专利名称：单相、三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的利记博彩app
技术领域：
单相、三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器技术领域[0001]本实用新型涉及一种单相、三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波 器，适用于高可靠性要求的各种中、大功率用电系统，属于电力谐波抑制技术领域。
背景技术：
[0002]在配电系统和配电网中，大量非线性负载的使用使电网存在电压闪变、波动、 频漂、三相不平衡、谐波等影响电能质量和效率的问题，尤其是以开关电源和交流调速 设备为代表的各种电力电子装置的大量使用，对其他用户产生扰动，威胁电网和用电设 备的安全运行，使得电力系统中无功功率和谐波补偿成为迫切需要解决的问题。[0003]许多专家和学者一直在研究和开发动态可调装置来解决电能质量的问题，其中 具有代表意义的是有源电力滤波器，国际上已经开始在工业和民用设备上广泛使用有源 电力滤波器。在有源电力滤波器的各种类型中，占主导地位的是并联型有源电力滤波 器，迄今为止并联型有源电力滤波器发展了多种拓扑方式，基本组成单元主要采用双开 关管串联的半桥或全桥结构，开关管在高频开关工作时可能引起桥臂直通的问题，影响 系统的稳定性与可靠性，同时增加开关死区也会影响有源电力滤波器的滤波特性，其难 以在高可靠性要求的电网系统中得到广泛应用。同时，对于半桥结构的有源滤波器，其 直流侧电容电压利用率仅为全桥结构有源滤波器的一半，这对有源电力滤波器的补偿特 性存在很大的影响。因此，如何在不损失有源电力滤波器滤波特性的同时提高其可靠 性，通过对有源电力滤波器的电路拓扑和控制策略的改进以达到谐波抑制和无功补偿的 目的，对有源电力滤波器的发展与应用有重要意义。实用新型内容[0004]实用新型目的[0005]本实用新型的目的在于以高可靠性要求的大容量电网系统为对象针对现有技术 的不足，提出一种单相、三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，通过将 功率管与二极管串联组成桥臂单元，完全杜绝桥臂直通的危险，并能克服半桥结构的并 联型有源滤波器补偿能力不足，有效利用直流侧电容电压，提高有源电力滤波器的谐波 补偿特性。[0006]技术方案[0007]本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案[0008]一种单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，所述有源电力滤波 器与交流电网的正负母线连接，所述交流电网的正负母线之间还包括滤波电感、非线性 负载；所述交流电网、非线性负载分别是单相电源和单相负载，其中有源电力滤波器的 正输出端分别与交流电网的正母线、滤波电感的输入端连接，滤波电感的输出端与非线 性负载的输入端连接，非线性负载的输出端分别连接有源电力滤波器的负输出端、交流电网的负母线；[0009]所述有源电力滤波器包括滤波器主电路、电压电流检测装置、滤波器控制及驱 动电路；其中交流电网的正负母线、滤波电感的输入端、非线性负载的输出端、滤波器 主电路的正输出端、滤波器主电路的直流母线分别与电压电流检测装置的输入端连接， 电压电流检测装置的输出端与滤波器控制及驱动电路的输入端连接，滤波器控制及驱动 电路的输出端与滤波器主电路的输入端连接；[0010]所述滤波器主电路包括交流侧并联电感电路、第一单功率管桥臂、第二单功率 管桥臂和直流侧电容；其中，所述交流侧并联电感电路包括第一电感Li、第二电感L2、 第三电感L3、第四电感L4;所述第一单功率管桥臂、第二单功率管桥臂分别包括两个并 联的桥臂；其中第一电感L1的一端、第二电感L2的一端相连作为滤波器主电路的正输 出端，第一电感！^的另一端与第一单功率管桥臂中任一桥臂的中点相连，第二电感L2的 另一端与第二单功率管桥臂中任一桥臂的中点相连；第三电感“的一端、第四电感“的 一端相连作为滤波器主电路的负输出端，第三电感L3的另一端与第一单功率管桥臂中的 另一桥臂的中点相连，第四电感L4的另一端与第二单功率管桥臂中的另一桥臂的中点相 连；[0011]所述直流侧电容的两端分别连接滤波器主电路的正负直流母线。