專(zhuān)利名稱(chēng)：一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二極管鉗位式逆變橋的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著世界能源的緊缺，人們開(kāi)始重視可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，太陽(yáng)能由于無(wú)污染、可再生、不受地域限制、開(kāi)發(fā)潛力大等優(yōu)勢(shì)成為人類(lèi)最理想環(huán)保的新能源之一，已經(jīng)得到人類(lèi)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。在未來(lái)的世界里，太陽(yáng)能發(fā)電將成為人類(lèi)最主要的能量來(lái)源。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能是直流電，必須要經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成符合國(guó)家公共電網(wǎng)要求的交流電之后才能送入電網(wǎng)的各個(gè)設(shè)備。現(xiàn)今太陽(yáng)能光伏逆變器主要采用兩種電路拓?fù)鋬呻娖诫娐吠負(fù)浼叭娖诫娐吠負(fù)?。相比于傳統(tǒng)的兩電平逆變器，三電平逆變器由于其特殊的電路結(jié)構(gòu)，具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)每個(gè)橋臂上開(kāi)關(guān)元件的電壓應(yīng)力為直流側(cè)輸入電壓的一半， 這樣無(wú)需動(dòng)態(tài)均壓電路就可以將低耐壓的器件應(yīng)用于高壓大功率場(chǎng)合，從而節(jié)省成本；在相同的載波頻率下，三電平逆變器線電壓的諧波成分較兩電平逆變器要小的多，且由于開(kāi)關(guān)頻率也成倍減少，從而有效減少了開(kāi)關(guān)損耗，提聞了工作效率。但由于功率器件自身寄生電容的影響，會(huì)導(dǎo)致三電平電路中開(kāi)關(guān)管承壓不均，嚴(yán)重時(shí)可能引起功率器件過(guò)壓損壞，對(duì)人身安全造成威脅。為了解決開(kāi)關(guān)管承壓不均問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用改變開(kāi)關(guān)管動(dòng)作時(shí)序，利用鉗位二極管的鉗壓作用來(lái)平均分配開(kāi)關(guān)管電壓。此方法程序復(fù)雜，容易出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。鑒于上述已有技術(shù)，有必要對(duì)現(xiàn)有的二極管鉗位式逆變橋加以改進(jìn)，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件改進(jìn)，解決開(kāi)關(guān)管承壓不均問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)達(dá)到的，一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，包括鉗位二極管Dp D2、開(kāi)關(guān)管SpS2、S3、S4、電容C1^CpCpC2和直流母線，直流母線通過(guò)Udc直流電壓源進(jìn)行供電，開(kāi)關(guān)管S1的集電極、電容C0的正極以及直流母線正輸入端P連接，開(kāi)關(guān)管S1的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S2的集電極、鉗位二極管D1的負(fù)極以及電容C1的一端連接，開(kāi)關(guān)管S2的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S3的集電極、電容C1的另一端以及電容C2的一端連接，開(kāi)關(guān)管S3的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S4的集電極、電容C2的另一端以及鉗位二極管D2的正極連接，鉗位二極管D2的負(fù)極、鉗位二極管D1的正極、電容Ch的負(fù)極以及電容Q的正極連接，開(kāi)關(guān)管S4的發(fā)射極、電容Q的負(fù)極以及直流母線負(fù)輸入端N相連并接地。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的電容Ch、(^優(yōu)選為電解電容，兩者串聯(lián)在正負(fù)母線之間，并且大小相等。本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，分別在開(kāi)關(guān)管32、&兩端并聯(lián)電容C1J2，能比較好的解決開(kāi)關(guān)管分壓不均的問(wèn)題，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；相比于改變開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)時(shí)序的方法，本設(shè)計(jì)不需要改變程序，把復(fù)雜的軟件改動(dòng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的硬件改動(dòng)。
