一种高电压整流逆变电路的制作方法
【专利摘要】一种高电压整流逆变电路，基于功率合成模块PIM封装实现，该高电压整流逆变电路包含电路连接的三相整流电路和H桥逆变电路，该高电压整流逆变电路中的所有器件的耐压值都大于等于1700V。本实用新型既可应用于高电压环境，又实现了电路的小型化，扩大了该高电压整流逆变电路的应用范围，且大大减小了杂散电感L，降低了绝缘栅双极型晶体管的关断电压尖峰Vcep。
【专利说明】
一种高电压整流逆变电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种高电压整流逆变电路，尤其涉及一种1700V整流逆变电路。
【背景技术】
[0002]整流逆变电路由整流模块和逆变模块组成，整流模块一般采用整流桥电路，逆变模块一般采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)组成H桥电路。由于现在的大功率器件越来越多，相应地就需要用于大功率器件的整流逆变电路能够承受较高的电压，比如工作在1700V的高电压环境下。而目前1700V的整流逆变电路是采用两个如图1所示的半桥电路模块I来组成H桥逆变电路，再将H桥逆变电路与整流桥模块电路连接，如图2所示，每一个半桥电路模块I由两个绝缘栅双极型晶体管(IGBT1和IGBT2)组成，H桥逆变电路和整流桥模块中的器件都是可以承受1700V高压的器件。但是半桥电路模块的应用体积较大，可以达到62X108mm，两个半桥电路模块加上整流桥模块形成的整流逆变电路的体积就更大，不利于电路的小型化，而且由于要使用外部连接线来实现半桥电路模块和整流桥模块之间的电路连接，会引入连接线的杂散电感L，导致绝缘栅双极型晶体管的关断电压的尖峰V。#会很高，影响了器件效果。
[0003]电路小型化需求的日益增长促使技术人员不断寻求对整流逆变电路的改进方法，传统的PM (功率合成模块)模块中包含三相整流电路和三相逆变电路，可以实现整流和逆变功能，且如图3所示，P頂模块的尺寸为45 X 107.5mm，比单个半桥电路模块的尺寸还要小，但是目前使用的PIM模块的耐压值只能达到1200V，远远不能满足1700V整流逆变电路的需求。
[0004]能否既满足整流逆变电路用于高电压环境的需求，又实现电路模块的小型化，是本领域技术人员一直致力研究的方向。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种高电压整流逆变电路，既可应用于高电压环境，又实现了电路的小型化，扩大了该高电压整流逆变电路的应用范围，且大大减小了杂散电感L，降低了绝缘栅双极型晶体管的关断电压尖峰V。#。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型一种高电压整流逆变电路，基于功率合成模块PM封装实现，该高电压整流逆变电路包含电路连接的三相整流电路和H桥逆变电路，该高电压整流逆变电路中的所有器件的耐压值都大于等于1700V。
[0007]所述的三相整流电路包含三组分别并联在正极母线P和负极母线N之间的二极管对:第一组二极管对包含并联的第一二极管D1和第二二极管D2,第一二极管D1的负极连接正极母线P，第一二极管D1的正极和第二二极管02的负极连接节点a，第二二极管D2的正极连接负极母线N;第二组二极管对包含并联的第三二极管D3和第四二极管D4,第三二极管D3的负极连接正极母线P，第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极连接节点b，第四二极管D4的正极连接负极母线N;第三组二极管对包含并联的第五二极管D5和第六二极管D6,第五二极管他的负极连接正极母线P，第五二极管D5的正极和第六二极管D6的负极连接节点C，第六二极管D6的正极连接负极母线N;节点a、节点b和节点c分别连接交流电源的三相输入端。
[0008]所述的H桥逆变电路包含四个绝缘栅双极型晶体管:第一绝缘栅双极型晶体管G1的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点d;第二缘栅双极型晶体管62的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点d，发射极连接负极母线N;第三绝缘栅双极型晶体管G3的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点e;第四缘栅双极型晶体管G4的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点e，发射极连接负极母线N;节点d和节点e分别连接H桥逆变电路的两个输出端。
[0009]所述的H桥逆变电路还包含四个快恢复二极管:第一快恢复二极管FWDJ^正极连接第一绝缘栅双极型晶体管&的发射极，负极连接正极母线P;第二快恢复二极管FWD2的正极连接负极母线N，负极连接第二缘栅双极型晶体管G2的集电极;第三快恢复二极管FWD3的正极连接第三绝缘栅双极型晶体管G3的发射极，负极连接正极母线P;第四快恢复二极管FWD4的正极连接负极母线N，负极连接第四缘栅双极型晶体管G4的集电极。
[0010]本实用新型基于功率合成模块PM封装实现，且电路中所有器件的耐压值都达到了 1700V，既可应用于高电压环境，又实现了电路的小型化，扩大了该高电压整流逆变电路的应用范围，而且由于整流部分和逆变部分是统一集成在功率合成模块PIM封装中，省去了整流电路和逆变电路之间的外部连接线，则大大减小了杂散电感L，降低了绝缘栅双极型晶体管的关断电压尖峰V。#。
【附图说明】
[0011]图1是【背景技术】中半桥电路模块的外观示意图。
[0012]图2是【背景技术】中半桥电路模块的电路图。
[0013]图3是【背景技术】中P頂模块的外观示意图。
[0014]图4是本实用新型提供的一种高电压整流逆变电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]以下根据图4具体说明本实用新型的较佳实施例。
