本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域,尤其是涉及一種三相整流電路及驅(qū)動(dòng)控制方法。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的三相三電平三開(kāi)關(guān)(Vienna)整流器是近幾年出現(xiàn)的一種高效整流器拓?fù)?。該Vienna整流器具有三電平控制和功率開(kāi)關(guān)器件耐壓低的特性,效率高且成本低,因而得到了廣泛的應(yīng)用。但是,傳統(tǒng)的Vienna整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件都處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài),因此使得功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,并使得二極管具有反向恢復(fù)電荷,從而增加了功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通損耗,并增加了系統(tǒng)的電磁干擾(EMI),加大了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種三相整流電路及驅(qū)動(dòng)控制方法,以解決傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三相整流電路,所述三相整流電路包括第一公共連接端、第二公共連接端和分別連接于所述第一公共連接端和所述第二公共連接端之間的三相電路,三相電路中的每一相電路均包括:
交流電源;
第一飽和電感和第二飽和電感,所述第一飽和電感的第一端和所述第二飽和電感的第一端均與所述交流電源連接;
第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元,所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元的第一端和第二驅(qū)動(dòng)電路單元的第一端均與所述第一飽和電感的第二端連接,且所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端和第二驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端與第二公共連接端連接;
第三驅(qū)動(dòng)電路單元和第四驅(qū)動(dòng)電路單元,所述第三驅(qū)動(dòng)電路單元的第一端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元的第一端均與所述第二飽和電感的第二端連接,且所述第三驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端與第二公共連接端連接;
開(kāi)關(guān)電路單元,所述開(kāi)關(guān)電路單元的第一端與所述第一飽和電感的第二端和所述第二飽和電感的第二端相連后的接線端連接,且所述開(kāi)關(guān)電路單元的第二端與第二公共連接端連接;其中,
所述開(kāi)關(guān)電路單元在所述交流電源輸出的交流電的一個(gè)周期內(nèi),分時(shí)進(jìn)行閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換;通過(guò)所述開(kāi)關(guān)電路單元的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換,在所述交流電為正相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端與第二公共連接端之間用于正相交流電導(dǎo)通的通路依次切換為通過(guò)第一飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第一飽和電感和第一驅(qū)動(dòng)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和第三驅(qū)動(dòng)電路單元的通路;在所述交流電為負(fù)相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端與第二公共連接端之間用于負(fù)相交流電導(dǎo)通的通路依次為通過(guò)第一飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第一飽和電感和第二驅(qū)動(dòng)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和第四驅(qū)動(dòng)電路單元的通路。
可選地,所述每一相電路還包括濾波電感,所述第一飽和電感的第一端和所述第二飽和電感的第一端通過(guò)所述濾波電感與所述交流電源連接,且所述每一相電路的交流電源均與所述第一公共連接端連接。
可選地,所述每一相電路的第一驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端和第三驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容和第一負(fù)載與所述第二公共連接端連接,且每一相電路的第二驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元的第二端均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第二電容和第二負(fù)載與所述第二公共連接端連接。
可選地,所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元包括第一二級(jí)管,所述第二驅(qū)動(dòng)電路單元包括第二二極管,且所述第一二級(jí)管的正極和所述第二二級(jí)管的負(fù)極均與所述第一飽和電感的第二端連接;所述第三驅(qū)動(dòng)電路單元包括第三二級(jí)管,所述第四驅(qū)動(dòng)電路單元包括第四二極管,且所述第三二級(jí)管的正極和所述第四二級(jí)管的負(fù)極均與所述第二飽和電感的第二端連接;第一二級(jí)管的負(fù)極和第三二級(jí)管的負(fù)極均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容和第一負(fù)載與第二公共連接端連接,第二二級(jí)管的正極和第四二極管的正極均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第二電容和第二負(fù)載與第二公共連接端連接。
可選地,所述開(kāi)關(guān)電路單元包括第一開(kāi)關(guān)組和第二開(kāi)關(guān)組,所述第一開(kāi)關(guān)組連接于所述第一飽和電感的第二端與第二公共連接端之間,所述第二開(kāi)關(guān)組連接于所述第二飽和電感的第二端與第二公共連接端之間。
可選地,所述第一開(kāi)關(guān)組包括并聯(lián)有二極管的第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT管和并聯(lián)有二級(jí)管的第二IGBT管,其中第一IGBT管的集電極與所述第一飽和電感的第二端連接,所述第一IGBT管的發(fā)射極與所述第二IGBT管的發(fā)射極連接;所述第二開(kāi)關(guān)組包括并聯(lián)有二級(jí)管的第三IGBT管和并聯(lián)有二級(jí)管的第四IGBT管,其中所述第三IGBT管的集電極與所述第二飽和電感的第二端連接,所述第三IGBT管的發(fā)射極分別與所述第二IGBT管的發(fā)射極和所述第四IGBT管的發(fā)射極連接,所述第二IGBT管的集電極與所述第四IGBT管的集電極均與所述第二公共連接端連接。