[0012]进一步地，上述单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的第一单 功率管桥臂、第二单功率管桥臂中的每个桥臂都分别包括一个MOS管和一个二极管。[0013]进一步地，上述单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的第一单 功率管桥臂的第一桥臂包括第一 MOS管Sp第一二极管D1,第二桥臂包括第三MOS管 S3>第三二极管D3;其中第一 MOS管S1的源极与第一二极管D1的阴极相连，第三MOS 管&的源极与第三二极管D3的阴极相连；[0014]所述第二单功率管桥臂的第一桥臂包括第二 MOS管&、第二二极管D2,第二桥 臂包括第四MOS管&、第四二极管D4;其中第二 MOS管&的漏极与第二二极管D2的 阳极连接，第四MOS管&的漏极与第四二极管D4的阳极连接；[0015]第一MOS管Si、第三MOS管 的漏极、第二二极管込的阴极、第四二极管D4 的阴极分别与滤波器主电路的直流正母线连接，第二 MOS管 的源极、第四MOS管 的源极、第一二极管Dp第三二极管D3的阳极分别与滤波器主电路的直流负母线连接。[0016]进一步地，上述单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的电压电 流检测装置包括η个电压传感器和m个电流传感器，其中n、m均为正整数；所述滤波器 控制及驱动电路包括顺序相连的谐波检测运算电路、PWM电流控制电路以及驱动电路。[0017]进一步地，上述单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的交流侧 并联电感电路中的各电感的感值相同，其中第一电感L1和第二电感L2,第三电感“和第 四电感L4接入交流电网的方式可以互换，第一单功率管桥臂、第二单功率管桥臂与交流 侧并联电感电路的连接方式可以互换。[0018]一种三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，所述有源电力滤波 器与交流电网的母线连接，所述交流电网是三相电源，所述交流电网的母线分别与三相 滤波电感、三相负载连接；其中有源电力滤波器的输出端分别与三相电源的母线、三相 滤波电感的输入端连接，三相滤波电感的输出端与三相负载连接；所述有源电力滤波器包括滤波器主电路、电压电流检测装置、滤波器控制及驱动电路；其中三相电源的 母线、三相滤波电感的输入端、有源滤波器主电路的输出端、有源滤波器主电路的直流 母线分别与电压电流检测装置的输入端连接，电压电流检测装置的输出端与滤波器控制 及驱动电路的输入端连接，滤波器控制及驱动电路的输出端与滤波器主电路的输入端连 接；[0019]所述滤波器主电路包括交流侧并联电感电路、第一单功率管桥臂、第二单功率 管桥臂和直流侧电容；[0020]其中，所述交流侧并联电感电路包括第一 A相电感L1A、第二 A相电感L2A、第 一 B相电感L1B、第二 B相电感L2B、第一 C相电感L1C、第二 C相电感L2c ；所述第一单 功率管桥臂、第二单功率管桥臂分别包括三个并联的桥臂；其中第一A相电感L1A、第二 A相电感L2a的一端相连作为滤波器主电路的A相输出端，A相输出端与所述三相电源的 A相母线相连；第一 A相电感Lia的另一端与第一单功率管桥臂中第一桥臂的中点相连， 第二 A相电感L2a的另一端与第二单功率管桥臂中第一桥臂的中点相连；[0021]所述第一 B相电感L1B、第二 B相电感L2b的一端相连作为滤波器主电路的B相 输出端，B相输出端与所述三相电源的B相母线相连；第一 B相电感Lm的另一端与第 一单功率管桥臂中第二桥臂的中点相连，第二 B相电感的另一端与第二单功率管桥臂 中第二桥臂的中点相连；[0022]所述第一 C相电感L1C、第二 C相电感L2c的一端相连作为滤波器主电路的C相 输出端，C相输出端与所述三相电源的C相母线相连；第一 C相电感Lic的另一端与第 一单功率管桥臂中第三桥臂的中点相连，第二 C相电感L2e的另一端与第二单功率管桥臂 中第三桥臂的中点相连；[0023]所述直流侧电容的两端分别连接滤波器主电路的正负直流母线。