專(zhuān)利名稱(chēng)：多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源及高壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源及高壓變頻器。
背景技術(shù)：
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，變頻器已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。在變頻器中，除了需要實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，還需實(shí)現(xiàn)各類(lèi)控制功能，這些控制功能實(shí)現(xiàn)依賴于低壓直流電。在現(xiàn)有的變頻器中，低壓直流電通常使用工頻變壓器將輸入的工頻電
壓降壓整流后再做DC-DC變換得到。然而，采用上述方式獲得低壓直流電的變頻器中，必須使用工頻變壓器降壓，此外還需使用整流及濾波模塊進(jìn)行整流濾波，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述變頻器低壓直流輸出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的問(wèn)題，提供一種多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源及高壓變頻器。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，包括用于進(jìn)行直流變壓的隔離DC/DC變換電路，所述隔離DC/DC變換電路從直流母線獲得輸入電壓并包括用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出端。在本實(shí)用新型所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路、串接在所述直流母線之間的兩個(gè)電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的兩個(gè)電阻，所述兩個(gè)電容的中間點(diǎn)接地且每一電容的兩端分別連接到一個(gè)隔離DC/DC變換電路的輸入端，每一所述隔離DC/DC變換電路包括一路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。在本實(shí)用新型所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路，該兩個(gè)隔離DC/DC變換電路的其中一個(gè)輸入端分別連接到一根直流母線、另一個(gè)輸入端同時(shí)連接到功率器件的主電路中的同一點(diǎn)，每一所述隔離DC/DC變換電路包括一路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。在本實(shí)用新型所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括串接在直流母線之間的三個(gè)或三個(gè)以上電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的多個(gè)電阻，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端連接到其中一個(gè)電容的兩端。在本實(shí)用新型所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源中，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端直接連接到兩根直流母線且該隔離DC/DC變換電路包括兩路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。本實(shí)用新型還提供一種高壓變頻器，包括位于整流模塊輸出端的直流母線以及功率器件，該高壓變頻器還包括為所述功率器件提供直流電壓的驅(qū)動(dòng)電源，所述驅(qū)動(dòng)電源包括用于進(jìn)行直流變壓的隔離DC/DC變換電路，所述隔離DC/DC變換電路從直流母線獲得輸入電壓且該隔離DC/DC變換電路的至少一個(gè)輸出端直接連接到功率器件的驅(qū)動(dòng)單元。在本實(shí)用新型所述的高壓變頻器中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路、串接在所述直流母線之間的兩個(gè)電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的兩個(gè)電阻，所述兩個(gè)電容的中間點(diǎn)接地且每一電容的兩端分別連接到一個(gè)隔離DC/DC變換電路的輸入端，每一所述隔離DC/DC變換電路的輸出端分別連接所述功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管。在本實(shí)用新型所述的高壓變頻器中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路，該兩個(gè)隔離DC/DC變換電路的其中一個(gè)輸入端分別連接到一根直流母線、另一個(gè)輸入端同時(shí)連接到功率器件的主電路中的同一點(diǎn)，每一所述隔離DC/DC變換電路的輸出端分別連接所述功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管。在本實(shí)用新型所述的高壓變頻器中，所述驅(qū)動(dòng)電源包括串接在直流母線之間的三個(gè)或三個(gè)以上電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的多個(gè)電阻，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端連接到其中一個(gè)電容的兩端并包括兩路分別連接到功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管的直流電壓輸出。在本實(shí)用新型所述的高壓變頻器中，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端直接連接到兩根直流母線且該隔離DC/DC變換電路包括兩路分別連接到功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管的直流電壓輸出。本實(shí)用新型的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源及高壓變頻器具有以下有益效果通過(guò)對(duì)直流母線電壓的變化實(shí)現(xiàn)低壓直流輸出，其實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)潔、性能穩(wěn)定。本實(shí)用新型通過(guò)合理的拓?fù)浣档土藢?duì)電源開(kāi)關(guān)器件的要求，利用直流母線電壓穩(wěn)定的同時(shí)使驅(qū)動(dòng)電源相對(duì)獨(dú)立于主電路，這樣大大降低主電路故障造成的電源損壞及連鎖損壞。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了降壓隔離變壓器、整流橋及濾波電容等，在降低成本的同時(shí)避免了因以上器件故障造成的驅(qū)動(dòng)失控，增加了整體的可靠性。