圖I為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電路圖。圖2為本實(shí)用新型的一應(yīng)用例的電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使公眾能充分了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，但申請(qǐng)人對(duì)實(shí)施例的描述不是對(duì)技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范
圍。 請(qǐng)參閱圖I，一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，包括鉗位二極管Dp D2、開(kāi)關(guān)管Si、S2,S3、S4、電容CH、CL, Cp C2和直流母線，直流母線通過(guò)Udc直流電壓源進(jìn)行供電，其中，電容CH、Q為分壓電容，優(yōu)選為電解電容，兩者串聯(lián)在正負(fù)母線之間，并且大小相等。開(kāi)關(guān)管S1的集電極、電容Ch的正極以及直流母線正輸入端P相連，開(kāi)關(guān)管S1的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S2的集電極、鉗位二極管D1的負(fù)極以及電容C1的一端連接，開(kāi)關(guān)管S2的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S3的集電極、電容C1的另一端以及電容C2的一端連接，開(kāi)關(guān)管S3的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S4的集電極、電容C2的另一端以及鉗位二極管D2的正極連接，鉗位二極管D2的負(fù)極、鉗位二極管D1的正極、電容Ch的負(fù)極以及電容Q的正極連接，開(kāi)關(guān)管S4的發(fā)射極、電容Q的負(fù)極以及直流母線負(fù)輸入端N相連。請(qǐng)參閱圖2，為本實(shí)用新型的一應(yīng)用例的電路圖，示出了寄生電容、電流流向、充電電壓正負(fù)、濾波電感L以及負(fù)載，是一完整結(jié)構(gòu)的電路圖。具體地，開(kāi)關(guān)管Si、S2、S3、S4構(gòu)成A橋臂，開(kāi)關(guān)管S5、S6構(gòu)成B橋臂，電容CD1、CD2, CS1、Cs2, CS3、Cs4分別為鉗位二極管Dp D2及開(kāi)關(guān)管Si、S2、S3、S4的寄生電容。UD。為輸入直流母線電壓，則ο點(diǎn)為中點(diǎn)電位UDe/2。首先以開(kāi)關(guān)管SpS2為例，當(dāng)開(kāi)關(guān)管SpS2由不承壓狀態(tài)向承壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)就會(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)管承壓不均的問(wèn)題。具體地，當(dāng)開(kāi)關(guān)管S。S2不承壓(即導(dǎo)通)而開(kāi)關(guān)管S3、S4承壓(即截止)時(shí)，開(kāi)關(guān)管SpS2壓降為0，b、c點(diǎn)電位為UDC，此時(shí)鉗位二極管D1的寄生電容Cdi充電，充電電壓為Udc/2,電容電壓正負(fù)如圖所示；當(dāng)開(kāi)關(guān)管Sp S2從不承壓狀態(tài)(即導(dǎo)通狀態(tài))向承壓狀態(tài)(即截止?fàn)顟B(tài))切換時(shí)，開(kāi)關(guān)管s3、s4從承壓狀態(tài)(即截止?fàn)顟B(tài))切換到不承壓狀態(tài)(即導(dǎo)通狀態(tài))，C點(diǎn)電位變?yōu)?V，此時(shí)開(kāi)關(guān)管SpS2的寄生電容CS1、CS2充電，如圖所示，寄生電容Csi的充電電流為I1,寄生電容Cs2的充電電流為I2 ;此時(shí)b點(diǎn)電位被拉低，鉗位二極管D1上壓降小于UDC/2，鉗位二極管D1的寄生電容Cdi放電，放電電流為Ix ;由圖可知，I2=I^Ix，根據(jù)公式U = — X Γ idt
C J此時(shí)充電時(shí)間t相等，又I2= (IfIx)M1，可得US2>US1 (Usi為開(kāi)關(guān)管S1斷開(kāi)時(shí)承受的電壓，Us2為開(kāi)關(guān)管S2斷開(kāi)時(shí)承受的電壓)，由此可見(jiàn)開(kāi)關(guān)管S1和S2的電壓不均勻，且靠近輸出端C點(diǎn)的開(kāi)關(guān)管S2承受的電壓較大，影響系統(tǒng)的性能。另外，根據(jù)上述公式可知，當(dāng)電容C增大時(shí)，電壓U減小。故在開(kāi)關(guān)管S2上并聯(lián)電容C1,使開(kāi)關(guān)管S2上總電容增大，從而減小電壓Us2，使得b點(diǎn)的電位降低，當(dāng)Us2降低至UDe/2時(shí)，也就是b點(diǎn)的電位降低至Udc/2時(shí)，鉗位二極管D1的寄生電容Cdi停止放電，使b點(diǎn)電位降至UDC/2，并且Udc=Usi+ Us2，因此根據(jù)上述分析可得到Udc/2〈=US2 <Udc；0< US1〈= Udc/2。由此可知開(kāi)關(guān)管電壓始終小于或等于％。/2，起到保護(hù)開(kāi)關(guān)管S1的作用，同時(shí)由于電容C1的存在使得開(kāi)關(guān)管S2兩端的電壓盡可能的減小，起到保護(hù)開(kāi)關(guān)管S2的作用。同樣地，當(dāng)開(kāi)關(guān)管S3、S4由不承壓狀態(tài)向承壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)也會(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)管承壓不均的問(wèn)題。