滤波装置、功率转换器及共模噪声抑制方法

滤波装置、功率转换器及共模噪声抑制方法
【专利摘要】一种滤波装置、功率转换器及共模噪声抑制方法，其中该滤波装置连接在交流电压单元与功率转换器的半导体开关单元之间，用以滤除电路中的共模噪声，该滤波装置包括：滤波电容部，一端连接至该交流电压单元，另一端经由低阻抗元件而连接至该半导体开关单元的直流端，其中该滤波电容部的两端以及该半导体开关单元的直流端均是功率转换器的静地端；滤波电感部，具有四个连接端，其中第一连接端连接至该交流电压单元，第二连接端连接至该半导体开关单元的交流端，而第三连接端连接至该功率转换器的静地端之一；以及补偿部，一端连接至该滤波电感部的第四连接端，另一端接地。本申请结构简单，造价低廉，且对共模噪声的滤除效果更为彻底。
【专利说明】滤波装置、功率转换器及共模噪声抑制方法

【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种滤波装置或功率转换器，尤其是涉及一种能够抑制共模噪声的滤 波装置、功率转换器及其应用系统及共模噪声抑制方法

【背景技术】
[0002] 图1所示为基本的三相功率转换器的拓扑结构，该功率转换器包括：功率转换单 元(或称半导体开关单元）12,其包括：分别由两组半导体开关元件串联连接而组成的三个 桥臂，作为交流端的三个桥臂的中点A、B和C，以及由直流母线滤波电容CB0、CB1和CB2分 别形成的直流端〇、P和Q，其中〇为滤波电容CB1和CB2的共用端；滤波电感组14'，其一端 与电网11相连接，另一端与半导体开关单元12的桥臂中点A、B和C相连；滤波电容组13， 其包括星形连接的三个滤波电容C x，每个滤波电容Cx的一端与电网11连接，另一端彼此相 连以构成中性点N。该滤波电感组14'与该滤波电容组13组成差模滤波器。
[0003] 其中电网11也可称为交流电压单元，例如其可以是约为50HZ的交流电压，如电网 侧的三相交流电源(用于给其他设备供电）或电机侧的功率接收单元(用于接收由电机生成 的电能)。
[0004] 此外，该功率转换器还可包括电源阻抗稳定网络（LISN) 16,它是用来进行传导电 磁干扰测试时的辅助设备。
[0005] 假设C0为连接有直流母线滤波电容CBO、CB1或CB2的直流母线与地之间的分布 电容，(^、(^和(^。分别为半导体开关单元的每一个桥臂中点对地的分布电容。直流母线以 及桥臂中点的对地电位跳变会通过该分布电容产生位移电流，位移电流流入地，形成共模 噪声。为了满足相应的国际电磁兼容标准，如何更有效，更低成本地抑制共模噪声，是业界 普遍关注的问题。
[0006] 图2示出一个现有的共模噪声抑制方案，其使用无源共模滤波器17抑制共模噪 声。该共模滤波器包括共模电感171和一组由星形连接的三个滤波电容C y形成的滤波电 容172。该共模电感往往体积较大，成本较高。而且当要求共模电感的共模感量较大时，该 共模电感甚至很难设计。
[0007] 另一类现有技术通过减小原始共模噪声，从而减小对共模滤波器的要求。如图3 所示，将滤波电容组13的中性点N与直流母线的中点0相连，由于N为一个虚拟中性点，其 电位较稳，将直流母线与该虚拟中性点相连后，母线的对地电位也被钳位到稳定电位，因而 可以改善共模噪声。该方案的另一变形为如图4所示，考虑到直接连接时，连接线上的零序 分量电流可能会较大，则可以在滤波电容的中性点N与直流母线的中点0之间的连接线上 串入一个电容，以将零序分量的电流控制到适当的数值。但是这一类方案只能抑制通过直 流母线对地的分布电容C0流入地的共模噪声，对于通过桥臂中点对地电容C 1A、C1B和Clc引 起的共模电流，则不但不能抑制，反而还会增加。


【发明内容】

[0008] 为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种滤波装置、功率转换器 及共模噪声抑制方法，用以滤除该功率转换器中的共模噪声。
[0009] 本发明的进一步目的在于以具有紧凑结构和较低造价的过滤装置来实现对该功 率转换器中的共模噪声的良好滤除。
