CN203788135U - 一种三相三电平vienna整流器的辅助电源 - Google Patents
一种三相三电平vienna整流器的辅助电源 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,包括原边支路和副边支路,原边支路和副边支路通过铁芯耦合,所述原边支路包括正电平输出端、零电平输出端、负电平输出端、PWM控制器、第一、第二开关管、两个原边绕组,每个原边绕组均包括第一端和第二端;第一原边绕组的第一端连接正电平输出端,第二端经第一开关管连接零电平输出端,第二原边绕组的第一端连接零电平输出端,第二端经第二开关管连接负电平输出端,所述PWM控制器连接第一开关管的控制端和第二开关管的控制端。本实用新型解决了三相三电平VIENNA整流器正负电平不平衡的问题,能够自动平衡正负电平,并且兼具多路输出功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,属于电力电子技术领域。
背景技术
随着电子技术的不断发展,大功率直流变换器正广泛地应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。实践表明,有源功率因数校正能够很好地降低总谐波含量,获得更高的功率因数,降低用电设备对电网的污染,其中三相三电平VIENNA整流器就是三相大功率有源功率因数校正的代表,它具有较高的效率和较低的总谐波含量,目前正在逐步普及中。
而对于三相三电平VIENNA整流器来说,多路输出的辅助电源必不可少。图1为三相三电平VIENNA整流器简图,VA、VB、VC为三相交流输入电压,Vbus+为整流器的输出正电平,Vm为零电平,Vbus-为负电平。常见的用于三相三电平VIENNA整流器的辅助电源以反激拓扑为例,有如下几种:图2接在正电平和负电平之间的双端反激变换器,开关管虽然能承受较低的应力,但并不能使三相三电平VIENNA整流器的正负电平平衡;图3接在正电平和零电平之间的单端反激变换器,图4接在零电平和负电平之间的单端反激变换器,这种电路结构简单,容易实现,但只能从单一的电平间获取电功率,使原本就不易平衡的VIENNA三电平更加不平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的,在于提供一种用于三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,能够使VIENNA整流器三电平达到平衡。
为了实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案如下:
一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,包括原边支路和副边支路,原边支路和副边支路通过铁芯耦合,所述原边支路包括正电平输出端、零电平输出端、负电平输出端、PWM控制器、第一、第二开关管、两个原边绕组,每个原边绕组均包括第一端和第二端;第一原边绕组的第一端连接正电平输出端,第二端经第一开关管连接零电平输出端,第二原边绕组的第一端连接零电平输出端,第二端经第二开关管连接负电平输出端,所述PWM控制器连接第一开关管的控制端和第二开关管的控制端。
进一步的,所述副边支路包括至少一个副边绕组、至少一个二极管、至少一个滤波电容、至少一路输出端,每个副边绕组均包括第一端和第二端,每个副边绕组的第一端连接二极管的正极,二极管的负极连接滤波电容的一端和一路输出端,第二端连接滤波电容的另一端和一路输出端。
优选的,所述第一开关管和/或第二开关管为数个开关管相并联。
优选的,所述第一原边和/或第二原边的两端并联负载。
采用上述方案后,本实用新型的一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源解决了VIENNA整流器正负电平不平衡的问题,能够自动平衡正负电平,并且兼具多路输出功能。
附图说明
图1是三相三电平VIENNA整流器简图。
图2是接在三相三电平VIENNA整流器正负电平之间的双端反激变换器简图。
图3是接在三相三电平VIENNA整流器正电平和零电平之间的单端反激变换器简图。
图4是接在三相三电平VIENNA整流器零电平和负电平之间的单端反激变换器简图。
图5是本实用新型的一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源简图。
图6是本实用新型的一个实施例图。
其中:Vbus+为整流器的输出正电平,Vm为零电平,Vbus-为负电平,S1、S2为开关管,T1为变压器,N1、N2为T1的两个原边绕组,D1、D2、D3……Dn为二极管,C1、C2、C3……Cn为输出滤波电容,Vo1和GND1为第一路输出端,Vo2和GND2为第二路输出端,Vo3和GND3为第三路输出端,……,Von和GNDn为第n路输出端,n为不为零的自然数。
具体实施方式
下面将结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。
