变频器拓扑结构的制作方法

本实用新型涉及变频技术领域，尤其是涉及一种变频器拓扑结构。

背景技术：

带软开关的三电平拓扑结构具有电流谐波小、开关应力和电压变化率低等优点，因此被广泛应用于中压大功率领域。绝缘栅级双极型晶体管(igbt)和快速恢复二极管是三电平逆变器中的主要元件。但是现有技术中，由于pcb电路板自身存在寄生电容，寄生电容对软开关的开启具有一定影响，会增加软开关的损耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变频器拓扑结构，减少pcb板自身的寄生电容对第一软开关和第二软开关的影响，从而减少软开关开启的损耗，实现第一软开关和第二软开关的零电压导通。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种变频器拓扑结构，包括：电源单元、第一滤波单元、整流电路、第一开关组、第一软开关、第二软开关、第一电容、第二电容、第一预充电电路、第二预充电电路、第二开关组、逆变单元和第二滤波单元，所述第一软开关连接所述第一电容的第一端，所述第二软开关连接所述第二电容的第一端，所述电源单元连接所述第一滤波单元的输入端，所述第一滤波单元的输出端连接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接所述第一软开关和所述第二软开关的输入端以及所述第一预充电电路和所述第二预充电电路的输入端，所述第一滤波单元的输出端还连接第一开关组的输入端，所述第一开关组的输出端还连接所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端以及第二开关组的输入端，所述第二开关组的输出端连接所述第二滤波单元的输入端，所述整流电路的输出端还连接所述逆变单元的输入端，所述逆变单元的输出端还连接所述第二滤波单元的输入端。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第一软开关和第二软开关均包括一绝缘栅级双极型晶体管和与所述绝缘栅级双极型晶体管并联的二极管。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述整流电路由六只二极管构成。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第一滤波单元包括lcl滤波电路。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第二滤波单元包括lc滤波电路和阻抗。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第一开关组包括第三软开关、第四软开关、第五软开关、第六软开关、第七软开关和第八软开关，所述第三软开关和所述第四软开关串联，所述第五软开关和所述第六软开关串联，所述第七软开关和所述第八软开关串联，串联的所述第三软开关和所述第四软开关、串联的所述第五软开关和所述第六软开关和串联的所述第七软开关和所述第八软开关再分别并联。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第二开关组包括第九软开关、第十软开关、第十一软开关、第十二软开关、第十三软开关和第十四软开关，所述第九软开关和所述第十软开关串联，所述第十一软开关和所述第十二软开关串联，所述第十三软开关和所述第十四软开关串联，串联的所述第九软开关和所述第十软开关、串联的所述第十一软开关和所述第十二软开关和串联的所述第十三软开关和所述第十四软开关再分别并联。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述逆变单元由六个软开关构成，六个软开关为第十五软开关、第十六软开关、第十七软开关、第十八软开关、第十九软开关和第二十软开关。

可选的，在所述的变频器拓扑结构中，所述第一预充电电路包括第二十一软开关，所述第二十一软开关的输入端连接整流电路的输出端，与所述第二十一软开关的输出端连接第一二极管，与所述第一二极管连接的第一电感和第二二极管，所述第一电感和所述第二二极管并联，并且并联后连接所述第一电容的第二端；所述第二预充电电路包括第二十二软开关，所述第二十二软开关的输入端连接整流电路的输出端，与所述第二十二软开关的输出端连接第三二极管，与所述第三二极管连接的第二电感和第四二极管，所述第二电感和所述第四二极管并联，并且并联后连接所述第二电容的第二端。

在本实用新型提供的变频器拓扑结构中，增加第一预充电电路和第二预充电电路，可以消除pcb版产生的寄生电容对第一软开关和第二软开关的影响，减少第一软开关和第二软开关的损耗，对第一软开关和第二软开关的实现零电压导通。

附图说明

图1是本实用新型实施例的变频器拓扑结构的结构示意图；

图中：110-电源单元、120-第一滤波单元、130-整流电路、140-第一开关组、150-第一预充电电路、160-第二预充电电路、170-第二开关组、180-逆变单元、190-第二滤波电路、s1-第一软开关、s2-第二软开关、s3-第三软开关、s4-第四软开关、s5-第五软开关、s6-第六软开关、s7-第七软开关、s8-第八软开关、s9-第九软开关、s10-第十软开关、s11-第十一软开关、s12-第十二软开关、s13-第十三软开关、s14-第十四软开关、s15-第十五软开关、s16-第十六软开关、s17-第十七软开关、s18-第十八软开关、s19-第十九软开关、s20-第二十软开关、s21-第二十一软开关、s22-第二十二软开关、c1-第一电容、c2-第二电容、d1-第一二极管、d2-第二二极管、d3-第三二极管、d4-第四二极管、l1-第一电感、l2-第二电感。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