[0010] 根据本申请的一个方案，提供一种滤波装置，连接在交流电压单元与功率转换器 的半导体开关单元之间，用以滤除电路中的共模噪声，该滤波装置包括：滤波电容部，一端 连接至该交流电压单元，另一端经由低阻抗元件而连接至该半导体开关单元的直流端，其 中该滤波电容部的两端以及该半导体开关单元的直流端均是功率转换器的静地端；滤波电 感部，具有四个连接端，其中第一连接端连接至该交流电压单元，第二连接端连接至该半导 体开关单元的交流端，而第三连接端连接至该功率转换器的静地端之一；以及补偿部，一端 连接至该滤波电感部的第四连接端，另一端接地。
[0011] 根据一个实施例，该滤波电感部包括电感，该电感包括：主绕组，其两端分别作为 该第一连接端和该第二连接端；以及辅助绕组，与该主绕组耦合，其对应于该主绕组的第二 连接端的同名端作为该滤波电感部的第三连接端，其另一端作为该滤波电感部的第四连接 端。
[0012] 根据一个实施例，该半导体开关单元包括至少一跳变端，该滤波电感部的辅助绕 组与其主绕组的耦合使得该辅助绕组的电压跳变方向与该功率转换器的至少一跳变端的 电压跳变方向相反。
[0013] 根据一个实施例，该半导体开关单元的直流端为高电位端、低电位端或中性电位 端至少之一。
[0014] 根据一个实施例，该低阻抗元件的阻抗值小于该滤波电感部的主绕组的阻抗值的 1/2。
[0015] 根据一个实施例，该低阻抗元件为导线或电容。
[0016] 根据一个实施例，该补偿部包括容性阻抗元件。
[0017] 根据一个实施例，该容性阻抗元件为电容。
[0018] 根据一个实施例，该补偿部还包括与该容性阻抗元件串联的电阻。
[0019] 根据一个实施例，该交流电压单元具有三相交流电压，并具有分别与该滤波电感 部的第一连接端连接的三相交流端子，且该半导体开关单元的交流端包括三个交流端。
[0020] 根据一个实施例，该滤波电容部包括三个电容，每个电容的一端分别连接至所述 三相交流端子之一，而每个电容的另一端彼此连接以形成作为该功率转换器的静地端之一 的中性点。
[0021] 根据一个实施例，该滤波电感部包括三个电感，其中第一电感包括第一主绕组和 第一辅助绕组，第二电感包括第二主绕组和第二辅助绕组，第三电感包括第三主绕组和第 三辅助绕组，每个所述主绕组的第一端作为所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述 三相交流端子之一，且其第二端作为所述滤波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开 关单元的三个交流端之一，所述第一辅助绕组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端 连接至该功率转换器的静地端之一，所述第二辅助绕组的第一端连接至所述第一辅助绕组 的第二端，所述第三辅助绕组的第一端连接至所述第二辅助绕组的第二端，所述第三辅助 绕组的第二端连接端作为所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿部。
[0022] 根据一个实施例，该滤波电感部包括三个电感，每个电感的主绕组的第一端作为 所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述三相交流端子之一，且其第二端作为所述滤 波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的三个交流端之一，每个电感的辅助 绕组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端分别连接至该功率转换器的静地端之一， 并且每个电感的辅助绕组的第二端作为所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿部。
[0023] 根据一个实施例，该交流电压单元具有单相交流电压，且具有分别与该滤波电感 部的第一连接端连接的两个交流端子，且该半导体开关单元的交流端包括两个交流端。
[0024] 根据一个实施例，该滤波电容部包括两个电容，每个电容的一端分别连接至所述 两个交流端子之一，而每个电容的另一端彼此连接以形成作为该功率转换器的静地端之一 的中性点。
