW3的陰極和第四IGBT單元SW4的陽極分別連接C2的兩端，第二IGBT單元SW2的陽極和第三IGBT單元SW3的陰極相連，其中，每一所述IGBT單元均為組合器件，均由一個功率開關管和一個功率二極管串聯(lián)組成。本使用新型的IGBT雙向二重斬波器是分割直流電壓，以二倍的IGBT單元構成，SW2和SW3、SW1和SW4各自以180度相位差的載波交互轉換，降低直流紋波，實現(xiàn)直流扼流圈的小型化。
文檔編號H02M7/515GK201966824SQ20102068836
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者鄭和建, 黃呂山 申請人:廣州東芝白云菱機電力電子有限公司