参照图1，pcb板存在寄生电容，寄生电容对第一软开关s1和第二软开关s2的导通有一定的影响，本实用新型提供了一种变频器拓扑结构，包括：电源单元110、第一滤波单元120、整流电路130、第一开关组140、第一软开关s1、第二软开关s2、第一电容c1、第二电容c2、第一预充电电路150、第二预充电电路160、第二开关组170、逆变单元180和第二滤波单元190，所述第一软开关s1连接所述第一电容c1的第一端，所述第二软开关s2连接所述第二电容c2的第一端，所述电源单元110连接所述第一滤波单元120的输入端，所述第一滤波单元120的输出端连接所述整流电路130的输入端，所述整流电路130的输出端连接所述第一软开关s1和所述第二软开关s2的输入端以及所述第一预充电电路150和所述第二预充电电路160的输入端，所述第一滤波单元120的输出端还连接第一开关组140的输入端，所述第一开关组140的输出端连接所述第一电容c1的第二端、所述第二电容c2的第二端以及所述第二开关组170的输入端，所述第二开关组170的输出端连接所述第二滤波单元190的输入端，所述整流电路130的输出端还连接所述逆变单元180的输入端，所述逆变单元180的输出端还连接所述第二滤波单元190的输入端。

进一步的，所述第一软开关s1和第二软开关s2均包括一绝缘栅级双极型晶体管和与所述绝缘栅级双极型晶体管并联的二极管。

本实施例中，所述第一开关组140和所述第二开关组170均包括六只软开关，六只软开关每两个软开关串联，再与其余两组并联。

本实施例中，所述整流电路130由六只二极管构成。整流电路130和第一开关组140组成维也纳三电平拓扑结构。

本实施例中，所述第一滤波单元120包括lcl滤波电路。

本实施例中，所述第二滤波单元180包括lc滤波电路和阻抗。阻抗作为负载。第二滤波单元180和第二开关组170组成t型三电平拓扑结构。

本实施例中，所述第一开关组140包括第三软开关s3、第四软开关s4、第五软开关s5、第六软开关s6、第七软开关s7和第八软开关s8，所述第三软开关s3和所述第四软开关s4串联，所述第五软开关s5和所述第六软开关s6串联，所述第七软开关s7和所述第八软开关s8串联，串联的所述第三软开关s3和所述第四软开关s4、串联的所述第五软开关s5和所述第六软开关s6和串联的所述第七软开关s7和所述第八软开关s8再分别并联。

本实施例中，所述第二开关组170包括第九软开关s9、第十软开关s10、第十一软开关s11、第十二软开关s12、第十三软开关s13和第十四软开关s14，所述第九软开关s9和所述第十软开关s10串联，所述第十一软开关s11和所述第十二软开关s12串联，所述第十三软开关s13和所述第十四软开关s14串联，串联的所述第九软开关s9和所述第十软开关s10、串联的所述第十一软开关s11和所述第十二软开关s12和串联的所述第十三软开关s13和所述第十四软开关s14再分别并联。

本实施例中，所述逆变单元180由六个软开关构成，六个软开关为第十五软开关s15、第十六软开关s16、第十七软开关s17、第十八软开关s18、第十九软开关s19和第二十软开关s20。

本实施例中，所述第一预充电电路150包括第二十一软开关s21，所述第二十一软开关s21的输入端连接整流电路130的输出端，与所述第二十一软开关s21的输出端连接第一二极管d1，与所述第一二极管d1连接的第一电感l1和第二二极管d2，所述第一电感l1和所述第二二极管d2并联，并且并联后连接所述第一电容c1的第二端；所述第二预充电电路160包括第二十二软开关s22，所述第二十二软开关s22的输入端连接整流电路130的输出端，与所述第二十二软开关s22的输出端连接第三二极管d3，与所述第三二极管d3连接的第二电感l2和第四二极管d4，所述第二电感l2和所述第四二极管d4并联，并且并联后连接所述第二电容c2的第二端。

具体的，先导通第一软开关s1，接着关断第十五软开关s15、第十六软开关s16和第十七软开关s17关断，则第二十一软开关s21导通，通过第一电容c1、第一电感l1、第一二极管d1、第十五软开关s15、第十六软开关s16和第十七软开关s17预先给第一电容c1充电，使得第一电容c1和第二电容c2电压从0上升到额定电压，最后使得第一软开关s1和第二软开关s2实现零电压导通。

综上，在本实用新型实施例提供的变频器拓扑结构中，增加第一预充电电路和第二预充电电路，可以消除pcb版产生的寄生电容对第一软开关和第二软开关的影响，减少第一软开关和第二软开关的损耗，对第一软开关和第二软开关的实现零电压导通。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。