[0025] 根据一个实施例，该滤波电感部包括两个电感，其中第一电感包括第一主绕组和 第一辅助绕组，第二电感包括第二主绕组和第二辅助绕组，每个所述主绕组的第一端作为 所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述两个交流端子之一，且其第二端作为所述滤 波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的两个交流端之一，所述第一辅助绕 组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端连接至该功率转换器的静地端之一，所述第 二辅助绕组的第一端连接至所述第一辅助绕组的第二端，所述第二辅助绕组的第二端作为 所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿部。
[0026] 根据一个实施例，该滤波电感部包括两个电感，每个所述主绕组的第一端作为所 述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述两个交流端子之一，且其第二端作为所述滤波 电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的两个交流端之一，每个电感的辅助绕 组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端分别连接至该功率转换器的静地端之一，并 且每个电感的辅助绕组的第二端作为所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿部。
[0027] 根据一个实施例，该滤波电感部的辅助绕组的补偿电压与补偿部等效阻抗的乘积 等于该半导体开关单元的等效共模电压及等效共模阻抗的乘积的〇. 5倍至1. 5倍。
[0028] 根据一个实施例，中所述半导体开关单元为AC-DC或DC-AC半导体开关单元。
[0029] 根据一个实施例，所述半导体开关单元为两电平、三电平或多电平半导体开关单 J Li 〇
[0030] 根据本申请的另一个方案，提供一种功率转换器，包括如上所述的滤波装置，该功 率转换器还包括半导体开关单元，其中所述滤波装置连接至交流电压单元与该半导体开关 单元之间。
[0031] 根据一个实施例，在该滤波装置与交流电压单元之间还连接有电磁干扰滤波器。
[0032] 根据一个实施例，该电磁干扰滤波器为差模滤波器或共模滤波器。
[0033] 根据本申请的又一个方案，提供一种共模噪声抑制方法，包括使用如上所述的滤 波装置中的滤波电容部、滤波电感部和补偿部来滤除电路中的共模噪声。
[0034] 本申请相比现有技术而具有以下优点：
[0035] 在本申请的过滤装置中，滤波电容部采用的就是现有的功率转换器基本结构中的 滤波电容，无须另外设置额外的电容元件，而滤波电感部也仅仅是在原有的每个滤波电感 上各增加一组辅助绕组而已。此外，由于每个滤波电感的辅助绕组上仅有补偿电流，而没有 功率电流流过，因而各辅助绕组的绕线可以做的很细，则辅助绕组的造价也非常低廉。
[0036] 因而，相比于现有技术中的共模电感滤波方案，本申请的过滤装置的结构更为紧 凑、造价大为降低，也更易于实现。而相对于仅采用滤波电容中性点N与直流母线的中点 〇相连的技术方案，本申请对共模噪声的滤除更为彻底，不仅可以抑制通过直流母线对地的 分布电容流入地的共模噪声，还能抑制通过桥臂中点对地的电容C 1A、C1B和Clc引起的共模 电流。

【专利附图】

【附图说明】
[0037] 参见如下的附图来详细描述配置和实施例，其中以相同的附图标记指代相同的元 件。
[0038] 图1是示出基本的三相功率转换器的拓扑结构的视图；
[0039] 图2是示出现有的三相功率转换器的共模噪声抑制方案之一的视图；
[0040] 图3是示出现有的三相功率转换器的共模噪声抑制方案之二的第一示例的电路 图；
[0041] 图4是示出现有的三相功率转换器的共模噪声抑制方案之二的第二示例的电路 图；
[0042] 图5是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的电路图；
[0043] 图6是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第一示例的电路图；