圖1是本實(shí)用新型多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源第一實(shí)施例的示意圖。圖2是本實(shí)用新型多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源第二實(shí)施例的示意圖。圖3是本實(shí)用新型多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源第三實(shí)施例的示意圖。圖4是本實(shí)用新型多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源第四實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，是本實(shí)用新型多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源第一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例中的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源10包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路11、兩個(gè)電容以及兩個(gè)電阻，其中兩個(gè)電容串聯(lián)連接在正直流母線P和負(fù)直流母線N之間且兩個(gè)電容的連接點(diǎn)接地，兩個(gè)電阻分別與其中一個(gè)電容并聯(lián)，隔離DC/DC變換電路11用于進(jìn)行直流變壓(將由直流母線輸入的直流電轉(zhuǎn)換為電壓值不同的直流電，可采用任何已有的直流電壓變換器件或電路)，每一隔離DC/DC變換電路11包括一路用于連接變換器功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。上述實(shí)施例中，通過(guò)兩個(gè)電容將驅(qū)動(dòng)電源10的輸入電壓降低至直流母線電壓的1/2，并將上述輸入電壓進(jìn)行電壓變換后分別驅(qū)動(dòng)功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管(R為功率器件的輸出)，驅(qū)動(dòng)電源10既依賴直流母線的穩(wěn)定電壓又不受功率器件主電路中點(diǎn)O的影響。如圖2所示，在本實(shí)用新型的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源的第二實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電源20包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路21，該兩個(gè)隔離DC/DC變換電路21的其中一個(gè)輸入端分別連接到一根直流母線、另一個(gè)輸入端同時(shí)連接到功率器件的主電路中的同一點(diǎn)(例如中點(diǎn))，每一隔離DC/DC變換電路21包括一路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流壓輸出?！ぁぴ搶?shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電源20的輸入電壓為直流母線電壓的1/2，且驅(qū)動(dòng)電源20通過(guò)兩個(gè)隔離DC/DC變換電路21分別驅(qū)動(dòng)功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管，驅(qū)動(dòng)電源20依賴直流母線的穩(wěn)定電壓及功率器件主電路對(duì)O點(diǎn)的控制。如圖3所示，在本實(shí)用新型的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源的第三實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電源30包括一個(gè)隔離DC/DC變換電路31，該隔離DC/DC變換電路31的輸入端直接連接到兩根直流母線P、N且該隔離DC/DC變換電路31包括兩路連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。該實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電源30直接取自直流母線，經(jīng)隔離DC/DC變換電路進(jìn)行電壓變換后產(chǎn)生多路低壓直流電源用于功率器件驅(qū)動(dòng)或控制電源，驅(qū)動(dòng)電源既依賴直流母線的穩(wěn)定又不受主電路波動(dòng)的影響。如圖4所示，在本實(shí)用新型的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源的第四實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電源40包括三個(gè)電容、三個(gè)電阻以及一個(gè)隔離DC/DC變換電路41，其中三個(gè)電容串接在正直流母線P和負(fù)直流母線N之間，三個(gè)電阻分別與上述三個(gè)電容中的一個(gè)并聯(lián)，隔離DC/DC變換電路41的輸入端連接到其中一個(gè)電容的兩端，且該隔離DC/DC變換電路41包括兩路連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。該實(shí)施例中，通過(guò)電容將直流母線降壓后輸入驅(qū)動(dòng)電源40，經(jīng)隔離DC/DC變換電路進(jìn)行電壓變化產(chǎn)生多路低壓直流電源用于功率器件驅(qū)動(dòng)或控制電源，驅(qū)動(dòng)電源既依賴直流母線的穩(wěn)定又不受主電路波動(dòng)的影響，同時(shí)降低了隔離電源對(duì)功率器件的電壓要求。