级联式直流变换器原理分析

什么是级联式直流变换器

与三电平直流变换器试将普通二电平变换器中的功率开关用三电平开关单元代替不一一样，它实际_上是二个通常的二电平直流变换器的串联叠加。

由于串联电路的输出电流相同，只要做到二个变换器的输出电压相等，就可以做到变换器的功率均分保证二个变换器的输入电压相等。

每个功率器件的开关应力相同，为直流侧输入电压的一半。

半桥级联变换器

 

 

零电压零电流复合式全桥级联变换器

 

 

级联式直流变换器的控制方法

1.每个变换器采用独立的PWM (或移相PWM)控制，电压给定采用同一个给定值。

2.仅用一套控制电路，控制电路的每一-输出信 号分别送到二个不同变换器的对应功率管，这种控制方式下，只要每台变换器参数基本-一致， 即可保证每台变换器输出电压基本相等。

级联式直流变换器的特点

①电路结构简单，不需要采用箝位二极管。

②控制简便，不需要考虑开关时序和电容电压均衡

③副边整流二极管电压应力为三电平变换器的一一半。

④是一“种模块化的结构，由二个相同的电路构成，一个大功率的变换器分成了二个容量较小的变换器，设计变得简单。

⑤可以N个变换器级联，功率器件电压应力为输入电压的1/N。

示例

某型6KW飞机电源变换器，输入为400Hz，115V三相四线，输出为360V直流，采用二个输出为180V的并联交错双管正激变换器级联。整流管耐压只需600V，输入电流总谐波含量在不采取其它任何措施的条件下小于15%，对飞机电网的影响很小。

某80KVA地 铁辅助逆变器(级联逆变器与级联直流变换器的区别仅在于功率管的控制规律不一-样)，输入电压为1500V士20%，采用二个三相桥在输入侧串联叠加，功率管的电压定额只需取为1700V。

采用分立直流电源的级联式逆变器方案在高压大功率传动和有源滤波器等领域已得到工程应用。