[0044] 图7是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第二示例的电路图；
[0045] 图8是示出图6所示实施例的滤波装置的等效共模噪声模型的视图；
[0046] 图9是示出图8所示等效共模噪声模型的进一步的等效模型的视图；
[0047] 图10是示出图6所示实施例的滤波装置的相关电压和电流的波形图；
[0048] 图11是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第三示例的电路图；
[0049] 图12是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第四示例的电路图；
[0050] 图13是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第五示例的电路图；
[0051] 图14是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第六示例的电路图；
[0052] 图15a是示出本申请的两电平半导体开关单元的配置示例的视图；
[0053] 图15b是示出本申请的三电平半导体开关单元的配置示例的视图；
[0054] 图16是示出根据本申请的第二实施例的滤波装置的电路图；
[0055] 图17是示出根据本申请的第三实施例的滤波装置的电路图；
[0056] 图18是示出本申请的功率转换器应用系统的第一示例的视图；
[0057] 图19是示出本申请的功率转换器应用系统的第二示例的视图；以及
[0058] 图20是示出本申请的功率转换器应用系统的第三示例的视图。
[0059] 其中，附图标记说明如下：
[0060] 11-交流电压单元； 12-半导体开关单元；
[0061] 13-滤波电容部(滤波电容组） 14-滤波电感部；
[0062] 14' -滤波电感组； 15-补偿部；
[0063] 16-电源阻抗稳定网络； 17-无源共模滤波器；
[0064] 21-逆变器单元(变频器）； 22-以及电机；
[0065] 23-输出滤波电容部； 24-输出滤波电感部；
[0066] 141?143-滤波电感； A、B和C-交流端；
[0067] 0、P和Q-直流端； LA、LB和L。-主绕组；
[0068] LA，、LB，和Lc，-辅助绕组； uAQ、uBQ和uCQ-跳变电压；
[0069] Q、C1A、C1B和Clc_跳变端的分布电容； 1?-共模电压；
[0070] 〇；Μ-共模电容； i〇r补偿前的共模电流；
[0071] 込,-补偿后的共模电流； U_p-补偿电压；
[0072] Cramp-补偿电容； 151、152和153-容性阻抗。

【具体实施方式】
[0073] 以下将结合附图具体描述本申请的多个实施方式。为明确说明起见，多个实施例 的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实施例的细节不应该被用以限制本 申请。
[0074] 图5是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的电路图。
[0075] 如图5所示，由半导体开关单元12和滤波装置共同构成功率转换器，该功率转换 器接收交流电压单元11的交流电压。该滤波装置连接在交流电压单元11与功率转换器的 半导体开关单元12之间，用以滤除电路中的共模噪声。其中该交流电压单元11具有低频 交流电压，其频率例如为约50Hz，或者约60Hz。该半导体开关单元12包括一组交流端A、B 和C，以及一组直流端0、P和Q，所述交流端A、B和C之间的电压为高频调制的低频交流电 压，常见的调制方法包括正弦脉宽波调制SPWM，空间矢量调制等。所述直流端0、P和Q具 有高电位、低电位或中性电位至少之一，所述直流端〇、P和Q之间的电压为直流电压。
[0076] 该滤波装置可包括：滤波电容部13, 一端分别连接至该交流电压单元11，另一端 彼此连接而形成一个中性点N，该中性点N经由低阻抗元件而连接至该半导体开关单元12 的直流端〇、P和Q之一；滤波电感部14,具有四个连接端，其中第一连接端连接至该交流电 压单元11，第二连接端分别连接至该半导体开关单元的交流端A、B和C,而第三连接端连接 至该滤波电容部13的上下两端之一或该半导体开关单元12的直流端0、P和Q之一；以及 补偿部14,一端连接至该滤波电感部14的第四连接端，另一端接地。该补偿部可包括容性 阻抗元件。