[0024]进一步地，上述三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的第一单 功率管桥臂、第二单功率管桥臂中的每个桥臂都分别包括一个MOS管和一个二极管。[0025]进一步地，上述三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的第一单 功率管桥臂的第一桥臂包括第一 A相MOS管S1A、第一 A相二极管Dia ；第一单功率管 桥臂的第二桥臂包括第一 B相MOS管S1B、第一 B相二极管Dm ；第一单功率管桥臂的 第三桥臂包括第一 C相MOS管S1C、第一 C相二极管Dic ；其中第一 A相MOS管Sia的 源极与第一 A相二极管Dia的阴极相连，第一 B相MOS管Sib的源极与第一 B相二极管 Dm的阴极相连，第一 C相MOS管Sic的源极与第一 C相二极管Dic的阴极相连；[0026]所述第二单功率管桥臂的第一桥臂包括第二 A相MOS管&A、第二 A相二极管 D2a，第二单功率管桥臂的第二桥臂包括第二 B相MOS管&B、第二 B相二极管D2b，第 二单功率管桥臂的第三桥臂包括第二 C相MOS管&c、第二 C相二极管D2c，其中第二 A 相MOS管S2a的漏极与第二 A相二极管D2a的阳极连接，第二 B相MOS管的漏极与 第二 B相二极管Dm的阳极连接，第二 C相MOS管S2c的漏极与第二 C相二极管D2c的 阳极连接；[0027]所述第一 A相MOS管Sia的漏极、第一 B相MOS管Sm的漏极、第一 C相MOS管SicW漏极、第二 A相二极管D2a的阴极、第二 B相二极管E^b的阴极、第二 C相二 极管D2c的阴极分别与滤波器主电路的直流正母线连接，所述第二 A相MOS管S2a的源极、第二 B相MOS管源极、第二 C相MOS管S2c的源极、第一 A相二极管Dia的 阳极、第一 B相二极管Dib的阳极、第一 C相二极管Die的阳极分别与滤波器主电路的直 流负母线连接。[0028]进一步地，上述三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的电压电 流检测装置包括η个电压传感器和m个电流传感器，其中n、m均为正整数；所述滤波器 控制及驱动电路包括顺序相连的谐波检测运算电路、PWM电流控制电路以及驱动电路。[0029]进一步地，上述三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器的交流侧 并联电感电路中的各电感的感值相同，其中第一 A相电感Lia与第二 A相电感L2A、第一 B相电感Lib与第二 B相电感L2B、第一 C相电感Lic与第二 C相电感L2c接入交流电网 的方式可以互换；第一单功率管桥臂、第二单功率管桥臂与交流侧并联电感电路的连接 方式可以互换。[0030]有益效果[0031]1、相对于传统并联型有源电力滤波器，在保证良好的谐波补偿特性的同时能杜 绝桥臂直通的危险，从而提高有源电力滤波系统的可靠性；[0032]2、相对于传统并联型有源电力滤波器，能分别优化功率开关管和功率二极管， 从而降低开关损耗，为进一步提高开关频率创造条件，以便提高滤波器谐波补偿特性；[0033]3、相对于半桥并联型有源电力滤波器，能够完全利用直流侧电容电压，提高有 源滤波器的补偿特性，可应用于大容量场合。[0034]4、能广泛用于单相电网系统和三相三线制电网系统的谐波治理。
[0035]图1是本实用新型的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器结构 示意图。[0036]图中标号1-交流电网，2-滤波电感，3-负载，4-滤波器主电路，5-交流侧 并联双电感，6-单功率管桥臂，7-交流侧并联双电感二，8-直流侧电容，9-电压电流检 测装置，10-控制及其驱动电路。[0037]图2是本实用新型的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器结构 示意图。[0038]图中标号11-交流电网，22-滤波电感，33-负载，44-滤波器主电路，55-交 流侧并联双电感，66-单功率管桥臂，77-交流侧并联双电感二，88-直流侧电容，99-电 压电流检测装置，101-控制及其驱动电路。[0039]图3是本实用新型应用于115V/40(mZ电网的负载电流、补偿电流、电网电流和 电网电压仿真波形。具体实施方案[0040]
