[發明專利]一種單相七電平逆變器

有效

• 申請號: 201210420858.4
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102882410A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 薛麗英;胡兵;周靈兵;申譚;張彥虎
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/537
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種單相七電平逆變器。

背景技術

近年來，多電平技術越來越受關注，相比傳統的兩電平技術，多電平技術具有器件開關應力低，開關損耗小，輸出濾波器小以及諧波含量小的特點，其主要應用于大中三相逆變器。

參見圖l，該圖為現有技術中提供的二極管嵌位型的五電平逆變器拓撲。

圖l所示的二極管嵌位型五電平逆變器的結構中，二極管DB1、DB2、DB3、DB4、DB5和DB6均為嵌位式二極管，其作用是為電流提供通路和保護電容不被短路。例如，第一二極管DB1用于將開關管Tl下端的電位嵌位于第一電容Cl的下端；第二二極管DB2用于將開關管T5下端的電位嵌位于第一電容Cl的下端；其他二極管DB3、DB4、DB5和DB6類似，在此不再贅述。

然而，要達到為電流提供通路和保護電容不被短路的目的，嵌位式二極管則需要阻斷多倍電平電壓，通常需要多個相同標稱值的嵌位式二極管串聯，但是基于嵌位式二極管的分散性以及雜散參數的影響，標稱值相同的嵌位式二極管所能承受的壓力也有所差別，這樣串聯起來可能引起有的嵌位式二極管兩端過電壓。因此，需要均壓措施和很大的RC（相移電路）吸收電路，但是這樣將導致逆變器中的電感和濾波電容的積龐大，成本增加。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種單相七電平逆變器拓撲，用以解決現有極管嵌位型五電平逆變器系統體積龐大以及成本較高的技術問題。

一種單相七電平逆變器拓撲，其特征在于，包括：

串聯的第一直流源和第二直流源；

輸入端并聯在所述第二直流源兩端的升壓電路；

依次串聯的第一電容、第二電容和第三電容；所述第一電容和第二電容的公共端分別與所述升壓電路的第一輸出端和第一直流源的負極相連；所述第三電容未連接第二電容的一端與所述升壓電路的第二輸出端相連；所述第二電容和第三電容的公共端與第二直流源的負極相連；

陰極與所述第一電容和第二電容的公共端相連的第一二極管，所述第一二極管的陽極連接有第一開關管的輸入端；

陽極與所述第一電容和第二電容的公共端相連的第二二極管，所述第二二極管的陰極連接有第二開關管的輸入端；

陽極與所述第二電容和第三電容的公共端相連的第三二極管，所述第三二極管的陰極連接有第三開關管的輸入端；

陰極與所述第二電容和第三電容的公共端相連的第四二極管，所述第四二極管的陽極連接有第四開關管的輸入端；

所述第一開關管的輸出端與第四開關管的輸出端相連；

所述第二開關管的輸出端與第三開關管的輸出端相連；

輸出端與所述第一直流源正極相連的第五開關管，所述第五開關管的輸入端連接有第六開關管的輸出端，所述第六開關管的輸入端與所述升壓電路的第二輸出端相連；

輸出端與第五開關管的輸出端相連的第七開關管，所述第七開關管的輸入端與所述第三開關管的輸出端相連；

輸入端與所述第六開關管輸入端相連的第八開關管，所述第八開關管的輸出端與所述四開關管的輸出端相連；

陰極與所述第五開關管輸出端相連的第五二極管，所述第五二極管的陽極與所述第四開關管的輸出端相連；

陽極與所述第六開關管輸入端相連的第六二極管，所述第六二極管的陰極與所述第三開關管的輸出端相連。

優選地，所述開關管為金屬氧化物半導體管或結型場效應管或絕緣柵雙極型晶體管；

當所述開關管為金屬氧化物半導體管管或結型場效應管時，所述開關管的輸入端為源極，所述輸出端為漏極，所述開光管的控制端為柵極；

當所述開關管為絕緣柵雙極型晶體管時，所述開關管的輸入端為集電極，所述開光管的輸出端為發射極，所述控制端為基極。

優選地，所述二極管為碳化硅二極管或快恢復二極管或超快速恢復二極管。

優選地，單相七電平逆變器的濾波并網單元包括：第一電感、第二電感和濾波電容，其中：

濾波電容第一端與第五開關管輸入端相連；

第一電感和第二電感相串聯；

第一電感和第二電感的公共端與濾波電容的第二端相連，第一電感未與第二電感相連的一端與第三開關管的輸出端相連；第二電感未與第一電感相連的一端與第四開關管的輸出端相連。

優選地，所述第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第七開關管和第八開關管的控制端連接有控制芯片，所述控制芯片控制所述單相七電平逆變器實現八種有功工作模態：