CN201966824U - Igbt双向二重斩波器 - Google Patents

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黄吕山
郑和建
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White Clouds Water Chestnut Electro-Mechanical Force Electronics Co Ltd Of Guangzhou Toshiba
Guangzhou Toshiba Baiyun Ling Machine Power Electronics Co Ltd
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White Clouds Water Chestnut Electro-Mechanical Force Electronics Co Ltd Of Guangzhou Toshiba
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Abstract

本实用新型公开了一种IGBT双向二重斩波器，它包括四个IGBT单元SW1\SW2\SW3\SW4、一个电感L和两个电容C1\C2，所述第一IGBT单元SW1的阳极、第二IGBT单元SW2的阴极和L的一个输出端相连，第一IGBT单元SW1的阴极和第二IGBT单元SW2的阳极分别连接C1的两端，第三IGBT单元SW3的阳极、第四IGBT单元SW4的阴极和L的另一个输出端相连，第三IGBT单元SW3的阴极和第四IGBT单元SW4的阳极分别连接C2的两端，第二IGBT单元SW2的阳极和第三IGBT单元SW3的阴极相连，其中，每一所述IGBT单元均为组合器件，均由一个功率开关管和一个功率二极管串联组成。本使用新型的IGBT双向二重斩波器是分割直流电压，以二倍的IGBT单元构成，SW2和SW3、SW1和SW4各自以180度相位差的载波交互转换，降低直流纹波，实现直流扼流圈的小型化。

Description

IGBT双向二重斩波器
技术领域
本实用新型涉及一种斩波器，具体来说，涉及一种交流IGBT双向二重斩波器。
背景技术
一般的中、大功率UPS（100~500kVA）的主回路主要有交流电抗器、变换器、逆变器、隔离变压器和转换开关等，正常情况下，市电从交流输入端流入UPS，经交流电抗器进行缓冲，经变换器进行整流（交流电转变为直流电），经逆变器逆变（直流电转变为交流电），经隔离变压器变压为380V电压输出，再给负载供电，这是市电正常时的逆变供电；当市电停电时，UPS就会由市电自动切换至电池供电模式，再经逆变输出至负载。以往斩波器的UPS在由市电切换为电池供电时，虽然保持了不断电，但在切换的过程中是有很短暂的间断，并且存在一定的直流分量和电流纹波；因为也应用了二极管，所以也会有相当得热损耗，电路结构也比较复杂，体积相对比较大，重量也相应比较大。
实用新型内容
针对以上的不足，本实用新型提供了一种结构更加简单、损耗更低、技术更先进、效率更高和可靠性更高的IGBT双向二重斩波器，它包括四个IGBT单元SW1\SW2\SW3\SW4、一个电感L和两个电容C1\C2，所述第一IGBT单元SW1的阳极、第二IGBT单元SW2的阴极和L的一个输出端相连，第一IGBT单元SW1的阴极和第二IGBT单元SW2的阳极分别连接C1的两端，第三IGBT单元SW3的阳极、第四IGBT单元SW4的阴极和L的另一个输出端相连，第三IGBT单元SW3的阴极和第四IGBT单元SW4的阳极分别连接C2的两端，第二IGBT单元SW2的阳极和第三IGBT单元SW3的阴极相连。
每一所述IGBT单元均为组合器件，均由一个功率开关管和一个功率二极管串联组成。
本实用新型的有益效果：本实用新型的IGBT双向二重斩波器通过主控制基板可以实现SW2和SW3、SW1和SW4各自以180度相位差的载波交互转换，降低直流纹波，实现直流扼流圈的小型化，充电（蓄电池）和被充电端（直流）的电压差减少，所以IGBT组件上所产生的损失可以减低；另外，可降低电压纹波的振幅和dv/dt的大小，因而减低EMI的影响，新的斩波器同时对电容充电，对于电感器来说电流的纹波(ripple)频率变为一般斩波器的二倍，因而减少电感器上电流纹波的振幅，所需要的电感值可以降低，因此只需要较小型的电感器就能达成所需要的效果，使得本装置结构更加简单，另外降低了电感器的容量，省去了以往斩波器中二极管元器件，减少了损耗和体积。本实用新型在生产成本和损耗方面都得到极大的改善，起到更加节能环保的效果。
附图说明
图1为本实用新型IGBT双向二重斩波器的电路原理图；
图2为本实用新型IGBT双向二重斩波器的工作电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。
如图1所示，本实用新型的IGBT双向二重斩波器包括四个IGBT单元SW1\SW2\SW3\SW4、一个电感L和两个电容C1\C2，所述第一IGBT单元SW1的阳极、第二IGBT单元SW2的阴极和L的一个输出端相连，第一IGBT单元SW1的阴极和第二IGBT单元SW2的阳极分别连接C1的两端，第三IGBT单元SW3的阳极、第四IGBT单元SW4的阴极和L的另一个输出端相连，第三IGBT单元SW3的阴极和第四IGBT单元SW4的阳极分别连接C2的两端，第二IGBT单元SW2的阳极和第三IGBT单元SW3的阴极相连，其中，每一所述IGBT单元均为组合器件，均由一个功率开关管和一个功率二极管串联组成。本使用新型的IGBT双向二重斩波器是分割直流电压，以二倍的IGBT单元构成，SW2和SW3、SW1和SW4各自以180度相位差的载波交互转换，降低直流纹波，实现直流扼流圈的小型化。
图2为本实用型IGBT双向二重斩波器的几种工作状态，以及电流的流向图。其中，SW2和SW3、SW1和SW4开关控制电流的导通方向和运行状态。在电源输入正常的情况下对蓄电池进行降压充电，在市电停电的情况下瞬间让蓄电池进行放电，并且对蓄电池放电电压进行瞬间升压输出。在升压模式时开关SW2和SW3通、断转换， SW1和SW4维持断开状态，降压模式时开关SW1和SW4通、断转换， SW2和SW3维持断开状态。
Figure 2010206883621100002DEST_PATH_IMAGE002
表1为IGBT双向二重斩波器动作状态表
表1中说明的是蓄电池放电升压模式下的SW2和SW3开关状态和 VＬ（电感电压）、△IＬ（电感电流）、E（输出直流电压）、V（蓄电池电压）、f S（IGBT开关频率）的关系。计算公式根据以下：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE008
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (2)

1.一种IGBT双向二重斩波器，它包括四个IGBT单元SW1\SW2\SW3\SW4、一个电感L和两个电容C1\C2，其特征在于，所述第一IGBT单元SW1的阳极、第二IGBT单元SW2的阴极和L的一个输出端相连，第一IGBT单元SW1的阴极和第二IGBT单元SW2的阳极分别连接C1的两端，第三IGBT单元SW3的阳极、第四IGBT单元SW4的阴极和L的另一个输出端相连，第三IGBT单元SW3的阴极和第四IGBT单元SW4的阳极分别连接C2的两端，第二IGBT单元SW2的阳极和第三IGBT单元SW3的阴极相连。
2.根据权利要求1所述的IGBT双向二重斩波器，其特征在于，每一所述IGBT单元均为组合器件，均由一个功率开关管和一个功率二极管串联组成。
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