以下结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述[0041]实施例1 [0042]附图1是本实用新型的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器结 构示意图。8[0043]交流电网1、非线性负载3分别是单相电源和单相负载；交流电网1正母线串接 滤波电感2后输入非线性负载3;有源电力滤波器主电路4包括交流侧并联双电感5、单 功率管桥臂一 6、单功率管桥臂二 7和直流侧电容8四部分；交流侧并联双电感5中并联 双电感Lp L2—端相连作为有源电力滤波器正输出，与交流电网1正母线相连，其余两 端分别与单功率管桥臂一6中任一桥臂中点和单功率管桥臂二7中任一桥臂中点相连；并 联双电感L3、L4 一端相连作为有源电力滤波器负输出，与交流电网1负母线相连，其余 两端分别与单功率管桥臂一6中另一桥臂中点和单功率管桥臂二7中另一桥臂中点相连； 直流侧电容8两端分别接有源电力滤波器正负直流母线；电压电流检测装置9包括多个电 压传感器和电流传感器，多输入端分别与交流电网1正负母线、有源滤波器直流正负母 线、非线性负载3、滤波电感2输入侧和有源电力滤波器输出侧相连，输出端与有源电力 滤波器控制及其驱动电路10相连；控制及其驱动电路10由谐波检测运算电路、PWM电 流控制和驱动电路构成，电压电流检测装置9输出信号通过谐波检测运算电路得到补偿 电流参考信号，经过PWM电流控制环节输出控制信号，驱动电路对控制信号进行放大隔 离，输入到单功率管桥臂一 6和单功率管桥臂二 7中MOS管栅极。其中，PWM电流控 制环节也可引入倍频调制技术，开关的等效频率为载波的二倍，有利于提高有源滤波器 的补偿特性。有源电力滤波器的交流输出端产生相应的谐波电流注入到交流电网1消除 电网电流谐波。[0044]上述实施例中，单功率管桥臂一 6和单功率管桥臂二 7中每个桥臂都包括一个 MOS管和一个二极管；单功率管桥臂一 6中MOS管Sp &源极分别与二极管D1. D3 阴极相连，MOS管Sp &漏极接直流正母线，二极管Dp D3阳极接负直流母线，S1和 D1, &和D3组成的两个桥臂的中点分别与交流侧并联双电感5的L1和“、L3和L4中任 一电感一端相连；单功率管桥臂二 7中MOS管&、&漏极分别与二极管D2、D4阳极相 连，MOS管&、&源极接直流负母线，二极管D2、D4阴极接直流正母线，&和込、S4 和D4组成的两个桥臂的中点分别与交流侧并联双电感5的L1和L2、L3和L4中另一电感 一端相连。[0045]交流侧并联双电感5中Lp L2、L3、L4感值相同，1^和]^2、L3和L4接入交流 电网的方式可以互换，单功率管桥臂一和单功率管桥臂二与交流侧并联双电感的连接方 式可以互换。[0046]实施例2 [0047]附图2是本实用新型的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器结 构示意图。交流电网11、非线性负载33分别是三相电源和三相负载；交流电网11的三 相交流母线串接滤波电感22后输入非线性负载33。有源电力滤波器主电路44包括交流 侧并联双电感55、单功率管桥臂一 66、单功率管桥臂二 77和直流侧电容88四部分；交 流侧并联双电感55中a相并联双电感L1A、L2a —端相连作为有源电力滤波器a相输出， 与交流电网Ila相母线相连，其余两端分别与a相单功率管桥臂一和单功率管桥臂二中点 相连；b相并联双电感L1B、L2b —端相连作为有源电力滤波器b相输出，与交流电网lib 相母线相连，其余两端分别与b相单功率管桥臂一和单功率管桥臂二中点相连；c相并联 双电感L1C、L2c—端相连作为有源电力滤波器c相输出，与交流电网Ilc相母线相连，其 余两端分别与c相单功率管桥臂一和单功率管桥臂二中点相连；直流侧电容88两端分别接有源电力滤波器正负直流母线；电压电流检测装置99包括多个电压传感器和电流传感 器，多输入端分别与交流电网11三相母线、有源电力滤波器直流正负母线、非线性负载 33滤波电感22三相输入侧和有源电力滤波器三相输出侧相连，输出端与有源电力滤波器 控制及其驱动电路101相连；控制及其驱动电路101由谐波检测运算电路、PWM电流控 制和驱动电路构成，电压电流检测装置99输出信号通过谐波检测运算电路得到补偿电流 参考信号，经过PWM电流控制环节输出控制信号，驱动电路对控制信号进行放大隔离， 输入到单功率管桥臂一 66和单功率管桥臂二 77的MOS管栅极。