級聯式直流變換器原理分析

什么是級聯式直流變換器

與三電平直流變換器試將普通二電平變換器中的功率開關用三電平開關單元代替不一一樣，它實際_上是二個通常的二電平直流變換器的串聯疊加。

由于串聯電路的輸出電流相同，只要做到二個變換器的輸出電壓相等，就可以做到變換器的功率均分保證二個變換器的輸入電壓相等。

每個功率器件的開關應力相同，為直流側輸入電壓的一半。

半橋級聯變換器

零電壓零電流復合式全橋級聯變換器

級聯式直流變換器的控制方法

1.每個變換器采用獨立的PWM (或移相PWM)控制，電壓給定采用同一個給定值。

2.僅用一套控制電路，控制電路的每一-輸出信 號分別送到二個不同變換器的對應功率管，這種控制方式下，只要每臺變換器參數基本-一致， 即可保證每臺變換器輸出電壓基本相等。

級聯式直流變換器的特點

①電路結構簡單，不需要采用箝位二極管。

②控制簡便，不需要考慮開關時序和電容電壓均衡
③副邊整流二極管電壓應力為三電平變換器的一一半。
④是一“種模塊化的結構，由二個相同的電路構成，一個大功率的變換器分成了二個容量較小的變換器，設計變得簡單。

⑤可以N個變換器級聯，功率器件電壓應力為輸入電壓的1/N。

示例

某型6KW飛機電源變換器，輸入為400Hz，115V三相四線，輸出為360V直流，采用二個輸出為180V的并聯交錯雙管正激變換器級聯。整流管耐壓只需600V，輸入電流總諧波含量在不采取其它任何措施的條件下小于15%，對飛機電網的影響很小。

某80KVA地 鐵輔助逆變器(級聯逆變器與級聯直流變換器的區別僅在于功率管的控制規律不一-樣)，輸入電壓為1500V士20%，采用二個三相橋在輸入側串聯疊加，功率管的電壓定額只需取為1700V。

采用分立直流電源的級聯式逆變器方案在高壓大功率傳動和有源濾波器等領域已得到工程應用。