專利名稱：逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開通和關(guān)斷逆變橋中開關(guān)器件的電路。
大功率逆變橋中開關(guān)器件的開通和關(guān)斷采用緩沖電路能夠降低開關(guān)損耗，提高工作頻率，減小電磁干擾和逆變橋體積，現(xiàn)在采用的緩沖電路有二種，一種是含電阻的無(wú)源緩沖電路，其能量損耗大，工作時(shí)能量消耗在電阻上成為熱能，導(dǎo)致逆變橋工作效率下降，另一種是具有輔助控制開關(guān)的有源緩沖電路，它雖無(wú)電阻損耗，但控制線路復(fù)雜，成本高，工作可靠性較差。
鑒于上述，本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)源、無(wú)損耗、可靠性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路是由電感、電容及二極管構(gòu)成的電路，它包括電感Ls、電容Co、數(shù)量與逆變橋上橋臂數(shù)量相同的由二極管Dc、Ds和電容Cs一端共接構(gòu)成的T型電路以及由二極管Do與電感Lo相串聯(lián)的電路，電感Ls與電容Co的一端共與逆變橋其中一橋臂的續(xù)流二極管相連，電感Ls的另一端與T型電路的二極管Dc端相連共接電源端子，電容Co的另一端與T型電路的二極管Ds端相連，T型電路的電容Cs與逆變橋上、下橋臂的接點(diǎn)相連，二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的一端接于電容Co和二極管Ds的接點(diǎn)上，另一端與逆變橋另一橋臂的續(xù)流二極管相連共接電源另一端子。這樣，利用電容電壓不能突變可使逆變橋的開關(guān)器件緩沖關(guān)斷，利用電感電流不能突變使逆變橋開關(guān)器件緩沖開通，并通過(guò)電容、電感將能量轉(zhuǎn)換到負(fù)載或電源。
本發(fā)明的逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路由于全部采用無(wú)源元件組成，既無(wú)耗能的電阻元件，也無(wú)輔助開關(guān)及相應(yīng)的輔助開關(guān)控制電路，所以它不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，而且工作可靠性強(qiáng)、效率高。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述圖1是本發(fā)明構(gòu)成電路實(shí)例；圖2是本發(fā)明構(gòu)成另一電路實(shí)例；圖3是本發(fā)明用于單相逆變橋的實(shí)例；參照?qǐng)D1，圖中逆變橋是由開關(guān)器件T1、T2，續(xù)流二極管D1、D2構(gòu)成的半橋逆變橋，用于該逆變橋的緩沖電路。它包括電感Ls、電容Co、由二極管Dc、Ds和電容Cs一端共接構(gòu)成的T型電路以及由二極管Do與電感Lo相串聯(lián)的電路，電感Ls與電容Co的一端共與逆變橋上橋臂續(xù)流二極管D1的負(fù)極相連，電感Ls的另一端與T型電路的二極管Dc端相連共接電源端子，電容Co的另一端與T型電路的二極管Ds端相連，T型電路的電容Cs與逆變橋上、下橋臂的接點(diǎn)A相連，二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的一端接于電容Co和二極管Ds的接點(diǎn)上，另一端與逆變橋下橋臂續(xù)流二極管D2的正極相連共接電源另一端子。
以下結(jié)合


工作原理一、假設(shè)負(fù)載電流Im流出節(jié)點(diǎn)A1．T1關(guān)斷過(guò)程T1關(guān)斷脈沖加到門極后，其電流方向從電源→Ls→Co→Ds→Cs→Im，由于電容Co和Cs的電壓不能突變，而是從UCo+UCs=0開始充電，因此T1的電壓UT1從零開始上升，實(shí)現(xiàn)T1關(guān)斷緩沖作用，當(dāng)T1的電壓等于電源電壓UT1=Ud時(shí)，D2導(dǎo)通，負(fù)載電流流過(guò)D2，Ls中能量最后轉(zhuǎn)移到Co中，完成T1關(guān)斷過(guò)程。
2．T1開通過(guò)程當(dāng)開通脈沖加到T1門極后，電源電壓Ud加到Ls上，T1中電流線性上升，D2中電流線性下降。同時(shí)，電容Co通過(guò)T1、D2、Do、Lo放電，釋放能量，當(dāng)T1的電流等于負(fù)載電流IT1=Im時(shí)，D2阻斷，此時(shí)Lo中能量經(jīng)Co、T1轉(zhuǎn)移至負(fù)載。同時(shí)，電容Cs經(jīng)Dc、Ls、T1放電，最后達(dá)到UCo+UCs=0。此時(shí)T1電壓UT1=0，這樣完成T1開通過(guò)程。