如图5所示,为一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源简图,包括PWM控制器,开关管S1、S2,变压器T1,n个二极管D1、D2、D3、……、Dn,n个滤波电容C1、C2、C3、……、Cn,n路输出端Vo1和GND1、Vo2和GND2、……、Von和GNDn,n为不为零的自然数。所述变压器包括两个匝数相等的原边绕组N1、N2和n个副边绕组,对应n路输出,每个原边绕组均包括第一端和第二端,每个副边绕组均包括第一端和第二端;第一原边绕组的第一端、至少一个副边绕组的第二端互为异名端,第二原边绕组的第一端、至少一个副边绕组的第二端互为异名端;第一原边N1第一端连接整流器正电平输出端Vbus+,第二端经开关管S1连接零电平输出端Vm,第二原边N2第一端连接零电平输出端Vm,第二端经开关管S2连接负电平输出端Vbus-,所述PWM控制器连接开关管S1的控制端和开关管S2的控制端;第一副边绕组的第一端连接二极管D1的正极,D1的负极连接滤波电容C1的一端和第一路输出端Vo1,第二端连接C1的另一端和第一路输出端GND1;第二副边绕组的第一端连接二极管D2的正极,D2的负极连接滤波电容C2的一端和第二路输出端Vo2,第二端连接C2的另一端和第二路输出端GND2;第三副边绕组的第一端连接二极管D3的正极,D3的负极连接滤波电容C3的一端和第三路输出端Vo3,第二端连接C3的另一端和第三路输出端GND3;……;第n副边绕组的第一端连接二极管Dn的正极,Dn的负极连接滤波电容Cn的一端和第n路输出端Von,第二端连接Cn的另一端和第n路输出端GNDn。
一般三相三电平VIENNA整流器输出的三电平并不平衡,甚至相差很远,此时如果用图2、图3和图4中的辅助电源,对三相三电平VIENNA整流器的输出没有任何改善,甚至会使正负电平的不平衡度加剧。使用本实用新型如图5所示的辅助电源则不存在该问题,该辅助电源的工作原理如下:由于变压器T1原边的两个绕组N1=N2,并且开关管S1和S2受同一PWM控制器的同一PWM驱动,当从三相三电平VIENNA整流器(图1)输入的正负电平不平衡时,辅助电源由于的变压器绕组约束关系,令变压器线圈N1的端电压为U1,变压器线圈N2的端电压为U2,由变压器的原理可知U1/N1=U2/N2,且N1=N2,这样当U1发生变化时,U2会自动跟随U1变换,这样就会自动平衡输入的正负电平,使Vbus+对Vm和Vbus-对Vm之间的电压的绝对值相等,且辅助电源带载越重,平衡效果越好,比如正电平的绝对值大于负电平的绝对值,那么绕组N1两端并联相对大一些的负载,绕组N2两端并联相对小一些的负载,有利于正负电平的调整和平衡,该辅助电源可用在正激式、反激式、桥式等拓扑中。
如图6所示,为一变压器原边带负载的反激式辅助电源实施例。其中:Q1、Q2为场效应管,D1、D2、D3、……、D9为二极管,R1、R2、R3、……、R14为电阻,C1、C2、C3、……、C16为输出的滤波电容,电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6,电容C1和二极管D2构成吸收网络1,吸收变压器漏感和Q1输出结电容谐振的尖峰能量,电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12,电容C2和二极管D4构成吸收网络2,吸收变压器漏感和Q2输出结电容谐振的尖峰能量,D1、R14与线圈N1串联,D3、R13与线圈N2串联,且D1和D3为同型号二极管,R14=R13,这样可使反激变换器的输入阻抗相等。由于变压器T1的两个原边绕组N1=N2,并且开关管受同一PWM控制器的同一PWM驱动,当输入的正负电平不平衡时,由于辅助电源的N1=N2的变压器绕组约束关系,自动平衡输入的正负电平,辅助电源带载越重,平衡效果越好。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1.一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,包括原边支路和副边支路,原边支路和副边支路通过铁芯耦合,其特征在于:所述原边支路包括正电平输出端、零电平输出端、负电平输出端、PWM控制器、第一、第二开关管、两个原边绕组,每个原边绕组均包括第一端和第二端;第一原边绕组的第一端连接正电平输出端,第二端经第一开关管连接零电平输出端,第二原边绕组的第一端连接零电平输出端,第二端经第二开关管连接负电平输出端,所述PWM控制器连接第一开关管的控制端和第二开关管的控制端。
2.如权利要求1所述的一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,其特征在于:所述副边支路包括至少一个副边绕组、至少一个二极管、至少一个滤波电容、至少一路输出端,每个副边绕组均包括第一端和第二端,每个副边绕组的第一端连接二极管的正极,二极管的负极连接滤波电容的一端和一路输出端,第二端连接滤波电容的另一端和一路输出端。
3.如权利要求1所述的一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,其特征在于:所述第一开关管和/或第二开关管为数个开关管相并联。
4.如权利要求1所述的一种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源,其特征在于:所述第一原边和/或第二原边的两端并联负载。
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CN103762834A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 江苏嘉钰新能源技术有限公司 | 一种三相三电平vienna整流器的辅助电源 |
TWI603572B (zh) * | 2016-10-19 | 2017-10-21 | Fu-Tzu Hsu | Resonance damper |
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