CN220325524U - 一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路。包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，B相桥臂经过电感L2与接线端子L电性连接，C相桥臂与接线端子N电性连接；接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电。本申请采用三相全桥智能功率模块来完成电动汽车的外放电设备，输入是电动汽车的直流电，输出是单相交流电；相比通过H桥逆变拓扑来输出单相交流电，采用三相全桥IPM，在开始阶段的可靠性高；输出单相交流电时，利用到了三路桥臂，没有浪费任何一路桥臂的容量。

Description

一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路。

背景技术

电动汽车的外放电器，里面的核心装置是逆变器，逆变器的输入是电动汽车的直流电，逆变器的输出是单相交流电或三相交流电。其中，比较多的消费者采用单相交流电，较少的工业用户采用三相交流电。

KW级的IPM(智能功率模块，包括三相全桥逆变电流、驱动、保护电路)没有单相H桥。目前市面上用于输出单相交流电的逆变器，大多采用分离器件的H桥逆变拓扑，独立的驱动来输出单相电。因为工业用户较少，所以基本不再设计额外的三相交流电电路。

发明人认识到，这种H桥逆变拓扑只能是分离器件，不能采用IPM，在开始阶段可靠性差。并且这种H桥逆变拓扑只能输出单相交流电，如果输出三相交流电必须重新设计三相全桥电路。而采用三相全桥电路输出单相时，按照常规单相H桥应用方案，会浪费一路桥臂容量，增加了设备成本。

发明内容

为此，本申请提供一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，以解决现有技术存在的H桥逆变拓扑不能采用IPM，在开始阶段可靠性差的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，包括三相全桥智能功率模块IPM，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；

所述三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L2与所述接线端子L电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂与接线端子N电性连接；所述接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电。

可选地，所述三相全桥智能功率模块IPM的型号为PSS35SA2FT。

可选地，所述电感L1、电感L2的电感量大小为500uh。

可选地，所述C相桥臂的开关频率为50Hz。

第二方面，一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，包括三相全桥智能功率模块IPM，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；

所述三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L3与接线端子A电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L4与接线端子B电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂经过电感L5与接线端子C电性连接；所述接线端子A、接线端子B和接线端子C用于输出三相交流电。

可选地，所述三相全桥智能功率模块IPM的型号为PSS35SA2FT。

可选地，所述电感L3、电感L4、电感L5的电感量大小为500uh。

可选地，所述C相桥臂的开关频率为50Hz。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请提出了一种单相逆变器的新的硬件架构，包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，B相桥臂经过电感L2与接线端子L电性连接，C相桥臂与接线端子N电性连接；接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电；本申请采用三相全桥智能功率模块来完成电动汽车的外放电设备，输入是电动汽车的直流电，输出是单相交流电；相比通过分离器件的H桥逆变拓扑来输出单相交流电，采用三相全桥IPM，在开始阶段的可靠性高；同时输出单相交流电时，利用到了全部三路桥臂，且没有浪费任何一路桥臂的容量。

2、基于本申请所提出的硬件架构，在需要输出三相交流电的时候，无需重新设计三相全桥电路，在该单相逆变器的结构基础上，简单地调整每个桥臂与接线端子的连接方式，便能够实现输出三相交流电，使用方便，并且能够减少设备成本。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请实施例一提供的一种基于三相全桥智能功率模块的单相逆变器电路的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种基于三相全桥智能功率模块的三相逆变器电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

实施例一

在本实施例中，如图1所示，提供了一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与电动汽车直流电源的正极电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与电动汽车直流电源的负极电性连接；

三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L2与接线端子L电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂与接线端子N电性连接；接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电。

优选地，三相全桥智能功率模块IPM可采用的一种产品型号为PSS35SA2FT。

也就是说，在需要输出单相交流电时，A相桥臂接一路电感，B相桥臂接另一路电感，然后短接一起，再接入接线端子L；C相桥臂不接电感直接接入接线端子N，这样三相全桥智能功率模块IPM就可以完成单相输出。

其中，C相桥臂采用50Hz切换的开关频率。由于A相桥臂和B相桥臂既有导通损耗和开关损耗，而C相桥臂只有导通损耗(开关损耗非常低)，所以当输出单相交流电时，流过A相桥臂和B相桥臂的电流和，也可以汇总流过C相桥臂，三相桥臂的电力电子电路的容量都没有浪费，全部充分利用。

另外，在本实施例提供的逆变器的基础上，只需简单更改每个桥臂与接线端子的连接方式，就可以完成一种能够输出三相交流电的逆变器电路，无需重新设计三相全桥电路。

具体来说，如图2所示，该能够输出三相交流电的逆变器电路包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与电动汽车直流电源的正极电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与电动汽车直流电源的负极电性连接；

三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L3与接线端子A电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L4与接线端子B电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂经过电感L5与接线端子C电性连接；接线端子A、接线端子B和接线端子C用于输出三相交流电。

