一種支持多電平技術的直流電壓分壓電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子技術，特別涉及一種支持多電平技術的直流電壓分壓電路。
【背景技術】
[0002]中高壓變頻調速節能效果日益顯著，且隨著人們節能減排意識不斷增強，中高壓變頻調速技術得到了高速發展。在中高壓變頻技術中，隨著功率器件耐壓水平不斷提高，使得直流電壓輸入時采用多電平技術很有發展的潛力。在多電平技術中，直流電壓輸入單元一般采用多個電壓單元組成，進行直流輸入電壓的分壓后，分別提供給不同的負載使用。目前，多個電壓單元可以為多個電容單元，分別為不同負載提供直流電壓，如圖1所示，圖1為現有技術提供的兩電壓單元分壓電路示意圖，在直流電壓輸入側，第一電容Cl和第二電容C2串聯后接入直流電壓2E，即兩個電容電壓E，分擔直流電壓2E，將第一負載單元并聯到第一電容Cl上，由第一電容Cl為第一負載單元供直流電壓E，將第二負載單元并聯到第二電容C2上，由第二電容C2為第二負載單元供直流電源E。由于第一電容Cl和第二電容C2共同分擔直流電壓2E，在負載運行過程中，當兩個負載的電壓不相等時，其電流也不相等，如圖所示，假設第一負載單元的第一電流Il大于第二負載單元的第二電流12時，第一電容Cl電壓下降，第二電容C2的電壓上升；假設第一負載單元的第一電流Il小于第二負載單元的第二電流12時，第一電容Cl電壓上升，第二電容C2的電壓下降，這會導致兩個電容單元的電壓不均。因此，在多電平技術的直流電壓分壓電路中的關鍵問題為器件耐壓，由于負載電壓不均，導致了提供負載電壓的不同電壓單元的電壓不均，很可能電壓單元的耐壓擊穿，影響中高壓變頻調速設備的可靠運行。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明實施例提供一種支持多電平技術的直流電壓分壓電路，該電路能夠當不同電壓單元的負載電壓偏差時，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
[0004]對不同電壓之間進行均壓，從而不會導致電壓單元被擊穿。
[0005]根據上述目的，本發明是這樣實現的:
[0006]一種支持多電平技術的直流電壓分壓電路，包括:
[0007]在直流電壓輸入側，多個電壓單元串聯后接入直流電壓，所述直流電壓的幅值為多個電壓單元電壓幅值之和，每個電壓單元并聯一個負載單元，為所述負載單元供直流的電壓單元電壓；
[0008]兩個或兩個以上的電壓單元中的，每個電壓單元上連接一個直流/交流變換器及一個高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯；不同電壓單元的直流/交流變換器進行同步控制；
[0009]不同的電壓單元分別通過自身的直流/交流變換器將能量傳遞到自身的高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進行能量傳遞。
[0010]所述電壓單元為電容。[0011 ] 所述直流/交流變換器為全橋直流/交流變換器或半橋直流/交流變換器。
[0012]所述電壓單元為兩電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器;
[0013]或者所述電壓單元為三電壓單元，所述直流/交流變換器為三全橋直流/交流變換器；
[0014]或者所述電壓單元為三或四電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器；
[0015]或者所述電壓單元為兩電壓單元，所述直流/交流變換器為兩半橋直流/交流變換器。
[0016]所述全橋直流/交流變換器由四個開關器件組成，兩兩串聯后并接到電容上，在串聯的兩個開關器件之間，分別接入一高頻變壓器的原邊兩個端點，一個高頻變壓器的副邊的兩個端點分別與另一個高頻變壓器的副邊的兩個端點同極性相連。
[0017]所述半橋直流/交流變換器為:兩個電容串聯后并聯到電容上，兩個開關器件串聯后并聯到電容上，在串聯的電容之間，接入一高頻變壓器的原邊的一個端點，在串聯的兩個開關器件之間，接入一高頻變壓器的原邊的另一個端點，一個高頻變壓器的副邊的兩個端點分別與另一個高頻變壓器的副邊的兩個端點同極性相連。
[0018]當電壓單元為三電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器時，未連接一個直流/交流變換器及一個高頻變壓器的電壓單元上，連接兩相整流橋后，將兩相整流橋接入到高頻變壓器的同極性副邊。
[0019]當電壓單元為四電壓單元，所述直流/交流變換器為兩全橋直流/交流變換器時，將兩個未連接一個直流/交流變換器及一個高頻變壓器的電壓單元串聯后，再連接兩相整流橋，將兩相整流橋接入到高頻變壓器的同極性副邊；
[0020]所述高頻變壓器的原副邊匝比為1:2。
[0021]由上述方案可以看出，本發明實施例在多電平技術的直流電壓均壓電路中，為用于分擔直流電壓的兩個或兩個以上的電壓單元中的，每個電壓單元上連接一個直流/交流變換器及一個高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯。這樣，當不同電壓單元的負載電壓不相同時，不同電壓單元可以分別通過直流/交流變換器將能量傳遞到不同高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進行能量傳遞，從而使得不同電壓單元的電壓均壓。因此，本發明可以當不同電壓單元的負載電壓偏差時，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術提供的兩電壓單元分壓電路示意圖；
[0023]圖2為本發明實施例提供的支持多電平技術的直流電壓分壓電路結構示意圖；
[0024]圖3為本發明實施例提供的兩電壓單元兩全橋直流/交流變換器的分壓電路結構示意圖；
[0025]圖4為本發明實施例提供的采用圖3所示的電路結構的電壓輸出波形示意圖；
[0026]圖5為本發明實施例提供的三電壓單元三全橋直流/交流變換器的分壓電路結構示意圖；
[0027]圖6為本發明實施例提供的三電壓單元二全橋直流/交流變換器的分壓電路結構示意圖；
[0028]圖7為本發明實施例提供的四電壓單元二全橋直流/交流變換器的分壓電路結構示意圖；
[0029]圖8為本發明實施例提供的兩電壓單元兩半橋直流/交流變換器的分壓電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。
[0031]從【背景技術】可以看出，在多電平技術的直流電壓均壓電路中，有可能導致電壓單元的耐壓擊穿的原因是由于不同電壓單元的負載電壓不均衡而使得不同電壓單元的能量有偏差。因此，為了解決這個問題，本發明實施例在多電平技術的直流電壓均壓電路中，為用于分擔直流電壓的兩個或兩個以上的電壓單元中的，每個電壓單元上連接一個直流/交流變換器及一個高頻變壓器，其中不同電壓單元的高壓變頻器構造相同，原邊連接極性相同，副邊同極性并聯。這樣，當不同電壓單元的負載電壓不相同時，不同電壓單元可以分別通過直流/交流變換器將能量傳遞到不同高頻變壓器上，不同高頻變壓器之間進行能量傳遞，從而使得不同電壓單元的電壓均壓。因此，本發明可以當不同電壓單元的負載電壓偏差時，保證電壓單元的均壓，防止被耐壓擊穿。
[0032]圖2為本發明實施例提供的支持多電平技術的直流電壓分壓電路結構示意圖，包括:在直流電壓輸