[0077] 其中，该低阻抗元件可被定义为：在所关注的频段(例如9kHz-lMHz)之内，其阻抗 小于滤波电感14的主绕组的阻抗的1/2。该低阻抗元件例如可为导线或阻抗较小的电容 等。
[0078] 对于一个功率转换器而言，其电路节点按其对地电压的变化情况，可分为静地端 和跳变端。其中，静地端是指对地电压不跳变或跳变频率远小于所述半导体开关单元12的 开关频率(例如至少为十分之一）的点，而跳变端是指对地电压跳变频率等于或接近该开关 频率的点。以图5为例，因为低频交流电压单元11的频率仅为50-60Hz,远远小于半导体开 关单元12的开关频率(通常在600Hz以上)，因而低频交流电压单元11的三相端子Ua、Ub 和Uc可属于功率转换器的静地端，滤波电容13的各电容Cx直接与三个端子Ua、Ub和Uc 相连，因而也属于静地端，而滤波电容13的中性点N仅通过低阻抗元件（电容Cx)与三个端 子Ua、Ub和Uc相连，也为静地端，此外，由于该中性点N和半导体开关单元12的直流端0、 P和Q之间同样仅通过低阻抗元件连接，所以直流端〇、P和Q也为静地端。另一方面，半导 体开关单元的交流端A、B和C则由于直接连接至以高频率切换的开关元件而属于功率转换 器的跳变端。
[0079] 如上所述，可知功率转换器的静地端应该是指与低频交流电压单元11通过低阻 抗元件相连的所有点。这里的低阻抗元件的含义也如同之前的定义，即，在所关注的频段 (例如9kHz-lMHz)之内，其阻抗小于滤波电感14的主绕组的阻抗的1/2,该低阻抗元件例如 包括电容Cx。
[0080] 滤波电感部14可包含多个滤波电感，其中每一个滤波电感均包括主绕组和辅助 绕组，主绕组的两端分别作为该滤波电感部14的第一连接端和第二连接端，而辅助绕组与 主绕组耦合，其对应于该主绕组的第二连接端的同名端作为该滤波电感部14的第三连接 端，其另一端则是对应于该主绕组的第一连接端的同名端，作为该滤波电感部14的第四连 接端。
[0081] 具体而言，主绕组LA、LB和L。的一端(作为该滤波电感部14的第一连接端)分别与 低频交流电压单元11连接，并且可将主绕组L A、LB和Lc的与低频交流电压单元11连接的 这些端子定义为主绕组的静地端，主绕组L A、LB和L。的另一端(作为该滤波电感部的第二连 接端）分别与半导体开关单元12的交流端A、B和C连接，并且可将主绕组L A、LB和L。的与 半导体开关单元12的交流端A、B和C连接的这些端子定义为主绕组的跳变端。辅助绕组 LA，、LB，和L。，同样也存在两个端子，辅助绕组与主绕组的跳变端为同名端的端子可被定义为 辅助绕组的静地端，与主绕组静地端为同名端的端子可被定义为辅助绕组的跳变端。在将 各辅助绕组首尾串联后，辅助绕组的静地端之一(例如L A，的静地端，作为该滤波电感部14 的第三连接端）与功率转换器的静地端之一相连，辅助绕组的跳变端之一(例如L。，的跳变 端，作为该滤波电感部14的第四连接端）与补偿部14相连。
[0082] 其中针对该半导体开关单元12的跳变端，该滤波电感部14的辅助绕组LA，、L B，和 Lc，按照上述方式分别与其主绕组LA、LB和L。相耦合，使得该辅助绕组L A,、LB，和L。,的电压 跳变方向与该功率转换器的跳变端的电压跳变方向相反。
[0083] 在所关注的频段(例如9kHz-lMHz)之内，补偿部15的阻抗呈现容性特性，所述补 偿部15的一端与滤波电感辅助绕组的跳变端相连，另一端接保护地。
[0084] 图6是示出根据本申请的第一实施例的滤波装置的第一示例的电路图。
[0085] 在如图6所示的示例中，交流电压单元11是三相交流电压,其具有三相交流端子 Ua、Ub和Uc ;半导体开关单元12由六对半导体开关元件两两串联而组成三个桥臂，滤波电 感部14包括三个电感，这三个电感中的主绕组L A、LB和Lc的每一个的一端连接至交流电压 单元11的三相交流端子Ua、Ub和Uc之一，另一端连接至半导体开关单元12的三个桥臂的 中点A、B和C之一。电容CB1与CB2为半导体开关单元直流侧的滤波电容，两个电容的共 用端为0。滤波电容13的中性点N通过一段导线(低阻抗元件)与半导体开关单元12的直 流共用端0连接，且补偿部15中的容性阻抗元件是电容。
