一种带关断缓冲的有源电力滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带关断缓冲的有源电力滤波器。
【背景技术】
[0002]有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。
[0003]目前，市面上有源电力滤波器的电路结构示意图一般都如图1所示，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电、驱动电路和主电路，其中，驱动电路内还包括控制主电路的PWM模块，主电路内还包括电源模块和开关器件。
[0004]其工作原理如下:通过指令电流运算电路和电流跟踪控制电路，采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，使驱动电路产生相应的PWM控制信号，并最终控制主电路内的开关器件执行开关动作，使其主动输出补偿电流，来抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
[0005]而主电路在主动输出电流的过程中，由于其开关器件频繁地工作在开关状态，容易产生较大的开关噪声，并带来一定的机械损耗，导致使用寿命大大缩短，现有公告号为CN103617315A的专利公开了一种基于有效占空比的移相全桥ZVS变换器，能够实现开关器件的开通损耗和关断损耗均为零，但是，由于该变换器仅有两个桥臂构成，并不适用于接三相电的有源电力滤波器。
[0006]针对上述情况，提供一种带有三相ZVS变换器的有源电力滤波器，来减少其内部开关器件的机械损耗，以延长有源电力滤波器的使用寿命，是相当必要的。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种有源电力滤波器，具有谐振电路，使其三相桥臂中的开关器件都在零电压的条件下开通或关断，还具有关断缓冲电路，以抑制开关器件在关断时的过冲电压，减少了开关器件的机械损耗，延长有源电力滤波器的使用寿命。
[0008]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种带关断缓冲的有源电力滤波器，包括主电路，其特征在于:所述主电路为软开关主电路，所述软开关主电路包括:
[0009]三相桥臂:耦接于电压模块以接收电压信号，并根据PWM模块的控制信号以执行开关动作，来产生补偿电流；
[0010]谐振电路:耦接于三相桥臂以感应三相桥臂的开关动作，并通过延时效应使三相桥臂在零电压的状态下开通或关断；
[0011 ] 所述三相桥臂包括关断缓冲电路，所述关断缓冲电路在器件关断时抑制过冲电压。
[0012]通过采用上述技术方案，本实用新型的源电力滤波器的谐振电路具有延时通断电的效应，基于该效应，主电路内部的开关器件在开通或者关断的时候都是处于零电压的状态，并且，本实用新型的关断缓冲电路能够抑制开关器件关断时的电压过冲和du/dt，减小开关器件的开通损耗。
[0013]本实用新型进一步设置为:所述三相桥臂包括:
[0014]第一桥臂:所述第一桥臂包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂和第一下桥臂之间耦接于谐振电路；
[0015]第二桥臂:所述第二桥臂包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂和第二下桥臂之间耦接于谐振电路；
[0016]第三桥臂:所述第三桥臂包括第三上桥臂和第三下桥臂，所述第三上桥臂和第三下桥臂之间耦接于谐振电路；
[0017]其中，所述第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂、第二下桥臂、第三上桥臂和第三下桥臂中的任一桥臂耦接于关断缓冲电路。
[0018]本实用新型进一步设置为:所述关断缓冲电路包括六个缓冲单元，所述缓冲单元包括:
[0019]缓冲电容:耦接于所述第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂、第二下桥臂、第三上桥臂和第三下桥臂中的任一桥臂；
[0020]缓冲二极管:耦接于缓冲电容。
[0021]本实用新型进一步设置为:所述第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂、第二下桥臂、第三上桥臂和第三下桥臂均包括续流单元，所述续流单元包括:
[0022]谐振电路:耦接于开关器件的两端；
[0023]续流二极管:耦接于谐振电容的两端。
[0024]本实用新型进一步设置为:所述谐振电路包括:
[0025]—次侧单元:耦接于三相桥臂以感应三相桥臂的开关动作，并产生相应的感应信号;
[0026]二次侧单元:耦接于一次侧单元以接收感应信号，并配合一次侧单元构成谐振回路，以使三相桥臂在零电压的状态下开通或关断。
