[發(fā)明專利]T型三電平逆變器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310729829.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103731057A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳丹平;王德才;楊彥輝;高家富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽巨日華電新能源有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/537
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務(wù)所 34105
• 代理人: 王惠英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及逆變器，尤其涉及T型三電平逆變器。

背景技術(shù)

逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，若直流電壓較低，則通過(guò)交流變壓器升壓，即得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。對(duì)大容量的逆變器，由于直流母線電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達(dá)到220V，在中、小容量的逆變器中，由于直流電壓較低，如12V、24V，就必須設(shè)計(jì)升壓電路。光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)諧波THD、轉(zhuǎn)換效率、安全可靠性方面具有極高要求。而傳統(tǒng)的逆變電路采用的是兩電平結(jié)構(gòu)，如圖1所示，兩電平結(jié)構(gòu)的功率器件損耗比較大，會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)逆變器輸出的諧波THD較大，需要更大尺寸的濾波器，輸出交流電的質(zhì)量也不高，對(duì)電網(wǎng)造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的兩電平結(jié)構(gòu)的逆變器功率器件損耗比較大，會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)逆變器輸出的諧波THD較大，輸出交流電的質(zhì)量也不高，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，為此提供一種T型三電平逆變器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：T型三電平逆變器，它包括輸入電壓、開(kāi)關(guān)管Q1、開(kāi)關(guān)管Q2、開(kāi)關(guān)管Q3、開(kāi)關(guān)管Q4、開(kāi)關(guān)管Q5、開(kāi)關(guān)管Q6和輸出負(fù)載，所述輸入電壓上并聯(lián)有吸收電路，所述吸收電路包括串聯(lián)的電容C1和電容C2，所述電容C1和電容C2之間依次通過(guò)開(kāi)關(guān)管Q5、開(kāi)關(guān)管Q6和第一電感L1與所述輸出負(fù)載的一端相連；所述開(kāi)關(guān)管Q1的一端分別和開(kāi)關(guān)管Q2的一端、第一電感L1和開(kāi)關(guān)管Q6相連，開(kāi)關(guān)管Q1的另一端與輸入電壓的正極相連，開(kāi)關(guān)管Q2的另一端與輸入電壓的負(fù)極相連；所述開(kāi)關(guān)管Q4的一端通過(guò)第二電感L2與輸出負(fù)載的另一端相連，所述開(kāi)關(guān)管Q4的這一端還與開(kāi)關(guān)管Q3相連，所述開(kāi)關(guān)管Q3與輸入電壓的負(fù)極相連，所述開(kāi)關(guān)管Q4的另一端與輸入電壓的正極相連。

上述方案中所述開(kāi)關(guān)管Q1、開(kāi)關(guān)管Q2、開(kāi)關(guān)管Q3、開(kāi)關(guān)管Q4、開(kāi)關(guān)管Q5和開(kāi)關(guān)管Q6都是IGBT或是MOS管。

本發(fā)明的有益效果是與傳統(tǒng)逆變電路比：可靠性高，損耗低，效率高，輸出交流電質(zhì)量高，通過(guò)調(diào)節(jié)六個(gè)開(kāi)關(guān)管來(lái)實(shí)現(xiàn)將電壓分為了0、U/2、U三種電平。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)的兩電平式逆變器；

圖2是本發(fā)明示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2所示，本發(fā)明包括輸入電壓、開(kāi)關(guān)管Q1、開(kāi)關(guān)管Q2、開(kāi)關(guān)管Q3、開(kāi)關(guān)管Q4、開(kāi)關(guān)管Q5、開(kāi)關(guān)管Q6和輸出負(fù)載，所述輸入電壓上并聯(lián)有吸收電路，所述吸收電路包括串聯(lián)的電容C1和電容C2，所述電容C1和電容C2之間依次通過(guò)開(kāi)關(guān)管Q5、開(kāi)關(guān)管Q6和第一電感L1與所述輸出負(fù)載的一端相連；所述開(kāi)關(guān)管Q1的一端分別和開(kāi)關(guān)管Q2的一端、第一電感L1和開(kāi)關(guān)管Q6相連，開(kāi)關(guān)管Q1的另一端與輸入電壓的正極相連，開(kāi)關(guān)管Q2的另一端與輸入電壓的負(fù)極相連；所述開(kāi)關(guān)管Q4的一端通過(guò)第二電感L2與輸出負(fù)載的另一端相連，所述開(kāi)關(guān)管Q4的這一端還與開(kāi)關(guān)管Q3相連，所述開(kāi)關(guān)管Q3與輸入電壓的負(fù)極相連，所述開(kāi)關(guān)管Q4的另一端與輸入電壓的正極相連。

其工作原理是：正半周時(shí)開(kāi)關(guān)管Q3、Q5、Q6打開(kāi)，?輸出電壓從0增大到U/2然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q5；開(kāi)關(guān)管Q1、Q3、Q6打開(kāi)，輸出電壓從U/2增大到U然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q1；開(kāi)關(guān)管Q3、Q5、Q6打開(kāi)，輸出電壓從U減小到U/2然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q5；開(kāi)關(guān)管Q3、Q6打開(kāi)，輸出電壓從U/2減小到0。負(fù)半周時(shí)開(kāi)關(guān)管Q4、Q5、Q6打開(kāi)，?輸出電壓從0減小到-U/2然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q6；開(kāi)關(guān)管Q2、Q4、Q5打開(kāi)，輸出電壓從-U/2減小到-U然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q2；開(kāi)關(guān)管Q4、Q5、Q6打開(kāi)，?輸出電壓從-U增大到到-U/2然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)管Q6；開(kāi)關(guān)管Q4、Q5打開(kāi)，輸出電壓從-U/2增大到0。整個(gè)過(guò)程中，不管是正半周還是負(fù)半周，都將電壓分為了0、U/2、U三種電平。

本發(fā)明中開(kāi)關(guān)管Q1、開(kāi)關(guān)管Q2、開(kāi)關(guān)管Q3、開(kāi)關(guān)管Q4、開(kāi)關(guān)管Q5和開(kāi)關(guān)管Q6可以是IGBT也可以是MOS管。輸出負(fù)載可以是電網(wǎng)。

與傳統(tǒng)的兩電平逆變器相比：如圖1所示的I型拓?fù)洌隍?qū)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)需要有4個(gè)獨(dú)立電源；而對(duì)于T型共發(fā)射極拓?fù)洌恍枰?個(gè)獨(dú)立電源；在開(kāi)關(guān)管的耐壓選擇時(shí)，I型電路中開(kāi)關(guān)管也應(yīng)按照承受2倍BUS電壓設(shè)計(jì)。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。