IGBT电源制造技术

本发明专利技术提供一种IGBT电源，包括：变压单元，变压单元的输入端与交流电源连接，变压单元的输出端与功率单元连接；功率单元，功率单元包括6个带反并联二极管的IGBT，每个IGBT的栅极分别与控制器连接，第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的源极分别与直流母线的正极连接，第四IGBT、第五IGBT以及第六IGBT的漏极分别与直流母线的负极连接，第一IGBT的漏极与第四IGBT的源极连接，第二IGBT的漏极与第五IGBT的源极连接，第三IGBT的漏极与第六IGBT的源极连接。根据本发明专利技术实施例的IGBT电源无论是工作在整流状态下，还是逆变状态下，都可使电网的谐波含量最小，功率因数最高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高功率因数整流电源，尤其涉及一种IGBT (绝缘栅双极性晶体管)电源。
技术介绍
现有的整流/逆变电源方式为整流时采用12脉整流电源，逆变时采用逆变电阻完成。12脉整流方式是采用二极管不控整流方式，逆变时多余电能通过直流母线侧的电阻消耗掉。这种方式的优点是可靠性高。这种方式的缺点在于，整流和逆变分别采用不同的设备，整流时逆变电阻闲置，逆变时12脉整流电源闲置，设备利用效率低，设备成本高；另外，整流时谐波电流大、电流不平衡；逆变时采用逆变电阻消耗多余电能，增加能耗；并且为了将电阻产生的热量耗散，还需要增加大量的空调散热设备，进一步增加能耗，提高成本。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种设备利用效率高、电路简单、可靠性高、制造成本低、能耗低的IGBT整流逆变电源。根据本专利技术实施例的IGBT电源，包括:变压单元，所述变压单元的输入端与交流电源连接，所述变压单元的输出端与功率单元连接；所述功率单元，所述功率单元包括6个带反并联二极管的IGBT，第一 IGBT、第二 IGBT以及第三IGBT的源极分别与直流母线的正极连接，第四IGBT、第五IGBT以及第六IGBT的漏极分别与所述直流母线的负极连接，所述第一 IGBT的漏极与所述第四IGBT的源极连接，所述第二 IGBT的漏极与所述第五IGBT的源极连接，所述第三IGBT的漏极与所述第六IGBT的源极连接。根据本专利技术实施例的IGBT电源，通过采用IGBT功率单元替代传统的12脉整流电源，在为负载供电时IGBT功率单元进入整流状态，IGBT功率单元进入逆变状态通过变压单元将电流回馈电网。通过多个IGBT电源并联，实现能量的自动均流。并且，根据本专利技术实施例的IGBT电源，由于采用IGBT功率单元作为整流模块和逆变模块，故在整流和逆变条件下，均具有电流畸变率低、效率高、可靠性高的特点。其中，满载时电流畸变率低于5 %，整流和逆变效率高于92%。根据本专利技术实施例的IGBT电源无论是工作在整流状态下，还是逆变状态下，都可使电网的谐波含量最小，功率因数最高。此外，根据本专利技术实施例的IGBT电源进一步具有电路简单，制造成本低、能耗低的优点。另外，根据本专利技术上述实施例的IGBT电源，还可以具有如下附加的技术特征:其中所述功率单元还包括:第一电容，所述第一电容的一端与所述第一 IGBT的源极连接，所述第一电容的另一端与所述第四IGBT的漏极连接；第二电容，所述第二电容的一端与所述第二 IGBT的源极连接，所述第二电容的另一端与所述第五IGBT的漏极连接；第三电容，所述第三电容的一端与所述第三IGBT的源极连接，所述第三电容的另一端与所述第六IGBT的漏极连接。也就是说，三个电容的一端分别与所述直流母线的正极连接，三个电容的另一端分别与所述直流母线的负极连接。三个电容在功率单元中作用主要为支撑直流电压，保持直流电压稳定，并滤除低次谐波电流。其中所述变压单元包括变压器和开关电路，所述变压器的高压侧绕组与所述交流电源连接，所述变压器的低压侧绕组通过所述开关电路与所述功率单元连接。变压器用于将交流电源的高压转换为低压并且用作电气隔离的作用。开关电路用于将功率单元断开或接通电源。其中所述开关电路包括:第一支路，所述第一支路包括相互串联的第一开关、第一保险和第一电感，所述第一开关的一端与所述变压器的低压侧连接，所述第一电感的一端与所述第一 IGBT的漏极连接；第二支路，所述第二支路包括相互串联的第二开关和第二电感，所述第二开关的一端与所述变压器的低压侧连接，所述第二电感的一端与所述第二 IGBT的漏极连接；第三支路，所述第三支路包括相互串联的第三开关、第三保险和第三电感，所述第三开关的一端与所述变压器的低压侧连接，所述第三电感的一端与所述第三IGBT的漏极连接。