一种改善母线偏压的辅助电源电路的制作方法

1.本发明涉及电力电子变换技术领域，具体涉及一种改善母线偏压的辅助电源电路。


背景技术：

2.三电平电路广泛应用与充电桩、逆变器等电力电子变换领域。然而，无论是维也纳整流，还是t型或者1型三电平电路，由于器件误差或者负载的不均衡性，这种电路很容易出现正负母线不均衡的状况，容易造成输出精度较差甚至过调制等问题。
3.而且现有的母线平衡电路，大多情况下是直接把电压较高的母线的电压直接用电阻消耗掉，降低了效率，不具备主动平衡母线电压的能力。
4.而基于以上的情况，本领域技术人员设计一种可以改善母线偏压的辅助电源电路。而且本发明所提出的辅助电源电路，通过在辅电工作时，由电压较高的半段母线为电源供电，并为电压较低的半段母线充电，从而实现主动平衡母线电压的目的。进而实现改善三电平电路母线偏压的问题，以及提高母线平衡电路效率的目的。


技术实现要素：

5.针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种改善母线偏压的辅助电源电路，包括：正半段母线、整流二极管d8、变压器t1所组成的第一绕组、品质因数q1、和电阻r1构成第一路反激电源的主电路；负半段母线、变压器t2所组成的第二绕组、整流二极管d2、品质因数q2和电阻r2构成第二路反激电源的主电路；其中，还包括有为输出绕组的第三绕组和第四绕组，所述第三绕组上串联整流二极管d4和单极型晶体管q3，这一个绕组受控为正半段母线充电；所述第四绕组上串联整流二极管d5和单极型晶体管q4，这一个绕组受控为负半段母线充电；其中，还包括有第五绕组、第六绕组和其余绕组为系统提供独立的供电。
6.在上述一种改善母线偏压的辅助电源电路的技术方案中，优选地，所述第一绕组和第二绕组的参数完全一致。
7.在上述一种改善母线偏压的辅助电源电路的技术方案中，优选地，所述正半段母线电压偏高时，第一路反激电源工作，由于第一绕组和第二绕组共用一个磁芯，第二绕组上的互感电动势高于输入电压，所以第二路反激电源不工作；且第三绕组由于单极型晶体管q3处于关断状态，也不工作。
8.在上述一种改善母线偏压的辅助电源电路的技术方案中，优选地，所述第四绕组中单极型晶体管q4处于导通状态，第四绕组接通为正半段母线充电，起到平衡母线电压的作用，其余绕组均正常工作。
9.在上述一种改善母线偏压的辅助电源电路的技术方案中，优选地，所述负半段母线电压偏高时，第二路反激电源工作，第一绕组上的互感电动势方向和输入电压方向相反且大于电压，第一路反激电源不能工作；且单极型晶体管q3导通，第三绕组为正半段母线充
电；单极型晶体管q4关断，第四绕组不工作；其余绕组均正常工作。
10.在上述一种改善母线偏压的辅助电源电路的技术方案中，优选地，所述母线电压电路中还并联有电容电压c1以及电容电压c2；其中，电容电压c1高于电容电压c2时驱动单极型晶体管q4，电容电压c2高于电容电压c1时驱动单极型晶体管q3，在受控状态下为电压较低的半段母线充电。由上述技术方案可知，本发明提供一种改善母线偏压的辅助电源电路与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在辅电工作时，由电压较高的半段母线为电源供电，并为电压较低的半段母线充电，从而实现主动平衡母线电压的目的。并且把母线电压较高的母线的电容能量加以利用，从而实现可主动改善母线偏压的状况且提高了母线均衡电路效率的效果。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为正半段母线与负半段母线的电源电路示意图；图2为辅助电源电路的整体示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。
15.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
16.另外，本文中的术语：“内、外”，“前、后”，“左、右”，“竖直、水平”，“顶、底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
17.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
具体实施例
18.参考附图1至附图2；
改善母线偏压的辅助电源电路具体说明。
19.本实施例中包括有：正半段母线、整流二极管d8、变压器t1所组成的第一绕组、品质因数q1、和电阻r1构成第一路反激电源的主电路；负半段母线、变压器t2所组成的第二绕组、整流二极管d2、品质因数q2和电阻r2构成第二路反激电源的主电路，而且第一绕组和第二绕组的参数完全一致。