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，串接在直流母線之間的電容的數(shù)量可根據(jù)電容本身的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，例如可采用四個(gè)或四個(gè)以上。上述四個(gè)方案可直接應(yīng)用于高壓變頻器，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓為高壓變頻器中功率器件提供直流驅(qū)動(dòng)電源，從而可省去降壓隔離變壓器、整流橋及濾波電容，在降低成本的同時(shí)避免了因以上器件故障造成的驅(qū)動(dòng)失控，增加了整體的可靠性。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn) 。
權(quán)利要求1.一種多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于包括用于進(jìn)行直流變壓的隔離DC/DC變換電路，所述隔離DC/DC變換電路從直流母線獲得輸入電壓并包括用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路、串接在所述直流母線之間的兩個(gè)電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的兩個(gè)電阻，所述兩個(gè)電容的中間點(diǎn)接地且每一電容的兩端分別連接到一個(gè)隔離DC/DC變換電路的輸入端，每一所述隔離DC/DC變換電路包括一路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路，該兩個(gè)隔離DC/DC變換電路的其中一個(gè)輸入端分別連接到一根直流母線、另一個(gè)輸入端同時(shí)連接到功率器件的主電路中的同一點(diǎn)，每一所述隔離DC/DC變換電路包括一路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括串接在直流母線之間的三個(gè)或三個(gè)以上電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的多個(gè)電阻，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端連接到其中一個(gè)電容的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于所述隔離DC/DC變換電路的輸入端直接連接到兩根直流母線且該隔離DC/DC變換電路包括兩路用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出。
6.一種高壓變頻器，包括位于整流模塊輸出端的直流母線以及功率器件，其特征在于該高壓變頻器還包括為所述功率器件提供直流電壓的驅(qū)動(dòng)電源，所述驅(qū)動(dòng)電源包括用于進(jìn)行直流變壓的隔離DC/DC變換電路，所述隔離DC/DC變換電路從直流母線獲得輸入電壓且該隔離DC/DC變換電路的至少一個(gè)輸出端直接連接到功率器件的驅(qū)動(dòng)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓變頻器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路、串接在所述直流母線之間的兩個(gè)電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的兩個(gè)電阻，所述兩個(gè)電容的中間點(diǎn)接地且每一電容的兩端分別連接到一個(gè)隔離DC/DC變換電路的輸入端，每一所述隔離DC/DC變換電路的輸出端分別連接所述功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓變頻器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括兩個(gè)隔離DC/DC變換電路，該兩個(gè)隔離DC/DC變換電路的其中一個(gè)輸入端分別連接到一根直流母線、另一個(gè)輸入端同時(shí)連接到功率器件的主電路中的同一點(diǎn)，每一所述隔離DC/DC變換電路的輸出端分別連接所述功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓變頻器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電源包括串接在直流母線之間的三個(gè)或三個(gè)以上電容以及分別與每一所述電容并聯(lián)的多個(gè)電阻，所述隔離DC/DC變換電路的輸入端連接到其中一個(gè)電容的兩端并包括兩路分別連接到功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管的直流電壓輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓變頻器，其特征在于所述隔離DC/DC變換電路的輸入端直接連接到兩根直流母線且該隔離DC/DC變換電路包括兩路分別連接到功率器件的上臂功率開(kāi)關(guān)管和下臂功率開(kāi)關(guān)管的直流電壓輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種多電平變換器的功率器件驅(qū)動(dòng)電源，包括用于進(jìn)行直流變壓的隔離DC/DC變換電路，所述隔離DC/DC變換電路從直流母線獲得輸入電壓并包括用于連接功率器件的驅(qū)動(dòng)單元的直流電壓輸出端。本實(shí)用新型還提供了一種具有上述驅(qū)動(dòng)電源的高壓變頻器。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)直流母線電壓的變化實(shí)現(xiàn)低壓直流輸出，其實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)潔、性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02M3/00GK202696465SQ20122033763
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者李亮 申請(qǐng)人:蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司, 深圳市匯川技術(shù)股份有限公司