一种三相三电平vienna整流器的辅助电源的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】—种三相三电平VIENNA整流器的辅助电源
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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
[0004]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。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]优选的，所述第一原边和/或第二原边的两端并联负载。
[0010]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倉泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是三相三电平VIENNA整流器简图。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]图6是本实用新型的一个实施例图。
[0017]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，Tl为变压器，N1、N2为Tl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，Vol和GNDl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η路输出端，η为不为零的自然数。
【具体实施方式】 [0018]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。
[0019]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Tl，n个二极管D1、D2、D3、......、Dn，η个滤波电容C1、C2、C3、......、
Cn, η路输出端Vol和GNDl、Vo2和GND2、......、Von和GNDn，η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Ν1、Ν2和η个副边绕组，对应η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NI第一端连接整流器正电平输出端Vbus+，第二端经开关管SI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SI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Dl的正极，Dl的负极连接滤波电容Cl的一端和第一路输出端Vol，第二端连接Cl的另一端和第一路输出端GNDl ;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η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η路输出端Von,第二端连接Cn的另一端和第η路输出端GNDn。
[0020]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Tl原边的两个绕组N1=N2，并且开关管SI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NI的端电压为Ul，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Ul发生变化时，U2会自动跟随Ul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NI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。
[0021]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，Cl、C2、C3、......、
C16为输出的滤波电容，电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6，电容Cl和二极管D2构成吸收网络1，吸收变压器漏感和Ql输出结电容谐振的尖峰能量，电阻R7、R8、R9、RIO、Rll、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，Dl、R14与线圈NI串联，D3、R13与线圈N2串联，且Dl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Tl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。
[0022]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。
【权利要求】
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。
【文档编号】H02M3/335GK203788135SQ201320886875
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张兴龙 申请人:江苏嘉钰新能源技术有限公司