20.在当正半段母线电压偏高时，第一路反激电源工作，由于第一绕组和第二绕组共用一个磁芯，第二绕组上的互感电动势高于输入电压，所以第二路反激电源不工作；此时，第三绕组由单极型晶体管于q3处于关断状态，也不工作。
21.在第四绕组中单极型晶体管q4处于导通状态，第四绕组接通为正半段母线充电，起到平衡母线电压的作用，其余绕组均正常工作。
22.当负半段母线电压偏高时，第二路反激电源工作，同理，第一绕组上的互感电动势方向和输入电压方向相反且大于电压，第一路反激电源不能工作。此时单极型晶体管q3导通，第三绕组为正半段母线充电；单极型晶体管q4关断，第四绕组不工作；其余绕组均正常工作。
23.判别母线电压电路可以通过由硬件电路（如运放和比较器）来实现，其实现的功能是：在母线电容电压c1高于电容电压c2时驱动单极型晶体管q4，电容电压c2高于电容电压c1时驱动单极型晶体管q3，在受控状态下为电压较低的半段母线充电，这种方式既实现了改善母线偏压状态的目的，又把多余出来的能量用来为系统供电，并且给电压较低的那半段母线充电，效率较高。最后，还需要说明的是，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.在本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
25.本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，包括有：正半段母线、整流二极管d8、变压器t1所组成的第一绕组、品质因数q1、和电阻r1构成第一路反激电源的主电路；负半段母线、变压器t2所组成的第二绕组、整流二极管d2、品质因数q2和电阻r2构成第二路反激电源的主电路；其中，还包括有为输出绕组的第三绕组和第四绕组，所述第三绕组上串联整流二极管d4和单极型晶体管q3，这一个绕组受控为正半段母线充电；所述第四绕组上串联整流二极管d5和单极型晶体管q4，这一个绕组受控为负半段母线充电；其中，还包括有第五绕组、第六绕组和其余绕组为系统提供独立的供电。2.根据权利要求1所述的一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，所述第一绕组和第二绕组的参数完全一致。3.根据权利要求1所述的一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，所述正半段母线电压偏高时，第一路反激电源工作，由于第一绕组和第二绕组共用一个磁芯，第二绕组上的互感电动势高于输入电压，所以第二路反激电源不工作；且第三绕组由于单极型晶体管q3处于关断状态，也不工作。4.根据权利要求1所述的一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，所述第四绕组中单极型晶体管q4处于导通状态，第四绕组接通为正半段母线充电，起到平衡母线电压的作用，其余绕组均正常工作。5.根据权利要求1所述的一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，所述负半段母线电压偏高时，第二路反激电源工作，第一绕组上的互感电动势方向和输入电压方向相反且大于电压，第一路反激电源不能工作；且单极型晶体管q3导通，第三绕组为正半段母线充电；单极型晶体管q4关断，第四绕组不工作；其余绕组均正常工作。6.根据权利要求1所述的一种改善母线偏压的辅助电源电路，其特征在于，所述母线电压电路中还并联有电容电压c1以及电容电压c2；其中，电容电压c1高于电容电压c2时驱动单极型晶体管q4，电容电压c2高于电容电压c1时驱动单极型晶体管q3，在受控状态下为电压较低的半段母线充电。

技术总结
本发明公开了一种改善母线偏压的辅助电源电路，本发明涉及电力电子变换技术领域，现提出如下方案，包括有：正半段母线、整流二极管D8、变压器T1所组成的第一绕组、品质因数Q1、和电阻R1构成第一路反激电源的主电路；负半段母线、变压器T2所组成的第二绕组、整流二极管D2、品质因数Q2和电阻R2构成第二路反激电源的主电路。本发明中通过在辅电工作时，由电压较高的半段母线为电源供电，并为电压较低的半段母线充电，从而实现主动平衡母线电压的目的；并且将母线电压较高的母线的电容能量加以利用，从而实现可主动改善母线偏压的状况且提高了母线均衡电路效率的效果。母线均衡电路效率的效果。母线均衡电路效率的效果。


技术研发人员：李杰 张建兴 陈世锋 马帅 高鹏 吕海超
受保护的技术使用者：许昌云能魔方储能技术有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/26