[發明專利]三電平逆變電路

有效

• 申請號: 201210070668.4
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102624266A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李泉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/44
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 黃厚剛

技術領域

本發明涉及電力電子領域，特別涉及一種包括軟開關的三電平逆變電路。

背景技術

逆變電路是用于將直流電轉換為交流電的一種轉換電路。現有的逆變電路，通常都是在控制電路的控制下將直流電路輸出的直流電源轉換為頻率和電壓都任意可調的交流電源的一種電路。

請參考圖1，其示出了現有技術中的一種逆變電路的電路示意圖。該逆變電路主要包括：直流電源112、串聯的電容C01和電容C02、串聯的第一可控開關Q1和第二可控開關Q2以及負載130。其中，直流電源112的正極與電容C01不串聯的一端相連，并且還與第一可控開關Q1不串聯的一端相連；直流電源112的負極與電容C02不串聯的一端相連，并且還與第二可控開關Q2不串聯的一端相連。串聯的電容C01和電容C02相連的中間節點通過負載130與串聯的第一可控開關Q1和第二可控開關Q2相連的中間節點相連。通常情況下，電容C01和電容C02是參數相同的電容，所以假設直流電源102的提供的正極電壓是2Vd，負極電壓是0，則串聯的電容C01和電容C02相連的中間節點的電壓是Vd。

上述逆變電路的工作原理是：當第一可控開關Q1導通且第二可控開關Q2截止時，由于第一可控開關Q1與直流電源112的正極相連的一端電壓為2Vd，而串聯的第一可控開關Q1和第二可控開關Q2相連的中間節點的電壓為Vd，則有電流從左到右流過負載130；當第一可控開關Q1截止且第二可控開關Q2導通時，由于第二可控開關Q2與直流電源112的負極相連的一端電壓為0，而串聯的第一可控開關Q1和第二可控開關Q2相連的中間節點的電壓為Vd，則有電流從右到左流過負載130。顯然，通過規律性地交替導通第一可控開關Q1和第二可控開關Q2，可以將直流電源112輸出的直流電轉換為交流電。在現有技術中，第一可控開關Q1和第二可控開關Q2通常是MOSFET管(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect?Transistor，金屬場效應管)或者IGBT管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)中的一種，控制電路通常采用PWM(Pulse?Width?Modulation，脈沖寬度調制技術)或者SPWM(Sinusoidal?Pulse?Width?Modulation，正弦型脈沖寬度調制技術)來產生控制信號以控制第一可控開關Q1和第二可控開關Q2的導通和截止。通過不同的控制信號可以實現不同頻率和不同電壓波形的交流電輸出。現有技術中，根據上述拓撲又衍生有三電平及多電平逆變電路，可以實現更好的逆變效果。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：由于逆變電路中的功率開關在實際中并不是理想器件，其導通和截止不是瞬間完成而是需要一定的時間。在這段時間里，功率開關器件上存在電壓和電流波形的交疊，從而產生了開關損耗，也即所說的“硬開關”。該開關損耗與其控制信號的載波頻率成正比關系。隨著逆變電路不斷往高頻化發展，該開關損耗呈直線上升，系統的效率會嚴重下降，而且會產生嚴重的電磁干擾，成為了抑制逆變電路效率提升的瓶頸所在。

發明內容

為了消除或減少開關損耗和電磁干擾，本發明實施例提供了一種三電平逆變電路。所述技術方案如下：

本發明實施例提供一種三電平逆變電路，所述三電平逆變電路包括：

電壓提供電路和單相逆變電路；

所述電壓提供電路包括正電壓端、中間電壓端和負電壓端，所述正電壓端與中間電壓端的電壓差等于所述中間電壓端與負電壓端的電壓差；

所述單相逆變電路包括：

第一開關模塊，包括第一開關管、與所述第一開關管反向并聯的第一二極管和與所述第一開關管并聯的第一電容；

第二開關模塊，包括第二開關管、與所述第二開關管反向并聯的第二二極管和與所述第二開關管并聯的第二電容；

與所述中間電壓端相連的中點續流模塊，用于為所述第一開關模塊和第二開關模塊提供中點續流；

所述第一開關模塊與第二開關模塊串聯，所述第一開關模塊不與第二開關管串聯的一端作為所述單相逆變電路的第一輸入端與所述電壓提供電路的正電壓端相連；所述第二開關模塊不與所述第一開關模塊串聯的一端作為所述單相逆變電路的第二輸入端與所述電壓提供電路的負電壓端相連；所述第一開關模塊和第二開關模塊串聯的中間節點還與第一電感的一端相連，所述第一電感的另一端作為所述單相逆變電路的輸出端。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：