有源电力滤波器的交流 输出端产生相应的谐波电流注入到电网消除电网电流谐波。[0048]上述实施例中，单功率管桥臂一 66和单功率管桥臂二 77中三相每个桥臂都包 括一个MOS管和一个二极管；单功率管桥臂一 66中MOS管S1A、S1B、Sic源极分别与 二极管D1A、D1b、Dic阴极相连，MOS管S1A、S1B、Sic漏极均接直流正母线，二极管 Dia, Dib, Dic阳极均接直流负母线；Sia和D1A、Sib和D1b、Sic^P Dic组成的各相桥臂 中点分别与交流侧并联双电感阳中Lia和L2A、Lib和L2B、Lic和L2c中任一电感一端相 连；单功率管桥臂二 77中MOS管S2A、S2B> S2c漏极分别与二极管D2A、D2B、D2c阳极 相连，MOS管&A、S2B> S2c源极均接直流负母线，二极管D2A、D2B、D2c阴极均接直流 正母线；S2a和D2A、&B*D2B、S2c和D2c组成的各相桥臂中点分别与交流侧并联双电感 55中Lia和L2A、Lib和L2b、Lic和L2c中另一电感一端相连。[0049]交流侧并联双电感55中L1A、L2A、L1b、L2B、L1C、L2c感值均相等，Lia和L2A、 Lib和L2B、Lic和L2c接入交流电网11各相的方式可以互换，单功率管桥臂一 66和单功 率管桥臂二 77与交流侧并联双电感55的连接方式可以互换。[0050]在MATLAB软件环境下，对本实用新型建立了仿真模型，并进行了波形分析。 附图3是本实用新型应用于115V/400HZ电网的负载电流、补偿电流、电网电流和电网电 压仿真波形。通过仿真发现本实用新型的电路拓扑具有良好的谐波补偿特性，电网电流 经过补偿后不含有谐波和无功分量，电网电流THD仅为1.22%，仿真结果表明本实用 新型能够较好实现电网谐波治理，提高了有源电力滤波系统的运行可靠性。[0051]上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实 用新型的精神和权力要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入 本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，所述有源电力滤波 器与交流电网(1)的正负母线连接，所述交流电网(1)的正负母线之间还包括滤波电感 ⑵、非线性负载(3)；所述交流电网(1)、非线性负载(3)分别是单相电源和单相负载， 其中有源电力滤波器的正输出端分别与交流电网(1)的正母线、滤波电感(2)的输入端连 接，滤波电感⑵的输出端与非线性负载⑶的输入端连接，非线性负载⑶的输出端分 别连接有源电力滤波器的负输出端、交流电网(1)的负母线；其特征在于所述有源电力滤波器包括滤波器主电路G)、电压电流检测装置(9)、滤波器控制及 驱动电路(10)；其中交流电网(1)的正负母线、滤波电感O)的输入端、非线性负载(3) 的输出端、滤波器主电路⑷的正输出端、滤波器主电路⑷的直流母线分别与电压电流 检测装置(9)的输入端连接，电压电流检测装置(9)的输出端与滤波器控制及驱动电路 (10)的输入端连接，滤波器控制及驱动电路(10)的输出端与滤波器主电路(4)的输入端 连接；所述滤波器主电路(4)包括交流侧并联电感电路(5)、第一单功率管桥臂(6)、第二 单功率管桥臂(7)和直流侧电容(8)；其中，所述交流侧并联电感电路(5)包括第一电感 L1,第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4;所述第一单功率管桥臂(6)、第二单功率 管桥臂(7)分别包括两个并联的桥臂；其中第一电感L1的一端、第二电感“的一端相连 作为滤波器主电路的正输出端，第一电感L1的另一端与第一单功率管桥臂(6)中任 一桥臂的中点相连，第二电感L2的另一端与第二单功率管桥臂(7)中任一桥臂的中点相 连；第三电感L3的一端、第四电感L4的一端相连作为滤波器主电路(4)的负输出端，第 三电感L3的另一端与第一单功率管桥臂(6)中的另一桥臂的中点相连，第四电感1^4的另 一端与第二单功率管桥臂(7)中的另一桥臂的中点相连；所述直流侧电容(8)的两端分别连接滤波器主电路(4)的正负直流母线。
