一种单相转三相的逆变电源装置的制作方法

本实用新型涉及逆变器技术领域，具体涉及一种单相转三相的逆变电源装置。

背景技术：

铁路沿线的电力供电是由地方电网获取或由两路专用贯通电力线路供电，目前电气化铁路的供电制式为单相27.5kV接触网供电，通过牵引变电所从27.5kV母线上取电，经降压变压后转换为三相交流电，供三相负载使用。

目前主要通过静止逆变器、电容分相的单-三相变压器和电感电容劈相器等实现单相电转三相电，随着电力电子技术的发展，出现了采用半导体元件的单项转三相装置，但是基于半导体元件的单项转三相装置普遍存在三相电压平衡度差、谐波含量大、结构复杂、容量低和调试困难等缺点。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种单相转三相的逆变电源装置，实现抑制谐波和精简结构。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种单相转三相的逆变电源装置，包括：整流电路、升压电路和逆变电路；

整流电路采用由二极管构成的整流桥，整流桥的输出端与升压电路的输入端电连接；

升压电路采用BOOST电路，将输入升压电路的电压进行升压，升压电路的输出端与逆变电路电连接；

逆变电路是由IGBT功率开关管组成三相四线制的电路，将输入逆变电路的电压转换为三相交流电压并输出三相交流电。

其中，所述整流电路为4个二极管构成的全桥式整流桥。

其中，所述BOOST电路包括：电感L1、开关管T1和二极管D1；

电感L1的一端与整流电路输出端的正极电连接，另一端与二极管D1的正极电连接；

开关管T1的漏极与二极管D1的正极电连接，开关管T1的源极与整流电路输出端的负极电连接，开关管T1的栅极接收PWM信号；

二极管D1的负极和开关管T1的源极为升压电路输出端的正极和负极。

其中，所述逆变电路由4个相互并联的IGBT逆变桥臂组成；每一个IGBT逆变桥臂由2个IGBT功率开关管串联组成；每一个IGBT功率开关管的门极均接收PWM控制信号。

进一步地还包括：滤波电路；

滤波电路包括：设置在逆变电路输出的每一相支路上的电感，以及A相、B相和C相分别与N相之间的电容C1、电容C2和电容C3。

本实用新型提供的一种单相转三相的逆变电源装置，通过整流电路、升压电路和逆变电路构成逆变电源装置，结构简单；由整流电路和升压电路构成的有源功率因数调节电路，能够有效降低逆变电路输入侧的谐波，优化电能质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种单相转三相的逆变电源装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种单相转三相的逆变电源装置中升压电路的电路图；

图3是本实用新型提供的一种单相转三相的逆变电源装置中逆变电路的电路图；

图4是本实用新型提供的一种单相转三相的逆变电源装置中驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型下述实施例提出了一种单相转三相的逆变电源装置，参见图1，具体包括：整流电路10、升压电路20和逆变电路30；

整流电路10采用由二极管构成的整流桥，整流桥的输出端与升压电路20的输入端电连接；

整流电路10的输入端与降压变压器的输出端电连接，在具体应用时，从牵引变电所的27.5kV母线取电，母线上的交流电经断路器开关柜、负荷开关柜和降压变压器降压后电连接整流电路10的输入端，整流电路10对输入的交流电进行整流并输出直流电，整流电路10输出直流电至升压电路20。

整流电路10可以选择由二极管构成的半桥式整流桥，还可以选择由二极管构成的全桥式整流桥，优选地，整流电路10为4个二极管构成的全桥式整流桥，全桥式整流桥的减小了开关电流，适合在大功率场合广泛应用。

升压电路20采用BOOST电路，将输入升压电路20的电压进行升压，升压电路20的输出端与逆变电路30电连接；

升压电路20在接收到直流电后，对直流电的电压进行升压，并输出升压后的直流电至逆变电路30，由逆变电路30对升压后的直流电进行逆变，实现三相逆变输出。

参见图2，升压电路20采用BOOST电路，BOOST电路包括：电感L1、开关管T1和二极管D1；

其中，电感L1的一端与整流电路10输出端的正极电连接，另一端与二极管D1的正极电连接；

开关管T1的漏极与二极管D1的正极电连接，开关管T1的源极与整流电路10输出端的负极电连接，开关管T1的栅极接收PWM信号；

二极管D1的负极和开关管T1的源极为升压电路20输出端的正极和负极。

需要说明的是，升压电路20采用BOOST电路，将BOOST电路电连接在整流桥和负载之间，可有效解决谐波污染，明显减小输入电流的谐波失真度。

BOOST电路中开关管T1的栅极接收PWM信号，通过PWM信号使BOOST电路的输入端电流在整个周期内严格跟踪交流输入正弦电压波形，因而其功率因数高，THD(Total Harmonic Distortion)值小，能达到提高功率因数的作用，并且能在较宽的输入电压范围内工作。

逆变电路30是由IGBT功率开关管组成三相四线制的电路，将输入逆变电路30的电压转换为三相交流电压并输出三相交流电。

参见图3，逆变电路30采用三相四桥臂IGBT半桥电路，构成三相四线制的逆变电路，具体由4个相互并联的IGBT逆变桥臂组成；每一个IGBT逆变桥臂由2个IGBT功率开关管串联组成，不但结构紧凑，节约空间，还能提高抗噪性。

四个IGBT逆变桥臂中，一个为N相线电流提供通路，另外三个IGBT逆变桥臂分别为A相线电流提供通路、B相线电流提供通路和C相线电流提供通路，A相、B相和C相每一相的控制相位相差为120度。

每一个IGBT功率开关管的门极均接收PWM控制信号。

需要说明的是，每一个IGBT功率开关管的门极均接收PWM控制信号，该PWM控制信号可以通过DSP芯片TMS320F2812的编程实现，具体通过TMS320F2812事件管理器的EVA模块产生PWM控制信号。

参见图4，本实用新型提供一种驱动IGBT功率开关管的驱动电路，通过DSP芯片TMS320F2812产生PWM控制信号，可以通过驱动电路来驱动IGBT功率开关管，驱动电路具体包括光偶芯片6N137、反相器74HC04和开关管驱动器IR2113。

进一步的，参见图3，在逆变电路30的输出端电连接滤波电路，滤波电路包括：设置在逆变电路输出的每支路上的电感LA、电感LB、电感LC和电感LN，以及A相、B相和C相分别与N相之间的电容C1、电容C2和电容C3。其中，滤波电路中的电感与电容构成低通滤波器，对逆变电路30的输出的交流电进行滤波，降低干扰，提高电能质量。

从上述描述可知，本实施例提供的一种单相转三相的逆变电源装置，采用整流桥与BOOST电路构成的有源功率因数调节电路，能够有效降低整流谐波，优化电能质量；BOOST电路和逆变电路组成相互耦合的双PWM控制结构，有利于功率的输入输出稳定控制。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本实用新型的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。