[0016]本实用新型提供一种高电压整流逆变电路，使用功率合成模块PIM封装，该高电压整流逆变电路包含电路连接的三相整流电路和H桥逆变电路，该高电压整流逆变电路中的所有器件的耐压值都大于等于1700V。
[0017]如图4所示，所述的三相整流电路包含三组分别并联在正极母线P和负极母线N之间的二极管对:第一组二极管对包含并联的第一二极管Di和第二二极管D2，第一二极管0工的负极连接正极母线P，第一二极管D1的正极和第二二极管出的负极连接节点a，第二二极管D2的正极连接负极母线N;第二组二极管对包含并联的第三二极管D3和第四二极管D4,第三二极管D3的负极连接正极母线P，第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极连接节点b，第四二极管D4的正极连接负极母线N;第三组二极管对包含并联的第五二极管D5和第六二极管D6,第五二极管D5的负极连接正极母线P，第五二极管D5的正极和第六二极管D6的负极连接节点C，第六二极管D6的正极连接负极母线N;节点a、节点b和节点c分别连接交流电源的三相输入端R、S、D。
[0018]所述的H桥逆变电路包含四个绝缘栅双极型晶体管:第一绝缘栅双极型晶体管G1的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点d;第二缘栅双极型晶体管62的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点d，发射极连接负极母线N;第三绝缘栅双极型晶体管G3的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点e;第四缘栅双极型晶体管G4的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点e，发射极连接负极母线N;节点d和节点e分别连接H桥逆变电路的两个输出端U、W。
[0019]所述的H桥逆变电路还包含四个快恢复二极管:第一快恢复二极管FWDJ^正极连接第一绝缘栅双极型晶体管&的发射极，负极连接正极母线P;第二快恢复二极管FWD2的正极连接负极母线N，负极连接第二缘栅双极型晶体管G2的集电极;第三快恢复二极管FWD3的正极连接第三绝缘栅双极型晶体管G3的发射极，负极连接正极母线P;第四快恢复二极管FWD4的正极连接负极母线N，负极连接第四缘栅双极型晶体管G4的集电极。
[0020]本实用新型提供的一种高电压整流逆变电路的工作原理如下:三相输入端R、S、D输入三相交流电源，三相整流电路将三相交流电变换成直流电输出给H桥逆变电路，H桥逆变电路根据外部驱动电路的控制，再将直流电变换成所需的交流电，通过输出端U、W输出给外部用电器件。
[0021]本实用新型基于功率合成模块PIM封装实现，且电路中所有器件的耐压值都达到了 1700V，既可应用于高电压环境，又实现了电路的小型化，扩大了该高电压整流逆变电路的应用范围，而且由于整流部分和逆变部分是统一集成在功率合成模块PIM封装中，省去了整流电路和逆变电路之间的外部连接线，则大大减小了杂散电感L，降低了绝缘栅双极型晶体管的关断电压尖峰V。#。
[0022]尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种高电压整流逆变电路，其特征在于，基于功率合成模块PIM封装实现，该高电压整流逆变电路包含电路连接的三相整流电路和H桥逆变电路，该高电压整流逆变电路中的所有器件的耐压值都大于等于1700V。2.如权利要求1所述的高电压整流逆变电路，其特征在于，所述的三相整流电路包含三组分别并联在正极母线P和负极母线N之间的二极管对:第一组二极管对包含并联的第一二极管D1和第二二极管D2,第一二极管D1的负极连接正极母线P，第一二极管D1的正极和第二二极管出的负极连接节点a，第二二极管D2的正极连接负极母线N;第二组二极管对包含并联的第三二极管D3和第四二极管D4,第三二极管D3的负极连接正极母线P，第三二极管D3的正极和第四二极管D4的负极连接节点b，第四二极管D4的正极连接负极母线N;第三组二极管对包含并联的第五二极管他和第六二极管D6，第五二极管D5的负极连接正极母线P，第五二极管他的正极和第六二极管D6的负极连接节点C，第六二极管D6的正极连接负极母线N;节点a、节点b和节点c分别连接交流电源的三相输入端。3.如权利要求1所述的高电压整流逆变电路，其特征在于，所述的H桥逆变电路包含四个绝缘栅双极型晶体管:第一绝缘栅双极型晶体管G1的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点d;第二缘栅双极型晶体管62的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点d，发射极连接负极母线N;第三绝缘栅双极型晶体管G3的栅极连接外部驱动电路，集电极连接正极母线P，发射极连接节点e;第四缘栅双极型晶体管G4的栅极连接外部驱动电路，集电极连接节点e，发射极连接负极母线N ；节点d和节点e分别连接H桥逆变电路的两个输出端。4.如权利要求3所述的高电压整流逆变电路，其特征在于，所述的H桥逆变电路还包含四个快恢复二极管:第一快恢复二极管FWD1的正极连接第一绝缘栅双极型晶体管61的发射极，负极连接正极母线P;第二快恢复二极管FWD2的正极连接负极母线N，负极连接第二缘栅双极型晶体管G2的集电极;第三快恢复二极管FWD3的正极连接第三绝缘栅双极型晶体管G3的发射极，负极连接正极母线P;第四快恢复二极管FWD4的正极连接负极母线N，负极连接第四缘栅双极型晶体管G4的集电极。
【文档编号】H02M5/458GK205453512SQ201620245417
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】项澹颐
【申请人】富士电机（中国）有限公司