母线均压电路和电力电子变换器系统的制作方法

本申请涉及电力电子变换器，尤其涉及一种母线均压电路和电力电子变换器系统。

背景技术：

1、在电力电子变换器中的直流侧，直流母线常常由电解电容或薄膜电容串联构成，分为上半母线的电容和下半母线的电容，初始状态下上半母线的电容和下半母线的电容具有相同的电压，电压平衡。上半母线的电容和下半母线的电容连接端对应直流母线的中点，与电力电子变换器连接。

2、在电力电子变换器工作后，由于软件的控制误差或者硬件参数本身存在的误差，上半母线电容的电压和下半母线电容的电压会出现不平衡的情况，即存在直流偏压，导致母线中点电压存在直流分量。该直流分量严重时会造成上、下半母线电容的电压发散，引起半母线电容过压失效和功率开关器件过压击穿失效等风险。

3、为消除上、下半母线电容电压的直流偏压，保证半母线电压是收敛的，不含导致电压发散的直流分量。目前通常在上、下半母线电容之间增加母线均压电路来均衡上、下半母线电容电压。现有的母线均压电路控制上、下半母线电容中电压高的一个半母线电容放电，给电压低的另一个半母线电容充电。

4、上、下半母线电容必须成对工作，一个充电另外一个就必须放电，且电压高的电容只能向电压低的电容进行能量传递。如此，导致半母线电容能量传递受限且能量利用效率低。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种母线均压电路和电力电子变换器系统，用以解决现有母线均压电路存在的半母线电容能量传递受限和利用效率低的问题。

2、为了解决上述技术问题，本说明书是这样实现的：

3、第一方面，提供了一种母线均压电路，应用于电力电子变换器，所述电路包括：

4、第一充放电电路，连接在第一电容两端；

5、第二充放电电路，连接在第二电容两端，所述第一充放电电路和所述第二充放电电路串联，所述第一电容和所述第二电容串联构成电力电子变换器的直流母线，电源设备与所述直流母线并联以初始化所述第一电容和所述第二电容具有相同的电压；

6、其中，所述第一充放电电路包括第一功率开关器件、第三功率开关器件、第一电感、第一二极管和第三二极管，所述第二充放电电路包括第二功率开关器件、第四功率开关器件、第二电感和第四二极管；

7、所述第一二极管的一端分别与所述第二功率开关器件和所述第二电感的一端连接，所述第一二极管的另一端分别与所述第一功率开关器件和所述第一电感的一端连接；

8、所述第三功率开关器件的一端与所述第四功率开关器件的一端连接，所述第三功率开关器件的另一端与所述第一电感的另一端连接、以及经所述第三二极管分别与所述第一功率开关器件的另一端、所述第一电容连接，所述第四功率开关器件的另一端与所述第二电感的另一端连接、以及经所述第四二极管分别与所述第二功率开关器件的另一端、所述第二电容连接；

9、在所述电力电子变换器工作后所述第一电容的电压高于所述第二电容的电压时，所述第一充放电电路用于所述第一电容放电，所述第一充放电电路和所述第二充放电电路共同用于基于所述第一电容的放电对所述第一电容和第二电容构成的直流母线充电，以使所述第一电容和所述第二电容具有相同的电压。

10、第二方面，提供了一种电力电子变换器系统，包括：

11、如第一方面所述的母线均压电路；以及

12、所述电力电子变换器、电源设备和驱动电路；

13、其中，所述驱动电路在所述电力电子变换器工作后所述第一电容的电压高于第二电容的电压时，控制所述第一充放电电路用于所述第一电容放电、以及控制所述第一充放电电路和所述第二充放电电路共同用于基于所述第一电容的放电对所述第一电容和第二电容充电；和/或

14、所述驱动电路在所述电力电子变换器工作后所述第二电容的电压高于所述第一电容的电压时，控制所述第二充放电电路用于第二电容放电、以及控制所述第一充放电电路和所述第二充放电电路共同用于基于所述第二电容的放电对所述第一电容和第二电容充电。

15、在本申请实施例中，在第一电容的电压高于第二电容的电压时，首先通过母线均压电路的第一充放电电路对第一电容放电。然后，基于第一电容的放电，通过母线均压电路的第一充放电电路和第二充放电电路共同对第一电容和第二电容充电，实现第一电容和第二电容均压。由此，在均压时可以实现电压高的第一电容向全母线电容（第一电容和第二电容）的能量传递过程，被转移的能量可以被电子电力系统其它部分电路直接利用，回收再利用效率高。并且有利于实现平滑连续的能量转移，延长母线电容的使用寿命。此外，上、下半母线电容无需成对工作，均压策略更加灵活如此，导致半母线电容能量传递受限且能量利用效率低。

1.一种母线均压电路，其特征在于，应用于电力电子变换器，所述电路包括：

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二充放电电路还包括第二二极管，

5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述电力电子变换器工作后所述第一电容的电压高于所述第二电容的电压时，所述驱动电路控制所述第二功率开关器件和第四功率开关器件保持关断，以及控制所述第一功率开关器件和第三功率开关器件同时导通或同时关断；

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二功率开关器件为金属氧化物半导体场效应晶体管mosfet或者绝缘栅双极型晶体管igbt；

7. 如权利要求6所述的电路，其特征在于，

8.如权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述电力电子变换器工作后所述第二电容的电压高于所述第一电容的电压时，所述第二充放电电路用于所述第二电容放电，所述第一充放电电路和所述第二充放电电路共同用于基于所述第二电容的放电对所述第一电容和第二电容充电，以使所述第一电容和所述第二电容具有相同的电压。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述第一功率开关器件为金属氧化物半导体场效应晶体管mosfet或者绝缘栅双极型晶体管igbt；

11. 如权利要求10所述的电路，其特征在于，

12.如权利要求7或11所述的电路，其特征在于，

13.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述驱动电路包括控制单元和驱动单元；

14.如权利要求13所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括：

15. 一种电力电子变换器系统，其特征在于，包括：

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述电力电子变换器包括双向dc-dc变换器和双向dc-ac变换器；