2.根据权利要求1所述的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述第一单功率管桥臂(6)、第二单功率管桥臂(7)中的每个桥臂都分别包括一 个MOS管和一个二极管。
3.根据权利要求2所述的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述第一单功率管桥臂(6)的第一桥臂包括第一 MOS管Sp第一二极管D1,第二桥 臂包括第三MOS管&、第三二极管D3;其中第一 MOS管S1的源极与第一二极管D1W 阴极相连，第三MOS管&的源极与第三二极管D3的阴极相连；所述第二单功率管桥臂(7)的第一桥臂包括第二 MOS管&、第二二极管D2,第二桥 臂包括第四MOS管&、第四二极管D4;其中第二 MOS管&的漏极与第二二极管D2的 阳极连接，第四MOS管&的漏极与第四二极管D4的阳极连接；第一 MOS管Sp第三MOS管 的漏极、第二二极管D2的阴极、第四二极管D4的 阴极分别与滤波器主电路的直流正母线连接，第二 MOS管 的源极、第四MOS管 &的源极、第一二极管Dp第三二极管D3的阳极分别与滤波器主电路(4)的直流负母线 连接。
4.根据权利要求1所述的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述电压电流检测装置(9)包括η个电压传感器和m个电流传感器，其中η、m均为正整数；所述滤波器控制及驱动电路(10)包括顺序相连的谐波检测运算电路、 PWM电流控制电路以及驱动电路。
5.根据权利要求1所述的单相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述交流侧并联电感电路(5)中的各电感的感值相同，其中第一电感L1和第二 电感L2,第三电感L3和第四电感L4接入交流电网(1)的方式可以互换，第一单功率管桥 臂(6)、第二单功率管桥臂(7)与交流侧并联电感电路(5)的连接方式可以互换。
6.一种三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，所述有源电力滤波器 与交流电网(11)的母线连接，所述交流电网(11)是三相电源，所述交流电网(11)的母 线分别与三相滤波电感02)、三相负载(33)连接；其中有源电力滤波器的输出端分别与 三相电源的母线、三相滤波电感0 的输入端连接，三相滤波电感0 的输出端与三相 负载(3 连接；其特征在于所述有源电力滤波器包括滤波器主电路G4)、电压电流检 测装置(99)、滤波器控制及驱动电路(101)；其中三相电源的母线、三相滤波电感02) 的输入端、有源滤波器主电路G4)的输出端、有源滤波器主电路G4)的直流母线分别与 电压电流检测装置(99)的输入端连接，电压电流检测装置(99)的输出端与滤波器控制 及驱动电路(101)的输入端连接，滤波器控制及驱动电路(101)的输出端与滤波器主电路 (44)的输入端连接；所述滤波器主电路G4)包括交流侧并联电感电路(55)、第一单功率管桥臂(66)、第 二单功率管桥臂(77)和直流侧电容(88)；其中，所述交流侧并联电感电路(55)包括第一 A相电感L1A、第二 A相电感L2A、第 一 B相电感L1B、第二 B相电感L2B、第一 C相电感L1C、第二 C相电感L2c ；所述第一单 功率管桥臂(66)、第二单功率管桥臂(77)分别包括三个并联的桥臂；其中第一A相电感 Lia,第二 A相电感L2a的一端相连作为滤波器主电路04)的A相输出端，A相输出端与 所述三相电源的A相母线相连；第一 A相电感Lia的另一端与第一单功率管桥臂(66)中 第一桥臂的中点相连，第二 A相电感L2a的另一端与第二单功率管桥臂(77)中第一桥臂 的中点相连；所述第一 B相电感L1B、第二 B相电感L2b的一端相连作为滤波器主电路04)的B相 输出端，B相输出端与所述三相电源的B相母线相连；第一 B相电感Lm的另一端与第 一单功率管桥臂(66)中第二桥臂的中点相连，第二 B相电感的另一端与第二单功率 管桥臂(77)中第二桥臂的中点相连；所述第一 C相电感L1C、第二 C相电感L2c的一端相连作为滤波器主电路04)的C相 输出端，C相输出端与所述三相电源的C相母线相连；第一 C相电感Lic的另一端与第 一单功率管桥臂(66)中第三桥臂的中点相连，第二 C相电感L2e的另一端与第二单功率 管桥臂(77)中第三桥臂的中点相连；所述直流侧电容(88)的两端分别连接滤波器主电路G4)的正负直流母线。