[0086] 图8是示出图6所示实施例的滤波装置的等效共模噪声模型的视图。图9是示出 图8所示等效共模噪声模型的进一步的等效模型的视图。图10是示出图6所示实施例的 滤波装置的相关电压和电流的波形图。
[0087] 下面结合图8和图9的噪声模型具体说明本申请的共模噪声滤除原理。假设ιιω、 uBQ和u。。分别为跳变端A、Β和C对静地端0之间的电压。C1A、C1B和Q。分别为跳变端A、Β 和C对地的分布电容。跳变电压在这些分布电容上生成位移电流，位移电流流入地，形成共 模电流(此共模电流即为共模噪声)。在本申请中，通过在滤波电感14中的各电感中分别设 置一个辅助绕组而形成补偿电压U_ p，由于辅助绕组LA，、LB，和Lc，上的电压跳变方向与该功 率转换器的跳变端A、B和C处的电压跳变方向相反，则该补偿电压的相位与跳变电压ιι ω、 uBQ和1?的相位相反。这样，该补偿电压通过补偿部15的补偿电容而形成的电流与原共模 电流方向相反，这样，流过电源阻抗稳定网络（LISN) 16的共模电流就可以相互抵消，从而 使得共模噪声得到抑制。
[0088] 利用电路原理戴维南定理，图8可以进一步等效为图9所示的模型。其中，假设跳 变端A、B和C的总跳变电压(或称为共模电压）为u eM，而跳变端A、B和C的总跳变电容(或 称为共模电容）为Cw则它们应满足下列公式：
[0089]

【权利要求】
1. 一种滤波装置，连接在交流电压单元与功率转换器的半导体开关单元之间，用以滤 除电路中的共模噪声，该滤波装置包括： 滤波电容部，一端连接至该交流电压单元，另一端经由低阻抗元件而连接至该半导体 开关单元的直流端，其中该滤波电容部的两端以及该半导体开关单元的直流端均是功率转 换器的静地端； 滤波电感部，具有四个连接端，其中第一连接端连接至该交流电压单元，第二连接端连 接至该半导体开关单元的交流端，而第三连接端连接至该功率转换器的静地端之一；以及 补偿部，一端连接至该滤波电感部的第四连接端，另一端接地。
2. 根据权利要求1所述的滤波装置，其中该滤波电感部包括电感，该电感包括： 主绕组，其两端分别作为该第一连接端和该第二连接端；以及 辅助绕组，与该主绕组耦合，其对应于该主绕组的第二连接端的同名端作为该滤波电 感部的第三连接端，其另一端作为该滤波电感部的第四连接端。
3. 根据权利要求1所述的滤波装置，其中该半导体开关单元包括至少一跳变端，该滤 波电感部的辅助绕组与其主绕组的耦合使得该辅助绕组的电压跳变方向与该功率转换器 的至少一跳变端的电压跳变方向相反。
4. 根据权利要求1所述的滤波装置，其中该半导体开关单元的直流端为高电位端、低 电位端或中性电位端至少之一。
5. 根据权利要求2所述的滤波装置，其中该低阻抗元件的阻抗值小于该滤波电感部的 主绕组的阻抗值的1/2。
6. 根据权利要求1所述的滤波装置，其中该低阻抗元件为导线或电容。
7. 根据权利要求1所述的滤波装置，其中该补偿部包括容性阻抗元件。
8. 根据权利要求7所述的滤波装置，其中该容性阻抗元件为电容。
9. 根据权利要求7所述的滤波装置，其中该补偿部还包括与该容性阻抗元件串联的电 阻。
10. 根据权利要求1至9的任意一个所述的滤波装置，其中该交流电压单元具有三相交 流电压，并具有分别与该滤波电感部的第一连接端连接的三相交流端子，且该半导体开关 单元的交流端包括三个交流端。
11. 根据权利要求10所述的滤波装置，其中该滤波电容部包括三个电容，每个电容的 一端分别连接至所述三相交流端子之一，而每个电容的另一端彼此连接以形成作为该功率 转换器的静地端之一的中性点。
12. 根据权利要求10所述的滤波装置，其中该滤波电感部包括三个电感，其中第一电 感包括第一主绕组和第一辅助绕组，第二电感包括第二主绕组和第二辅助绕组，第三电感 包括第三主绕组和第三辅助绕组，每个所述主绕组的第一端作为所述滤波电感部的第一连 接端分别连接至所述三相交流端子之一，且其第二端作为所述滤波电感部的第二连接端分 别连接至该半导体开关单元的三个交流端之一，所述第一辅助绕组的第一端作为所述滤波 电感部的第三连接端连接至该功率转换器的静地端之一，所述第二辅助绕组的第一端连接 至所述第一辅助绕组的第二端，所述第三辅助绕组的第一端连接至所述第二辅助绕组的第 二端，所述第三辅助绕组的第二端连接端作为所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿 部。