另一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供一種三相整流電路的驅(qū)動(dòng)控制方法,該驅(qū)動(dòng)控制方法應(yīng)用于第一方面中的三相整流電路,該驅(qū)動(dòng)控制方法包括:
在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),依次向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第一控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第一飽和電感與所述開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第二控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第一飽和電感與所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第三控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與所述開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第四控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第二飽和電感與所述第三驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;
在交流電為負(fù)向交流電的半周期內(nèi),依次向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第五控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第一飽和電感與所述開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第六控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第一飽和電感與所述第二驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第七控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與所述開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述開(kāi)關(guān)電路單元輸出第八控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第二飽和電感與所述第四驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路。
可選地,所述驅(qū)動(dòng)控制方法還包括:在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),依次向第一開(kāi)關(guān)組輸出第一控制信號(hào),使第一開(kāi)關(guān)組導(dǎo)通,第一飽和電感與第一開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第一開(kāi)關(guān)組輸出第二控制信號(hào),使第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第一飽和電感與第一驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第二開(kāi)關(guān)組輸出第三控制信號(hào),使第三開(kāi)關(guān)組導(dǎo)通,第二飽和電感與第二開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第二開(kāi)關(guān)組輸出第四控制信號(hào),使第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第二飽和電感與第三驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;在交流電為負(fù)向交流電的半周期內(nèi),依次向所述第一開(kāi)關(guān)組輸出第五控制信號(hào),使所述第一開(kāi)關(guān)組單元導(dǎo)通,第一飽和電感與所述第一開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第一開(kāi)關(guān)組輸出第六控制信號(hào),使所述第一開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第一飽和電感與所述第二驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第二開(kāi)關(guān)組輸出第七控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與所述第二開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第二開(kāi)關(guān)組輸出第八控制信號(hào),使所述第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第二飽和電感與所述第四驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明實(shí)施例利用第一飽和電感和第二飽和電感的電感特性,使得分時(shí)控制開(kāi)關(guān)電路單元的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換時(shí),在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端與第二公共連接端之間用于正相交流電導(dǎo)通的通路依次切換為通過(guò)第一飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第一飽和電感和第一驅(qū)動(dòng)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和開(kāi)關(guān)電路單元的通路、通過(guò)第二飽和電感和第三驅(qū)動(dòng)電路單元的通路。這樣在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),可以利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第一飽和電感和第二飽和電感的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零。此外,當(dāng)開(kāi)關(guān)電路單元為二極管時(shí),同時(shí)可以利用飽和電感的特性,使得二極管中的反向電流變化與飽和電感中的電流變化相一致,從而在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗,解決了傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
附圖說(shuō)明
圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例中三相整流電路的電路框圖;