7.根据权利要求6所述的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述第一单功率管桥臂(66)、第二单功率管桥臂(77)中的每个桥臂都分别包括一个 MOS管和一个二极管。
8.根据权利要求7所述的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特征在于所述第一单功率管桥臂(66)的第一桥臂包括第一 A相MOS管S1A、第一 A相二极 管Dia;第一单功率管桥臂(66)的第二桥臂包括第一 B相MOS管S1B、第一 B相二极 管Dm;第一单功率管桥臂(66)的第三桥臂包括第一 C相MOS管S1C、第一 C相二极 管0^;其中第一 A相MOS管Sia的源极与第一 A相二极管Dia的阴极相连，第一 B相 MOS管Sm的源极与第一 B相二极管Dib的阴极相连，第一 C相MOS管Sic的源极与第一C相二极管Dic的阴极相连；所述第二单功率管桥臂(77)的第一桥臂包括第二 A相MOS管S2A、第二 A相二极 管D2a，第二单功率管桥臂(77)的第二桥臂包括第二 B相MOS管&B、第二 B相二极 管D2b，第二单功率管桥臂(77)的第三桥臂包括第二 C相MOS管&c、第二 C相二极管 D2c,其中第二 A相MOS管S2a的漏极与第二 A相二极管D2a的阳极连接，第二 B相MOS 管的漏极与第二 B相二极管Rb的阳极连接，第二 C相MOS管S2c的漏极与第二 C 相二极管D2c的阳极连接；所述第一 A相MOS管Sia的漏极、第一 B相MOS管Sib的漏极、第一 C相MOS管 Sic的漏极、第二 A相二极管D2a的阴极、第二 B相二极管E^b的阴极、第二 C相二极管 D2c的阴极分别与滤波器主电路04)的直流正母线连接，所述第二 A相MOS管S2a的源 极、第二 B相MOS管源极、第二 C相MOS管S2c的源极、第一 A相二极管Dia的 阳极、第一 B相二极管Dib的阳极、第一 C相二极管Die的阳极分别与滤波器主电路04) 的直流负母线连接。
9.根据权利要求6所述的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其特 征在于所述电压电流检测装置(99)包括η个电压传感器和m个电流传感器，其中η、 m均为正整数；所述滤波器控制及驱动电路(101)包括顺序相连的谐波检测运算电路、 PWM电流控制电路以及驱动电路。
10.根据权利要求6所述的三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，其 特征在于所述交流侧并联电感电路(5 中的各电感的感值相同，其中第一 A相电感 Lia与第二 A相电感L2A、第一 B相电感Lib与第二 B相电感L2B、第一 C相电感Lic与第二C相电感L2e接入交流电网(11)的方式可以互换；第一单功率管桥臂(66)、第二单功 率管桥臂(77)与交流侧并联电感电路(5 的连接方式可以互换。
专利摘要本实用新型提供一种单相、三相单功率管桥臂结构的全桥并联型有源电力滤波器，属于电力谐波抑制技术领域。本实用新型分别包括适用于单相电网系统和三相四线制电网系统两种结构；本实用新型包括由单功率管和二极管组成的桥臂、交流侧并联双电感以及直流侧电容，不仅电路结构简单，控制及驱动容易实现，而且兼有优异的滤波性能，同时因其单功率管桥臂的特殊结构能够杜绝桥臂直通的问题，提高有源滤波器工作的可靠性。本实用新型可广泛适用于系统可靠性要求高、容量大的电网的谐波治理，如航空、航天、医疗机构、高精仪器制造等。
文档编号H02J3/01GK201813163SQ20102029430
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者陈仲 申请人:南京航空航天大学