13. 根据权利要求10所述的滤波装置，其中该滤波电感部包括三个电感，每个电感的 主绕组的第一端作为所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述三相交流端子之一，且 其第二端作为所述滤波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的三个交流端 之一，每个电感的辅助绕组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端分别连接至该功率 转换器的静地端之一，并且每个电感的辅助绕组的第二端作为所述滤波电感部的第四连接 端连接至该补偿部。
14. 根据权利要求1至9的任意一个所述的滤波装置，其中该交流电压单元具有单相交 流电压，且具有分别与该滤波电感部的第一连接端连接的两个交流端子，且该半导体开关 单元的交流端包括两个交流端。
15. 根据权利要求14所述的滤波装置，其中该滤波电容部包括两个电容，每个电容的 一端分别连接至所述两个交流端子之一，而每个电容的另一端彼此连接以形成作为该功率 转换器的静地端之一的中性点。
16. 根据权利要求14所述的滤波装置，其中该滤波电感部包括两个电感，其中第一电 感包括第一主绕组和第一辅助绕组，第二电感包括第二主绕组和第二辅助绕组，每个所述 主绕组的第一端作为所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述两个交流端子之一，且 其第二端作为所述滤波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的两个交流端 之一，所述第一辅助绕组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端连接至该功率转换器 的静地端之一，所述第二辅助绕组的第一端连接至所述第一辅助绕组的第二端，所述第二 辅助绕组的第二端作为所述滤波电感部的第四连接端连接至该补偿部。
17. 根据权利要求14所述的滤波装置，其中该滤波电感部包括两个电感，每个所述主 绕组的第一端作为所述滤波电感部的第一连接端分别连接至所述两个交流端子之一，且其 第二端作为所述滤波电感部的第二连接端分别连接至该半导体开关单元的两个交流端之 一，每个电感的辅助绕组的第一端作为所述滤波电感部的第三连接端分别连接至该功率转 换器的静地端之一，并且每个电感的辅助绕组的第二端作为所述滤波电感部的第四连接端 连接至该补偿部。
18. 根据权利要求2至9的任意一个所述的滤波装置，其中该滤波电感部的辅助绕组的 补偿电压与补偿部等效阻抗的乘积等于该半导体开关单元的等效共模电压及等效共模阻 抗的乘积的〇. 5倍至1. 5倍。
19. 根据权利要求1至9的任意一个所述的滤波装置，其中所述半导体开关单元为 AC-DC或DC-AC半导体开关单元。
20. 根据权利要求1至9的任意一个所述的滤波装置，其中所述半导体开关单元为两电 平、三电平或多电平半导体开关单元。
21. -种功率转换器，包括根据权利要求1至20的任意一个所述的滤波装置，该功率转 换器还包括半导体开关单元，其中所述滤波装置连接至交流电压单元与该半导体开关单元 之间。
22. 根据权利要求21所述的功率转换器，其中在该滤波装置与交流电压单元之间还连 接有电磁干扰滤波器。
23. 根据权利要求22所述的功率转换器，其中该电磁干扰滤波器为差模滤波器或共模 滤波器。
24. -种共模噪声抑制方法，包括使用根据权利要求1至20的任意一个所述的滤波装 置中的滤波电容部、滤波电感部和补偿部来滤除电路中的共模噪声。
【文档编号】H02M1/44GK104065259SQ201310085937
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】周锦平, 周敏, 谢毅聪 申请人:台达电子工业股份有限公司