圖2表示本發(fā)明的第一實(shí)施例中三相整流電路的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例,然而應(yīng)當(dāng)理解,可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反,提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi),并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
第一實(shí)施例:
如圖1所示,為本實(shí)施例中三相整流電路的電路框圖。該三相整流電路包括第一公共連接端1、第二公共連接端2和分別連接于第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的三相電路,該三相電路中的每一相電路均包括:
交流電源3;
第一飽和電感4和第二飽和電感5,第一飽和電感4的第一端和第二飽和電感5的第一端均與交流電源3連接;
第一驅(qū)動(dòng)電路單元6和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7,第一驅(qū)動(dòng)電路單元6的第一端和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7的第一端均與第一飽和電感4的第二端連接,且第一驅(qū)動(dòng)電路單元6的第二端和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7的第二端與第二公共連接端2連接;
第三驅(qū)動(dòng)電路單元8和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9,第三驅(qū)動(dòng)電路單元8的第一端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9的第一端均與第二飽和電感5的第二端連接,且第三驅(qū)動(dòng)電路單元8的第二端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9的第二端與第二公共連接端2連接;
開(kāi)關(guān)電路單元10,開(kāi)關(guān)電路單元10的第一端與第一飽和電感4的第二端和第二飽和電感5的第二端相連后的接線端連接,且開(kāi)關(guān)電路單元10的第二端與第二公共連接端2連接;其中,
開(kāi)關(guān)電路單元10在交流電源3輸出的交流電的一個(gè)周期內(nèi),分時(shí)進(jìn)行閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換;通過(guò)開(kāi)關(guān)電路單元10的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換,在交流電為正相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端1與第二公共連接端2之間用于正相交流電導(dǎo)通的通路依次切換為通過(guò)第一飽和電感4和開(kāi)關(guān)電路單元10的通路、通過(guò)第一飽和電感4和第一驅(qū)動(dòng)電路單元6的通路、通過(guò)第二飽和電感5和開(kāi)關(guān)電路單元10的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8的通路;在交流電為負(fù)相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端1與第二公共連接端2之間用于負(fù)相交流電導(dǎo)通的通路依次為通過(guò)第一飽和電感4和開(kāi)關(guān)電路單元10的通路、通過(guò)第一飽和電感4和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7的通路、通過(guò)第二飽和電感5和開(kāi)關(guān)電路單元10的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9的通路。
這樣,通過(guò)開(kāi)關(guān)電路單元10的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換,在交流電為正相交流電的半周期內(nèi),在第一個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10閉合,第一飽和電感4和開(kāi)關(guān)電路單元10構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第一飽和電感4的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元10在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零。在第二個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由閉合切換為斷開(kāi),第一飽和電感4和第一驅(qū)動(dòng)電路單元6構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),由于第一飽和電感4在第一個(gè)工作過(guò)程中對(duì)電流的阻抗下降為零,因此當(dāng)?shù)谝伙柡碗姼?和第一驅(qū)動(dòng)電路單元6構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),可以最大程度的降低導(dǎo)通電路上消耗的功率。在第三個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由斷開(kāi)切換為閉合,第二飽和電感5和開(kāi)關(guān)電路單元10構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),此時(shí)利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第二飽和電感5的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元10在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元10工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,此外,若此時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電路單元為二極管,則在流經(jīng)第二飽和電感5的電流不能發(fā)生突變的同時(shí),流經(jīng)二極管的反向電流同樣不能夠發(fā)生突變,從而使得二極管中的反向電流變化與第二飽和電感5中的電流變化相一致,這樣在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗。在第四個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由閉合切換為斷開(kāi),第二飽和電感5和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),由于第二飽和電感5在第三個(gè)工作過(guò)程中對(duì)電流的阻抗下降為零,因此當(dāng)?shù)诙柡碗姼?和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),可以最大程度的降低導(dǎo)通電路上消耗的功率。