也就是说，在需要输出三相交流电时，将A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂分别接电感，然后分别接入接线端子A、接线端子B、接线端子C，就可以很简洁地通过三个接线端子完成三相交流电输出。

优选地，电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5的电感量大小均为500uh。

本申请提出了一种单相逆变器的新的硬件架构，采用三相全桥智能功率模块来完成电动汽车的外放电设备，输入是电动汽车的直流电，输出是单相交流电。输出单相交流电时，利用到了全部三路桥臂，且没有浪费任何一路桥臂的容量；相比通过分离器件来输出单相交流电，采用三相全桥IPM，在开始阶段的可靠性高。

并且，在需要输出三相交流电的时候，无需重新设计三相全桥电路，在该逆变器的结构基础上，简单地调整每个桥臂与接线端子的连接方式，便能够实现输出三相交流电，使用方便，并且能够减少设备成本。

实施例二

在本实施例中，如图2所示，提供了一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与电动汽车直流电源的正极电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与电动汽车直流电源的负极电性连接；

三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L3与接线端子A电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L4与接线端子B电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂经过电感L5与接线端子C电性连接；接线端子A、接线端子B和接线端子C用于输出三相交流电。

优选地，三相全桥智能功率模块IPM可采用的一种产品型号为PSS35SA2FT。

也就是说，在需要输出三相交流电时，将A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂分别接电感，然后分别接入接线端子A、接线端子B、接线端子C，就可以很简洁地通过三个接线端子完成三相交流电输出。

其中，C相桥臂采用50Hz切换的开关频率。

另外，在本实施例提供的逆变器的基础上，只需简单更改每个桥臂与接线端子的连接方式，就可以完成一种能够输出单相交流电的逆变器电路，无需重新设计单相H桥电路。具体来说，如图1所示，该能够输出单相交流电的逆变器电路包括三相全桥智能功率模块IPM，三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与电动汽车直流电源的正极电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与电动汽车直流电源的负极电性连接；

三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L2与接线端子L电性连接，三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂与接线端子N电性连接；接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电。

也就是说，在需要输出单相交流电时，A相桥臂接一路电感，B相桥臂接另一路电感，然后短接一起，再接入接线端子L；C相桥臂不接电感直接接入接线端子N，这样三相全桥智能功率模块IPM就可以完成单相输出。

由于A相桥臂和B相桥臂既有导通损耗和开关损耗，而C相桥臂只有导通损耗(开关损耗非常低)，所以当输出单相交流电时，流过A相桥臂和B相桥臂的电流和，也可以汇总流过C相桥臂，三相桥臂的电力电子电路的容量都没有浪费，全部充分利用。

优选地，电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5的电感量大小均为500uh。

本申请提出了一种三相逆变器的新的硬件架构，采用三相全桥智能功率模块来完成电动汽车的外放电设备，输入是电动汽车的直流电，输出是三相交流电。

在需要输出单相交流电的时候，无需重新设计单相H桥电路，只需简单更改每个桥臂与接线端子的连接方式，便可以实现输出单相交流电，使用方便，并且能够减少设备成本。

综上，本申请既能输出单相交流电，也能输出三相交流电，无需分别设计单相H桥电路和三相全桥电路。只需简单更改每个桥臂与接线端子的连接方式，就可以输出三相交流电和单相交流电。输出单相交流电时，利用到了全部三路桥臂，且没有浪费任何一路桥臂的容量。相比通过分离器件来输出单相交流电，采用三相全桥IPM，在开始阶段的可靠性高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，包括三相全桥智能功率模块IPM，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；

所述三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L1与接线端子L电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L2与所述接线端子L电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂与接线端子N电性连接；所述接线端子L和接线端子N用于输出单相交流电。

2.根据权利要求1所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述三相全桥智能功率模块IPM的型号为PSS35SA2FT。

3.根据权利要求1所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述电感L1、电感L2的电感量大小为500uh。

4.根据权利要求1所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述C相桥臂的开关频率为50Hz。

5.一种基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，包括三相全桥智能功率模块IPM，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流正端引脚与直流电源的正极电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的直流负端引脚与直流电源的负极电性连接；

所述三相全桥智能功率模块IPM的A相桥臂经过电感L3与接线端子A电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的B相桥臂经过电感L4与接线端子B电性连接，所述三相全桥智能功率模块IPM的C相桥臂经过电感L5与接线端子C电性连接；所述接线端子A、接线端子B和接线端子C用于输出三相交流电。

6.根据权利要求5所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述三相全桥智能功率模块IPM的型号为PSS35SA2FT。

7.根据权利要求5所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述电感L3、电感L4、电感L5的电感量大小为500uh。

8.根据权利要求5所述的基于三相全桥智能功率模块的逆变器电路，其特征在于，所述C相桥臂的开关频率为50Hz。