基于高频隔离交交直接变换器及偶次谐波调制技术的有源滤波器的制作方法

文档序号:11811050阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于高频隔离交交直接变换器及偶次谐波调制技术的有源滤波器,其特征在于:具有三相APF主功率电路,其中每个单相APF主功率电路采用推挽正激式高频隔离交交直接变换器与电容器并联,每个推挽正激式高频隔离交交直接变换器包括交流输入单元(1)、输入滤波器(2)、高频隔离式推挽正激变换单元(3)、周波变换器(4)、输出滤波器(5)和输出交流电容负载(6);交流输入单元(1)与输入滤波器(2)一端连接,输入滤波器(2)另一端与高频隔离式推挽正激变换单元(3)一端连接,高频隔离式推挽正激变换单元(3)另一端与连接周波变换器(4)一端连接,周波变换器(4)另一端与输出滤波器(5)一端连接,输出滤波器(5)另一端与输出交流电容负载(6)连接;其中:

输入滤波器(2)包括滤波电感(Li)和滤波电容(Ci);滤波电感(Li)一端与交流交流输入单元(1)正极相连,另一端与滤波电容(Ci)一端相连;滤波电容(Ci)另一端与交流输入单元(1)负极相连;

高频隔离式推挽正激变换单元(3)包括第一双向开关管(SA)、第二双向功率开关管(SB)、高频变压器和箝位电容(Cs);所述的第一双向功率开关管(SA)和第二双向功率开关管(SB)都是由两个单个的功率开关管反向串联而构成承受正向、反向的电压应力和电流应力的开关,具有双向阻断功能;第一双向功率开关管(SA)包括第一功率开关管(S1a),第一二极管(V1a),第二功率开关管(S1b),第二二极管(V1b),第一功率开关管(S1a)的漏极和第一二极管(V1a)的阴极相连作为第一双向开关管(SA)的一端,第一功率开关管(S1a)的阳极、第一二极管(V1a)阳极、第二功率开关管(S1b)的源极、第二二极管(V1b)的阳极连在一起,第二功率开关管(S1b)的漏极和第二二极管(V1b)的阴极相连作为第一双向功率开关管(SA)的另一端;第二双向功率开关管(SB)包括第三功率开关管(S1c),第三二极管(V1c),第四功率开关管(S1d),第四二极管(V1d);第三功率开关管(S1c)的漏极和第三二极管(V1c)的阴极相连作为第二双向开关管(SB)的一端,第三功率开关管(S1c)的阳极、第三二极管(V1c)阳极、第四功率开关管(S1d)的源极、第四二极管(V1d)的阳极连在一起,第四功率开关管(S1d)的漏极和第四二极管(V1d)的阴极相连作为第二双向功率开关管(SB)的另一端;高频变压器包括高频隔离变压器第一原边绕组(Tp1),高频隔离变压器第二原边绕组(Tp2),高频隔离变压器第一副边绕组(Ts1),高频隔离变压器第二副边绕组(Ts2);第一双向功率开关管(SA)的一端与高频隔离变压器第二原边绕组(Tp1)的非同名端相连,第一双向功率开关管(SA)的另一端与箝位电容(Cs)的一端和高频隔离变压器第一原边绕组(Tp1)的同名端相连;箝位电容(Cs)另一端与高频隔离变压器第二原边绕组(Tp1)的同名端和第二双向功率开关管(SB)的一端相连,第二双向功率开关管(SB)的另一端与高频隔离变压器第一原边绕组(Tp1)的非同名端相连;

周波变换器(4)包括第三双向开关管(SC)和第四双向功率开关管(SD);第三双向功率开关管(SC)包括第五功率开关管(S2a),第五二极管(V2a),第六功率开关管(S2b),第六二极管(V2b),第五功率开关管(S2a)的漏极和第五二极管(V2a)的阴极相连作为第三双向开关管(SC)的一端,第五功率开关管(S2a)的阳极、第五二极管(V2a)阳极、第六功率开关管(S2b)的源极、第六二极管(V2b)的阳极连在一起,第六功率开关管(S2b)的漏极和第六二极管(V2b)的阴极相连作为第三双向功率开关管(SC)的另一端;第四双向功率开关管(SD)包括第七功率开关管(S2c),第七二极管(V2c),第八功率开关管(S2d),第八二极管(V2d);第七功率开关管(S2c)的漏极和第七二极管(V2c)的阴极相连作为第四双向开关管(SD)的一端,第七功率开关管(S2c)的阳极、第七二极管(V2c)阳极、第八功率开关管(S2d)的源极、第八二极管(V2d)的阳极连在一起,第八功率开关管(S2d)的漏极和第八二极管(V2d)的阴极相连作为第四双向功率开关管(SD)的另一端;第三双向功率开关管(SC)的一端与高频隔离变压器第一副边绕组(Ts1)的同名端相连,第三双向功率开关管(SC)的另一端与第四双向功率开关管(SD)的另一端连接,第四双向功率开关管(SD)的一端与高频隔离变压器第二副边绕组(Ts2)的非同名端与相连,第四双向功率开关管(SD)的另一端与第三双向功率开关管(SC)的另一端连接;

输出滤波器(5)包含输出滤波电容(Cf)和输出滤波电感(Lf),输出滤波电感(Lf)一端与第三双向功率开关管(SC)的一端相连,另一端与输出滤波电容(Cf)一端相连;滤波电容(Ci)另一端与高频隔离变压器第二副边绕组(Ts2)的同名端、高频隔离变压器第一副边绕组(Ts1)的非同名端连接;

输出交流电容负载(6)包含电容器(C),电容器(C)的一端和输出滤波电容(Cf)的一端连接,电容器(C)的另一端和输出滤波电容(Cf)的另一端连接;

其中,所述的三相APF主功率电路按照Y型连接方式并联接入电网,电网为三相三线制,中性点直接接地,APF主功率电路中对应三个推挽正激式高频隔离交交直接变换器经过输入滤波器的对应滤波电感Li并入电网,接入点和无功负载以及非线性负载一样,为电网的公共连接点;三个交交变换器的另一端直接相连,作为负载的中性点。

2.如权利要求1所述的基于高频隔离交交直接变换器及偶次谐波调制技术的有源滤波器,其特征在于:三相推挽正激式高频隔离交交直接变换器的控制信号相位差和三相电压相位相同。

3.如权利要求2所述的基于高频隔离交交直接变换器及偶次谐波调制技术的有源滤波器,其特征在于:其控制采用偶次谐波调制技术和逐次谐波补偿控制方案,针对电网中含有的谐波,检测并逐次计算各次谐波的含量,用一个信号表示该含量;按照相应算法计算出对应的偶次调制波成分,作为推挽正激式高频隔离交交直接变换器的控制信号。

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