CN1116785A - 逆变桥吸收电路能量无源回馈网络 - Google Patents

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Abstract

逆变桥吸收电路能量无源回馈网络是一种单相，三相和多相逆变桥中吸收电路能量无源回馈电路，它也完全适合于半桥结构逆变器吸收电路。它改变现在吸收电路能量全部消耗在电阻上的方案，而将大部分能量送回到电网，提高逆变桥的工作效率，它采用二极管，电容，变压器这样的无源元件，没有附加任何控制电路和可控开关等有源元件，所以，比有源回馈电路具有更高的可靠性。适合于采用硬开关构成的逆变器中。

Description

逆变桥吸收电路能量无源回馈网络
本发明涉及用于逆变器装置的所有领域，包括：大功率开关电源，交流调速系统，不间断电源。是逆变器吸收电路的能量回馈网络。现有技术
a、吸收电路能量在实用化的逆变器装置中全部消耗在电阻上，成为热能、降低了逆变器工作效率(见图10)。
b、吸收电路中采用有源能量回馈网络已有人研究，但需增加控制元件和电路，可靠性差(见图11)。
本发明的目的是提供一种能克服上述缺点的电路，网络全部由二极管、电容、变压器、稳压器或电阻等无源元件组成。它是适合于半桥、全桥、逆变器工作的无源能量回馈电路。
本电路的目的是这样实现的，当逆变桥中主电路功率开关元件的开通和关断时，自动地将储存于吸收电路LS，和CS中的能量通过变压器(升或降压变压器)回送到直流电网中去，见图12。
下面结合附图对本发明作详细说明
附图1、2、3、4、5、6、7、8为本发明的工作过程原理图
附图9为本发明的一个实际应用实施图
附图10、11中虚线框内为现有技术的电路结构图
附图12虚线框内为本发明的电路结构图
图12中、T1、T2是功率开关元件，它们构成半桥逆变器，T1、T2可以是功率晶体管，也可以是场效应管，或任何可控制元件，D1、D2称为续流二极管，LS和CS则是为保护T1、T2而用的吸收电路元件，因此，储存在LS和CS中的能量是1/2LSIm2＋1/2CSVD 2，Im是负载电流，VD是直流电压。本发明的作用就是将大部分的1/2LSIm2＋1/2CSVD 2能量送回到直流电网。
T1、T2、D1、D2、LS、DS1、CS组成的结构是最常用的直流变交流桥结构。它的基本工作原理在任一电力电子技术原理书中能够找到，其规律是：
T1、T2是轮流导通(或关断)的，T1必须先关断，T2才能开通，反之亦然。能量回馈过程在T1(或T2)的开通与关断过程中自动实现。
此处，先讨论T1从关断至开通过程，参阅图1-图4
初始状态(见图1)iLS＝0      iD2＝Im    UCS＝VD。
当t＝0    T1闭合(开通)(见图2)
在0＜t＜t1期间iLS增加，且iD2下降，直到iLS＝Im，iD2＝0。当t＞t1(见图3)iLS继续增加，并且流过电容CS，使CS放电使VCS降，但电流流过变压器原边，付边有iLSP流过，能量回送到电网，(相当于CS能量回送到电网)。当iLSP＝0时，能量回送过程完成。
当t＞t2(见图4)，变压器原边磁化电流回零，到iLP＝0，为下一次能量回送作好准备(T1已开通)。
下面分析T1从开通至关断过程，参阅图5-图8初始状态(见图5)iLS＝IM    UCS＝0    重新选择零点：
当t＞0 T1断开(见图6)，CS充电   一直到VCS＝VD。
在t1至t2期间，iLS流过变压器(见图7)，能量回送到电网，(相当于LS能量回送电网)。
当iLSP＝0，能量回送过程完成。
当t＞t2，变压器复位(见图8)。iD2＝Im。T1关断过程完成。
T1从关断至开通过程和T2从开通至关断过程一样。
T1从开通至关断过程和T2从关断至开通过程一样。
本发明的优点如下：
①本无源回馈电路全部由无源元件组成，无须附加控制元件和电路。
②电路仿真和实验表明，在半桥结构中，至少有65％的能量被返回到电网。
③对于单相全桥结构，三相全桥结构，甚至多相桥结构，可以共用一组吸收电路的能量回馈网络，见图9的单相全桥结构实施例。三相全桥有类似的结构。
④本发明电路，对于由D1～D4二极管非理想因素，如反向恢复引入的额外能量，也能进行回馈。

Claims (3)

1、一种用于逆变桥，半桥和全桥的吸收电路能量的无源回馈网络，其特征是，网络全部用无源元件组成，包括箝位二极管DPP，单相阻断二极管DS2，DSP，DP，小滤波电容CP能量反馈变压器Tr，以及消除Tr原边磁化电流的电阻Rr。
2、根据权利1所述吸收电路能量的回馈网络，其特征是变压器Tr可以是升压变压器，也可以是降压变压器，当Tr是降压变压器时，其副边绕组将可以连到另外的低压直流电源上，或者直接并联于电阻Rr上。
3、根据权利要求1所述的吸收电路能量的回馈网络，其特征是Rr可由功率稳压管来替代。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100502213C (zh) * 2006-06-22 2009-06-17 台达电子工业股份有限公司 谐振转换器及实现其轻载以及空载稳压的方法
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CN107078628B (zh) * 2014-10-15 2020-02-04 倍福自动化有限公司 具有二个半导体开关以操作负载的半桥

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