此外,通過(guò)開(kāi)關(guān)電路單元10的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換,在交流電為負(fù)相交流電的半周期內(nèi),在第一個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10閉合,第一飽和電感4和開(kāi)關(guān)電路單元10構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第一飽和電感4的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元10在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零。在第二個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由閉合切換為斷開(kāi),第一飽和電感4和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),由于第一飽和電感4在第一個(gè)工作過(guò)程中對(duì)電流的阻抗下降為零,因此當(dāng)?shù)谝伙柡碗姼?和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),可以最大程度的降低導(dǎo)通電路上消耗的功率。在第三個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由斷開(kāi)切換為閉合,第二飽和電感5和開(kāi)關(guān)電路單元10構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),此時(shí)利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第二飽和電感5的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元10在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元10工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,此外,若此時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電路單元為二極管,則在流經(jīng)第二飽和電感5的電流不能發(fā)生突變的同時(shí),流經(jīng)二極管的反向電流同樣不能夠發(fā)生突變,從而使得二極管中的反向電流變化與第二飽和電感5中的電流變化相一致,這樣在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗。在第四個(gè)工作過(guò)程,即開(kāi)關(guān)電路單元10由閉合切換為斷開(kāi),第二飽和電感5和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),由于第二飽和電感5在第三個(gè)工作過(guò)程中對(duì)電流的阻抗下降為零,因此當(dāng)?shù)诙柡碗姼?和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),可以最大程度的降低導(dǎo)通電路上消耗的功率。
這樣,在交流電源輸出的交流電的循環(huán)周期內(nèi),能夠使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,且能夠使得二極管中的反向電流變化與飽和電感中的電流變化相一致,從而在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗,解決了傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
進(jìn)一步地,圖2表示本發(fā)明的第一實(shí)施例中三相整流電路中的電流示意圖。在該三相整流電路中每一相電路均相同,在此僅標(biāo)注其一任一相電路以做出說(shuō)明。參見(jiàn)圖1和圖2,每一相電路還包括濾波電感11,第一飽和電感4的第一端和第二飽和電感5的第一端通過(guò)濾波電感11與交流電源3連接,且每一相電路的交流電源3均與第一公共連接端1連接。這樣,在交流電源3與第一飽和電感4和第二飽和電感5之間增加濾波電感11,可以提高濾波效果。
進(jìn)一步地,繼續(xù)參見(jiàn)圖1和圖2,每一相電路的第一驅(qū)動(dòng)電路單元6的第二端和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8的第二端均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容12和第一負(fù)載13與第二公共連接端2連接,且每一相電路的第二驅(qū)動(dòng)電路單元7的第二端和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9的第二端均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第二電容14和第二負(fù)載15與第二公共連接端2連接。這樣,在第一飽和電感4和第一驅(qū)動(dòng)電路單元6構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路,且在第二飽和電感5和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),電流可以流經(jīng)第一電容12和第一負(fù)載13,從而實(shí)現(xiàn)做功的目的;此外,在第一飽和電感4和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路,且在第二飽和電感5和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9構(gòu)成第一公共連接端1和第二公共連接端2之間的通路時(shí),電流可以流經(jīng)第二電容14和第二負(fù)載15,從而實(shí)現(xiàn)做功的目的。此外,具體的,第一公共連接端可以為電網(wǎng)的零線,或者為電網(wǎng)的虛擬零線。第二公共連接端為三相整流電路中第一電容和第二電容的中點(diǎn),此時(shí)可以通過(guò)矢量控制方法,對(duì)三相電路中每一相電路的輸入電流均進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電路的輸入電流的整流。
進(jìn)一步地,參見(jiàn)圖2,第一驅(qū)動(dòng)電路單元6包括第一二級(jí)管61,第二驅(qū)動(dòng)電路單元7包括第二二極管71,且第一二級(jí)管61的正極和第二二級(jí)管71的負(fù)極均與第一飽和電感4的第二端連接;第三驅(qū)動(dòng)電路單元8包括第三二級(jí)管81,第四驅(qū)動(dòng)電路單元9包括第四二極管91,且第三二級(jí)管81的正極和第四二級(jí)管91的負(fù)極均與第二飽和電感5的第二端連接;第一二級(jí)管61的負(fù)極和第三二級(jí)管81的負(fù)極均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容12和第一負(fù)載13與第二公共連接端2連接,第二二級(jí)管71的正極和第四二極管91的正極均通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第二電容14和第二負(fù)載15與第二公共連接端2連接。這樣,在交流電為正相交流電的半周期內(nèi)的由第二過(guò)程切換為第三過(guò)程,以及由第四過(guò)程切換為第一過(guò)程時(shí),可以使得第一二級(jí)管61的反向電流變化與第二飽和電感5中的電流變化相一致,并使得第三二級(jí)管81的反向電流變化與第一飽和電感4中的電流變化相一致,從而使得能夠在很大程度上減小第一二級(jí)管和第三二級(jí)管的反向恢復(fù)電荷。此外,在交流電為負(fù)相交流電的半周期內(nèi)的由第二過(guò)程切換為第三過(guò)程,以及由第四過(guò)程切換為第一過(guò)程時(shí),同樣能夠使得第二二級(jí)管71的反向電流變化與第二飽和電感5中的電流變化相一致,并使得第四二級(jí)管91的反向電流變化與第一飽和電感4中的電流變化相一致,從而使得能夠在很大程度上減小第一二級(jí)管和第三二級(jí)管的反向恢復(fù)電荷,以達(dá)到最大程度減小三相整流電路的功率損耗,并降低電磁干擾的問(wèn)題。