二、假定負(fù)載電流Im流入節(jié)點(diǎn)A1．T2關(guān)斷過(guò)程當(dāng)關(guān)斷脈沖加到T2門極后，負(fù)載電流流向從Cs、Dc到電源，回送Cs能量到電源，之后，電流又經(jīng)Co、Dc到電源，實(shí)現(xiàn)關(guān)斷緩沖。當(dāng)T2電壓大于電源電壓時(shí)，負(fù)載電流開始流向D1、Ls到電源。當(dāng)Im完全流向D1后，T2關(guān)斷過(guò)程完成。
2．T2開通過(guò)程。
當(dāng)開通脈沖加到T2門極后，電源電壓Ud全部加到電感Ls，使T2電流IT2線性上升，同時(shí)，電容Co經(jīng)D1、T2、Do、Lo放電。當(dāng)IT2=Im時(shí)，D1斷開，電容Co再經(jīng)負(fù)載，Do、Lo放電，轉(zhuǎn)移能量到負(fù)載，當(dāng)最后Lo中能量回送到Cs和Co后，T2開通過(guò)程完成。
綜上可見，緩沖電路中的電感Ls起了使逆變橋的開關(guān)器件緩沖開通作用，電容Co和Cs起了使逆變橋開關(guān)器件緩沖關(guān)斷的作用，而電容Co、電感Lo是將能量轉(zhuǎn)移到負(fù)載或電源。
圖2所示逆變橋也為由開關(guān)器件T1、T2，續(xù)流二極管D1、D2構(gòu)成的半橋逆變橋，用于逆變橋的緩沖電路同樣包括電感Ls、電容Co、由二極管Dc、Ds和電容Cs一端共接構(gòu)成的T型電路以及由二極管Do與電感Lo相串聯(lián)的電路，此例中，電感Ls與電容Co的一端共接逆變橋下橋臂續(xù)流二極管D2的正極，而二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的其中一端是與上橋臂續(xù)流二極管D1的負(fù)極相連。該實(shí)例開關(guān)器件T1、T2的開通和關(guān)斷工作原理同上例完全一致。
本發(fā)明的逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路可用于單相、三相或多相逆變橋，也可用于由橋臂模塊組成的逆變橋。圖3所示是本發(fā)明用于單相逆變橋的實(shí)例，此例中，用于由開關(guān)器件T1～T4，續(xù)流二極管D1～D4構(gòu)成的單相全橋逆變橋的緩沖電路，包括電感Ls，電容Co，由二極管Do與電感Lo的串聯(lián)電路以及數(shù)量與逆變橋上橋臂數(shù)量相同，即兩個(gè)T型電路，其中一個(gè)T型電路由二極管Dc1、Ds1，電容Cs1一端共接構(gòu)成，另一個(gè)T型電路由二極管Dc2、Ds2，電容Cs2一端共接構(gòu)成。電感Ls與電容Co的一端共與逆變橋上橋臂續(xù)流二極管的負(fù)極相連，電感Ls的另一端與兩T型電路的二極管Dc1、Dc2端相連，電容Co的另一端與兩T型電路的二極管Ds1、Ds2端相連，兩T型電路的電容Cs1、Cs2均與上、下橋臂的接點(diǎn)分別相連，二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的一端接于電容Co和二極管Ds1的接點(diǎn)上，另一端與逆變橋下橋臂續(xù)流二極管的正極相連。
權(quán)利要求
1．逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路，其特征是它包括電感Ls、電容Co、數(shù)量與逆變橋上橋臂數(shù)量相同的由二極管Dc、Ds和電容Cs一端共接構(gòu)成的T型電路以及由二極管Do與電感Lo相串聯(lián)的電路，電感Ls與電容Co的一端共與逆變橋其中一橋臂的續(xù)流二極管相連，電感Ls的另一端與T型電路的二極管Dc端相連共接電源端子，電容Co的另一端與T型電路的二極管Ds端相連，T型電路的電容Cs與逆變橋上、下橋臂的接點(diǎn)相連，二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的一端接于電容Co和二極管Ds的接點(diǎn)上，另一端與逆變橋另一橋臂的續(xù)流二極管相連共接電源另一端子。
全文摘要
本發(fā)明公開的逆變橋用的無(wú)源無(wú)損耗緩沖電路是由電感Ls與電容Co的一端共與逆變橋其中一橋臂的續(xù)流二極管相連,電感Ls的另一端與T型電路的二極管Dc端相連共接電源端子,電容Co的另一端與T型電路的二極管Ds端相連,T型電路的電容Cs與逆變橋上、下橋臂的接點(diǎn)相連,二極管Do與電感Lo串聯(lián)電路的一端接于電容Co和二極管Ds的接點(diǎn)上,另一端與逆變橋另一橋臂的續(xù)流二極管相連共接電源另一端子構(gòu)成的電路。
文檔編號(hào)H02M1/00GK1290994SQ99109919
公開日2001年4月11日 申請(qǐng)日期1999年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月23日
發(fā)明者何湘寧, 鄧焰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)