其中所述直流母线的正极和负极分别与负载的正极和负极连接。其中每个所述IGBT的栅极分别与外部控制器连接，用于接收所述外部控制器产生的脉冲信号以触发所述IGBT。【附图说明】本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本专利技术实施例的IGBT电源的原理框图；图2是根据本专利技术实施例的IGBT电源的电路原理图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术实施例提供一种IGBT电源。在该IGBT电源的主回路拓扑结构中，利用IGBT既可以工作在整流状态又可以工作在逆变状态的性质，使用IGBT功率单元既担当整流模块又充当逆变模块。在整流时，IGBT功率单元进入整流状态对负载进行整流；逆变时，IGBT功率单元进入逆变状态电流回馈给电网；多台IGBT电源并联以实现能量的自动均流。图1为根据本专利技术实施例的IGBT电源的原理框图。图2为根据本专利技术实施例的IGBT电源的电路原理图。如图1所示，根据本专利技术实施例的IGBT电源I包括:变压单元100和IGBT功率单元200。其中，变压单元100的输入端10与交流电源连接，变压单元100的输出端20与IGBT功率单元200连接。在本实施例中，变压单元100可以包括变压器101和开关电路102。变压器101用于将交流电源的高压转换为低压并且用作电气隔离的作用。开关电路102用于将功率单元断开或接通电源。例如，变压器101可以为工频双绕组变压器。变压器101的高压侧绕组与交流电源连接，变压器101的低压侧绕组通过开关电路102与IGBT功率单元200连接。如图2所示，IGBT功率单元200包括6个带反并联二极管的IGBT。每个IGBT的栅极分别与外部控制器20连接，用于接收外部控制器20产生的脉冲信号以触发IGBT。第一 IGBT G1、第二 IGBT G2以及第三IGBT G3的源极分别与直流母线的正极11连接，第四IGBT G4、第五IGBT G5以及第六IGBT G6的漏极分别与直流母线的负极12连接，第一 IGBTGl的漏极与第四IGBT G4的源极连接，第二 IGBT G2的漏极与第五IGBT G5的源极连接，第三IGBT G3的漏极与第六IGBT G6的源极连接。当IGBT电源I处于整流状态时，IGBT功率单元200处于整流状态，为负载300整流。当IGBT电源I处于逆变状态时，变压单元100的输出端直流电压升高，例如升为600V?650V，此时IGBT功率单元200进入逆变状态，直流母线的能量通过变压器101返回电网。在本专利技术实施例中，如图2所示，功率单元200还包括第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3。第一电容Cl的一端与第一 IGBT Gl的源极连接，第一电容Cl的另一端与第四IGBT G4的漏极连接；第二电容C2，第二电容C2的一端与第二 IGBT G2的源极连接，第二电容C2的另一端与第五IGBT G5的漏极连接；第三电容C3，第三电容C3的一端与第三IGBT G3的源极连接，第三电容C3的另一端与第六IGBT G6的漏极连接。也就是说，三个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT电源，其特征在于，包括：变压单元，所述变压单元的输入端与交流电源连接，所述变压单元的输出端与功率单元连接；所述功率单元，所述功率单元包括6个带反并联二极管的IGBT，第一IGBT、第二IGBT以及第三IGBT的源极分别与直流母线的正极连接，第四IGBT、第五IGBT以及第六IGBT的漏极分别与所述直流母线的负极连接，所述第一IGBT的漏极与所述第四IGBT的源极连接，所述第二IGBT的漏极与所述第五IGBT的源极连接，所述第三IGBT的漏极与所述第六IGBT的源极连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛雷，杨占峰，苑华乔，袁晓磊，李聪，
申请(专利权)人：保定四方三伊电气有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13