進(jìn)一步地,繼續(xù)參見(jiàn)圖2,開(kāi)關(guān)電路單元10包括第一開(kāi)關(guān)組101和第二開(kāi)關(guān)組102,第一開(kāi)關(guān)組101連接于第一飽和電感4的第二端與第二公共連接端2之間,第二開(kāi)關(guān)組102連接于第二飽和電感5的第二端與第二公共連接端2之間。
這樣,第一開(kāi)關(guān)組101和第二開(kāi)關(guān)組102在交流電源輸出的交流電的一個(gè)周期內(nèi),均分時(shí)進(jìn)行閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換。且通過(guò)第一開(kāi)關(guān)組101和第二開(kāi)關(guān)組102的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作的切換,在交流電為正相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端1與第二公共連接端2之間用于正相交流電導(dǎo)通的通路依次切換為通過(guò)第一飽和電感4和第一開(kāi)關(guān)組101的通路、通過(guò)第一飽和電感4和第一驅(qū)動(dòng)電路單元6的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第二開(kāi)關(guān)組102的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第三驅(qū)動(dòng)電路單元8的通路;在交流電為負(fù)相交流電的半周期內(nèi),第一公共連接端1與第二公共連接端2之間用于負(fù)相交流電導(dǎo)通的通路依次為通過(guò)第一飽和電感4和第一開(kāi)關(guān)組101的通路、通過(guò)第一飽和電感4和第二驅(qū)動(dòng)電路單元7的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第二開(kāi)關(guān)組102的通路、通過(guò)第二飽和電感5和第四驅(qū)動(dòng)電路單元9的通路。
具體的,第一開(kāi)關(guān)組101包括并聯(lián)有二極管的第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT管和并聯(lián)有二級(jí)管的第二IGBT管,其中第一IGBT管的集電極與第一飽和電感4的第二端連接,第一IGBT管的發(fā)射極與第二IGBT管的發(fā)射極連接;第二開(kāi)關(guān)組102包括并聯(lián)有二級(jí)管的第三IGBT管和并聯(lián)有二級(jí)管的第四IGBT管,其中第三IGBT管的集電極與第二飽和電感5的第二端連接,第三IGBT管的發(fā)射極分別與第二IGBT管的發(fā)射極和第四IGBT管的發(fā)射極連接,第二IGBT管的集電極與第四IGBT管的集電極均與第二公共連接端2連接。這樣,使得交流電源的輸出電流不論是正流電和負(fù)流電,第一開(kāi)關(guān)組101和第二開(kāi)關(guān)組102均能夠正常導(dǎo)通。
本實(shí)施例交流電源輸出的交流電的循環(huán)周期內(nèi),能夠使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,且能夠使得二極管中的反向電流變化與飽和電感中的電流變化相一致,從而在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗,并降低了電磁干擾,解決了傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
第二實(shí)施例:
本實(shí)施例提供一種三相整流電路的驅(qū)動(dòng)控制方法,該驅(qū)動(dòng)控制方法應(yīng)用于第一實(shí)施例中的三相整流電路,該驅(qū)動(dòng)控制方法包括:
在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),依次向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第一控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第一飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第二控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第一飽和電感與第一驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第三控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第四控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第二飽和電感與第三驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;
在交流電為負(fù)向交流電的半周期內(nèi),依次向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第五控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第一飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第六控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第一飽和電感與第二驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第七控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路;向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第八控制信號(hào),使開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi),第二飽和電感與第四驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路。