[0027]本实用新型进一步设置为:所述一次侧单元包括:
[0028]电感组件:耦接于三相桥臂；
[0029]变压器初级线圈:耦接于电感组件。
[0030]本实用新型进一步设置为:所述电感组件包括:
[0031]第一谐振电感:耦接于第一上桥臂和第一下桥臂之间；
[0032]第二谐振电感:耦接于第二上桥臂和第二下桥臂之间；
[0033]第三谐振电感:耦接于第三上桥臂和第三下桥臂之间。
[0034]本实用新型进一步设置为:所述电感组件包括:所述变压器初级线圈包括:
[0035]第一绕组:所述第一绕组耦接于第一谐振电感；
[0036]第二绕组:所述第二绕组耦接于第二谐振电感；
[0037]第三绕组:所述第三绕组耦接于第三谐振电感；
[0038]其中，所述第三绕组的非同名端耦接于第一绕组的同名端。
[0039]本实用新型进一步设置为:所述二次侧单元包括:
[0040]变压器次级线圈:耦接于变压器初级线圈；
[0041]全波整流单元:耦接于变压器次级线圈；
[0042]耗能单元:耦接于全波整流单元。
[0043]本实用新型进一步设置为:所述耗能单元包括:
[0044]二次电感:耦接于全波整流单元的输出端。
[0045]通过采用上述技术方案，本实用新型的有源电力滤波器，通过电感组件、二次电感与六个续流单元内的谐振电容，在开关器件工作的过程中构成了谐振电路，而各个桥臂的开通存在超前与滞后，前一个桥臂的关断到后一个桥臂的开通均存在死区时间，而谐振电路就工作在这死区时间，在开关器件开通之前已将其阳极电压缓慢地升至一定的电位，免于其在开通的瞬间承受较大电压，并且六个缓冲单元，使开关器件在关断时电压缓慢下降。
[0046]相较于现有技术中的有源电力滤波器，本实用新型的有源电力滤波器具有以下优势:本实用新型的有源电力滤波器，具有谐振电路，使其三相桥臂中的开关器件都在零电压的条件下开通或关断，还具有关断缓冲电路，以抑制开关器件在关断时的过冲电压，减少了开关器件的机械损耗，延长有源电力滤波器的使用寿命。
【附图说明】
[0047]图1为传统的有源电力滤波器的功能框图；
[0048]图2为本实用新型的有源电力滤波器的功能框图；
[0049]图3为图2中软开关主电路的电路原理图；
[0050]图4为图3中的第一等效图；
[0051]图5为图3中的第二等效图；
[0052]图6为图3中的第三等效图；
[0053]图7为图4中的第一状态图；
[0054]图8为图4中的第二状态图。
[0055]附图标记:A1、三相桥臂；A11、第一桥臂；A111、第一上桥臂；A112、第一下桥臂；A12、第二桥臂；A121、第二上桥臂；A122、第二下桥臂；A13、第三桥臂；A131、第三上桥臂；A132、第三下桥臂；A14、缓冲单元；A2、谐振电路；A21、一次侧单元；A211、电感组件；A212、变压器初级线圈；A22、二次侧单元；A221、全波整流单元；A222、耗能单元；C1?C6、谐振电容；VDsl?VDs6、续流二极管；L1、第一谐振电感；L2、第二谐振电感；L3、第三谐振电感；L、二次电感；Vh、缓冲二极管；Ch、缓冲电容。
【具体实施方式】
[0056]参照图2至图8对本实用新型的有源电力滤波器的实施例做进一步说明。
[0057]本实用新型有源电力滤波器的功能框图如图2所示，包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路以及软开关主电路，所述指令电流运算电路与电流跟踪控制电路，负责采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，并驱使驱动电路工作。所述驱动电路负责产生相应的PWM控制信号，并最终控制主电路内的开关器件执行开关动作，使其主动输出补偿电流，来抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
[0058]本实用新型软开关主电路的电路原理图如图3所示，包括耦接于电压模块以接收电压信号，并根据PWM模块的控制信号以执行开关动作，来产生补偿电流三相桥臂A1，以及耦接于三相桥臂A1以感应三相桥臂A1的开关动作，并通过延时效应使三相桥臂A1在零电压的状态下开通或关断的谐振电路。
[0059]所述三相桥臂A1包括，所述第一桥臂All包括第一上桥臂A111和第一下桥臂A112，所述第一上桥臂A111和第一下桥臂A112之间耦接于谐振电路的第一桥臂All，所述第二桥臂A12包括第二上桥臂A121和第二下桥臂A122，所述第二上桥臂A121和第二下桥臂A122之间耦接于谐振电路的第二桥臂A12，以及所述第三桥臂A13包括第三上桥臂A131和第三下桥臂A132，所述第三上桥臂A131和第三下桥臂A132之间耦接于谐振电路的第三桥臂A13 ;其中，所述第一上桥臂A111、第一下桥臂A112、第二上桥臂A121、第二下桥臂A122、第三上桥臂A131和第三下桥臂A132中的任一桥臂耦接于关断缓冲电路。
[0060]所述关断缓冲电路包括六个缓冲单元A14，所述