具體地，當(dāng)開(kāi)關(guān)管S3、s4不承壓(即導(dǎo)通)而開(kāi)關(guān)管SpS2承壓(即截止)時(shí)，開(kāi)關(guān)管S3、S4壓降為O，C、d點(diǎn)電位為O，此時(shí)鉗位二極管D2的寄生電容Cd2充電，充電電壓為-Udc/2，當(dāng)開(kāi)關(guān)管S3、S4從不承壓狀態(tài)(即導(dǎo)通狀態(tài))向承壓狀態(tài)(即截止?fàn)顟B(tài))切換時(shí)，開(kāi)關(guān)管SpS2從承壓狀態(tài)(即截止?fàn)顟B(tài))切換到不承壓狀態(tài)(即導(dǎo)通狀態(tài))，C點(diǎn)電位變?yōu)閁D。，此時(shí)開(kāi)關(guān)管s3、s4的寄生電容CS3、CS4充電，寄生電容Cs3的充電電流為13，寄生電容Cs4的充電電流為
I4;此時(shí)d點(diǎn)電位被拉高，鉗位二極管D2上壓降改變，鉗位二極管D2的寄生電容Cd2放電，放電電流為Iy，同前述分析，I3= (I4+Iy)>I4，可得US3>US4 (Us3為開(kāi)關(guān)管S3斷開(kāi)時(shí)承受的電壓， Us4為開(kāi)關(guān)管S4斷開(kāi)時(shí)承受的電壓)，由此可見(jiàn)開(kāi)關(guān)管S3和S4的電壓不均勻，且開(kāi)關(guān)管S3承受的電壓較大，影響系統(tǒng)的性能。同時(shí)也可得到，(-UDC)〈US4〈= (-Udc/2)； (-Udc/2)<= US3<0，因此起到了保護(hù)開(kāi)關(guān)管S4的作用，且由于電容C2的存在，使得開(kāi)關(guān)管S3兩端的電壓盡可能的減小，起到保護(hù)開(kāi)關(guān)管S3的作用。綜上所述，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案克服了已有技術(shù)中的欠缺，達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請(qǐng)人所述的技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，包括鉗位二極管DpD2、開(kāi)關(guān)管31、32、33、34、電容01、CL> C1, C2和直流母線，直流母線通過(guò)Udc直流電壓源進(jìn)行供電，開(kāi)關(guān)管S1的集電極、電容Ch的正極以及直流母線正輸入端P連接，開(kāi)關(guān)管發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S2的集電極、鉗位二極管D1的負(fù)極以及電容C1的一端連接，開(kāi)關(guān)管S2的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S3的集電極、電容C1的另一端以及電容C2的一端連接，開(kāi)關(guān)管S3的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S4的集電極、電容C2的另一端以及鉗位二極管D2的正極連接，鉗位二極管D2的負(fù)極、鉗位二極管D1的正極、電容Ch的負(fù)極以及電容Q的正極連接，開(kāi)關(guān)管S4的發(fā)射極、電容Q的負(fù)極以及直流母線負(fù)輸入端N相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電容Ch、(^優(yōu)選為電解電容，兩者串聯(lián)在正負(fù)母線之間，并且大小相等。
專(zhuān)利摘要一種二極管鉗位式逆變橋結(jié)構(gòu)，屬于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域。直流母線通過(guò)UDC直流電壓源進(jìn)行供電，開(kāi)關(guān)管S1的集電極、電容CH的正極以及直流母線正輸入端P連接，開(kāi)關(guān)管S1的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S2的集電極、鉗位二極管D1的負(fù)極以及電容C1的一端連接，開(kāi)關(guān)管S2的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S3的集電極、電容C1的另一端以及電容C2的一端連接，開(kāi)關(guān)管S3的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)管S4的集電極、電容C2的另一端以及鉗位二極管D2的正極連接，鉗位二極管D2的負(fù)極、鉗位二極管D1的正極、電容CH的負(fù)極以及電容CL的正極連接，開(kāi)關(guān)管S4的發(fā)射極、電容CL的負(fù)極以及直流母線負(fù)輸入端N相連并接地。優(yōu)點(diǎn)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；可以通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件改進(jìn)，解決開(kāi)關(guān)管承壓不均問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02M7/487GK202652100SQ20122026522
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者盛耀歡, 陳鴿, 李志鵬 申請(qǐng)人:常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠)