一种电压型准阻抗源ac～ac变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分类表H02的发电、变电或配电设备，特别是涉及交流/交流电压变换器。
【背景技术】
[0002]传统的AC?AC变换器可以实现电压调节外，还可以实现功率调节、电气隔离、滤波等功能，但是存在电压调节范围小，开关交替导通时共态导通或共态关断均会损坏电力电子器件，电路的EMI (Electromagnetic Interference,电磁干扰)问题严重等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种电压型准阻抗源AC?AC变换器，解决目前AC?AC变换器电压调节范围小，开关交替导通时共态导通或共态关断均会损坏电力电子器件的问题。
[0004]为解决上述提出的问题，本发明提供的一种电压型准阻抗源AC?AC变换器，包括准阻抗源网络、交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2、电源和负载R ;准阻抗源网络为电桥；电源接在准阻抗源网络的一桥臂上；交流电力电子开关SI接在准阻抗源网络的一条对角线上；交流电力电子开关S2接在准阻抗源网络的另一条对角线上；准阻抗源网络经输出滤波器接负载。
[0005]准阻抗源网络周期性充电和放电。
[0006]交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2工作在高频开关状态。
[0007]其输出电压通过调节交流电力电子开关SI和交流电力电子开关S2的占空比来控制。
[0008]准阻抗源网络为电感L1、电感L2、电容Cl和电容C2搭起的电桥；电感L1、电容Cl、电感L2、电容C2按此顺序分别串联在电桥的四个桥臂上；电感LI和电容Cl之间设结点P1、电感L2和电容C2之间设结点P2、电容Cl和电感L2之间设结点P3、电容C2和电感LI之间设结点P4 ；电源接在电感LI和结点P4之间。
[0009]交流电力电子开关SI接在准阻抗源网络的结点Pl和结点P2之间；交流电力电子开关S2接在准阻抗源网络的结点P3和结点P4之间；交流电力电子开关SI由绝缘栅双极型晶体管IGBT1JP绝缘栅双极型晶体管IGBT 12共发射极或共集电极串联而成；交流电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT2JP绝缘栅双极型晶体管IGBT22共发射极或共集电极串联而成。
[0010]输出滤波器包括电感L3和电容C3 ；电感L3 —端接准阻抗源网络的结点P3，另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接准阻抗源网络的结点P4 ;负载R与电容C3并联。
[0011]交流电力电子开关SI替换成交流电力电子开关S3，交流电力电子开关S2替换成交流电力电子开关S4。
[0012]交流电力电子开关S3由一不可控全桥和绝缘栅双极型晶体管1681'31并联而成；所述交流电力电子开关S4由另一不可控全桥和绝缘栅双极型晶体管IGBT41并联而成。
[0013]电源为单相交流电压源AC。
[0014]本发明的实际即实施过程中，由于本发明所采用准阻抗源网络的无源元件值很小，整个电路的体积、重量均较小，且由于交流电力电子开关SI和交流电力电子开关S2的工作频率远高于电源和输出电压频率，因此交流输入侧电流谐波少、电磁兼容性好、效率高，输出侧的输出电压稳定，调节范围宽；
[0015]由于本发明通过调节交流电力电子开关SI和交流电力电子开关S2的占空比来控制电压的输出，因此输出电压调节范围大，且经过交流电力电子开关Si和交流电力电子开关S2的高频开关工作，准阻抗源网络的无源元件周期性的充放电，实现输出电压的升高或降低；
[0016]由于准阻抗源网络的可靠性，开关共态导通或共态关断均不会损坏其自身的电力电子器件；
[0017]本发明的电压型准阻抗源AC?AC变换器可用于如加热炉的温度、电光源的亮度、异步/同步交流电动机的转速、电焊机的焊接功率等的控制和交流调压器、交流稳压电源、风力发电的功率变换、军用电源、灵活交流输电(FACTs)系统等应用场合。
[0018]下面结合附图对本发明的电压型准阻抗源AC?AC变换器作进一步说明。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的电压型准阻抗源AC?AC变换器的电路图；
[0020]图2为含有交流电力电子开关S3、S4的电压型准阻抗源AC?AC变换器的电路图；
[0021]图3为本发明的电压型准阻抗源AC?AC变换器中交流电力电子开关S1、S2或S3、S4的开关时序图；
[0022]图4为本发明的电压型准阻抗源AC?AC变换器改进的电路图；
[0023]图5为图4经整理后的电路图；
[0024]图6为三相准阻抗源AC?AC变换器的电路图。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本实施例包括准阻抗源网络、交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2、电源AC和负载R ;准阻抗源网络为电桥；电源AC接在准阻抗源网络的一桥臂上；交流电力电子开关SI经导线接在准阻抗源网络的一条对角线上；交流电力电子开关S2经导线接在准阻抗源网络的另一条对角线上；准阻抗源网络经输出滤波器接负载R。
[0026]交流电力电子开关SI和交流电力电子开关S2工作在高频开关状态；通过调节交流电力电子开关SI和交流电力电子开关S2的占空比来控制本实施例，即单相准阻抗源升/降电压AC?AC变换器的输出电压；准阻抗源网络可使交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2在共态导通或共态关断时，其自身的电力电子器件不会被损坏。
[0027]实施例一:
[0028]如图1所示，电源AC为单相电压源；输出滤波器由电感L3和电容C3串联而成；交流电力电子开关SI由绝缘栅双极型晶体管IGBT1JP绝缘栅双极型晶体管IGBT 12共发射极(或共集电极)串联而成；交流电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT21和绝缘栅双极型晶体管IGBT22*发射极(或共集电极)串联而成；
[0029]准阻抗源网络由电感L1、电感L2、电容Cl和电容C2连接而成；电感L1、电容Cl、电感L2、电容C2按此顺序依次串联在电桥的四个桥臂上；电感LI和电容Cl之间设有结点P1、电感L2和电容C2之间设有结点P2、电容Cl和电感L2之间设有结点P3、电容C2和电感LI之间设有结点P4 ；电感LI和结点P4之间接单相电压源AC ;结点Pl和结点P2之间接入交流电力电子开关SI ;结点P3和结点P4之间接入交流电力电子开关S2 ;准阻抗源网络的结点P3接电感L3的一端，电感L3的另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接准阻抗源网络的结点P4 ;负载R与电容C3并联。
[0030]如图2所示，基于图1所示本实施例一的电路结构，交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2均可分别由不可控整流桥和全控型电力电子器件并联而成，即图1中的交流电力电子开关SI替换为交流电力电子开关S3，交流电力电子开关S2替换为交流电力电子开关S4 ;交流电力电子开关S3由不可控整流桥3与绝缘栅双极型晶体管1681'31并联而成；交流电力电子开关S4由不可控整流桥4与绝缘栅双极型晶体管IGBT41并联而成。
[0031 ] 如图3所示，通过调节交流电力电子开关S1、交流电力电子开关S2或交流电力电子开关S3、交流电力电子开关S4导通的占空比，可以调节输出电压的大小。
[0032]实施例二:
[0033]如图4所示，将实施例一中图1所示的电路结构做进一步的变化，即