這樣,在交流電為正向交流電的半周期內(nèi)時(shí),當(dāng)向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第一控制信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通且第一飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路,這使得開(kāi)關(guān)電路單元在導(dǎo)通的過(guò)程中,可以利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第一飽和電感的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零。當(dāng)向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第二控制信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi)且第一飽和電感與第一驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路,此時(shí)由于在向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第一控制信號(hào)時(shí),第一飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零,因此可以最大程度的降低第一飽和電感與第一驅(qū)動(dòng)電路單元構(gòu)成的通路上消耗的功率。當(dāng)向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第三控制信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通且第二飽和電感與開(kāi)關(guān)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路,這使得開(kāi)關(guān)電路單元在導(dǎo)通的過(guò)程中,可以利用飽和電感具有初始電感量且當(dāng)流經(jīng)飽和電感的電流達(dá)到一定值時(shí),飽和電感對(duì)電流的阻抗下降為零的特性,使得流經(jīng)第二飽和電感的電流不能發(fā)生突變,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元在導(dǎo)通時(shí)電流幾乎為零,這使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電路單元的軟開(kāi)通,從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,此外,若此時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電路單元為二極管,則在流經(jīng)第二飽和電感的電流不能發(fā)生突變的同時(shí),流經(jīng)二極管的反向電流同樣不能夠發(fā)生突變,從而使得二極管中的反向電流變化與第二飽和電感中的電流變化相一致,這樣在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗。當(dāng)向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第四控制信號(hào)時(shí),開(kāi)關(guān)電路單元斷開(kāi)且第二飽和電感與第三驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通第一公共連接端與第二公共連接端的通路,此時(shí)由于在向開(kāi)關(guān)電路單元輸出第三控制信號(hào)時(shí),第二飽和電感中對(duì)電流的阻抗下降為零,因此當(dāng)?shù)诙柡碗姼泻偷谌?qū)動(dòng)電路單元構(gòu)成第一公共連接端和第二公共連接端之間的通路時(shí),可以最大程度的降低導(dǎo)通電路上消耗的功率。
在此需要說(shuō)明的是,在交流電為負(fù)向交流電的半周期內(nèi)時(shí),電流導(dǎo)通原理同交流電為上述的正向交流電的半周期內(nèi)時(shí)的電流導(dǎo)通原理,在此不再做具體說(shuō)明。這樣,在交流電源輸出的交流電的循環(huán)周期內(nèi),能夠使得開(kāi)關(guān)電路單元工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),從而使得開(kāi)關(guān)電路單元的開(kāi)通損耗為零,且能夠使得二極管中的反向電流變化與飽和電感中的電流變化相一致,從而在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,從而減小了三相整流電路的功率損耗,解決了傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
具體的,在驅(qū)動(dòng)三相整流電路時(shí),還可以在交流電為正向交流電的半周期內(nèi),依次向第一開(kāi)關(guān)組輸出第一控制信號(hào),使第一開(kāi)關(guān)組導(dǎo)通,第一飽和電感與第一開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第一開(kāi)關(guān)組輸出第二控制信號(hào),使第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第一飽和電感與第一驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第二開(kāi)關(guān)組輸出第三控制信號(hào),使第三開(kāi)關(guān)組導(dǎo)通,第二飽和電感與第二開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向第二開(kāi)關(guān)組輸出第四控制信號(hào),使第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第二飽和電感與第三驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;
在交流電為負(fù)向交流電的半周期內(nèi),依次向所述第一開(kāi)關(guān)組輸出第五控制信號(hào),使所述第一開(kāi)關(guān)組單元導(dǎo)通,第一飽和電感與所述第一開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第一開(kāi)關(guān)組輸出第六控制信號(hào),使所述第一開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第一飽和電感與所述第二驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第二開(kāi)關(guān)組輸出第七控制信號(hào),使所述開(kāi)關(guān)電路單元導(dǎo)通,第二飽和電感與所述第二開(kāi)關(guān)組之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路;向所述第二開(kāi)關(guān)組輸出第八控制信號(hào),使所述第二開(kāi)關(guān)組斷開(kāi),第二飽和電感與所述第四驅(qū)動(dòng)電路單元之間構(gòu)成連通所述第一公共連接端與所述第二公共連接端的通路。
這樣,通過(guò)分別控制第一開(kāi)關(guān)組的導(dǎo)通和斷開(kāi)以及第二開(kāi)關(guān)組的導(dǎo)通和斷開(kāi),控制第一公共連接端和第二公共連接端之間的導(dǎo)通通路,使得控制更為精確,且使得第一開(kāi)關(guān)組和第二開(kāi)關(guān)組均可以工作于零電流開(kāi)通狀態(tài),從而使得第一開(kāi)關(guān)組和第二開(kāi)關(guān)組的開(kāi)通損耗為零,且能夠使得二極管中的反向電流變化與飽和電感中的電流變化相一致,從而在很大程度上減小了二極管的反向恢復(fù)電荷,解決了傳統(tǒng)的整流器在工作時(shí),由于功率開(kāi)關(guān)器件處于硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)損耗較大,以及二極管具有較大反向恢復(fù)電荷的問(wèn)題。
以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。