[發(fā)明專利]九電平單相逆變器

無效

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• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103762877A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 夏抒;曾繁鵬
• 申請（專利權）人: 寧波綠凱節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: H02M7/501
• 分類號: H02M7/501;H02M1/12
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 寧岡

技術領域

本發(fā)明涉及一種逆變器，尤其是指一種九電平單相逆變器。

背景技術

變流技術能將蓄電池、太陽能電池及其燃料電池等其他能源轉化的電能轉換成交流電能并與電網聯(lián)網，實現(xiàn)能量的并網。因此，變流技術是電力電子技術的主要研究課題，也成為新能源的關鍵技術，在新能源的開發(fā)領域具有及其重要的作用，近年得到了廣大學者的關注。

通常把將直流電轉換成交流電的電路稱為逆變電路，考慮到控制系統(tǒng)等，將其稱為逆變器。現(xiàn)在許多逆變器的主電路多是采用傳統(tǒng)的H橋電路結構，該種電路可以在交流側產生三個不同的電平輸出并利用這三個電平組合可以等效出所需的交流電壓，結構簡單，性能可靠，但是總諧波畸變率比較高，波形中的特征諧波較為明顯，且需要較大的濾波電抗。為了改善輸出電流波形，需要采用改進的多電平逆變器結構：一種是多重化結構，通過多個逆變器配合工作，利用主電路的多重化來降低輸出電壓的諧波含量，該方法的一個明顯缺點是電路結構過于復雜且效率較低；另一種是研究新型的電路結構，通過增加交流側的輸出電平來降低總諧波含量，典型的有二極管鉗位型多電平逆變器、電容鉗位型多電平逆變器、級聯(lián)型多電平逆變器等，但對于特殊的應用場合，這些結構依然顯得過于復雜，效率較低，由于功率開關較多而給控制系統(tǒng)設計帶來困難。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有的多電平逆變器拓撲結構過于復雜、功率開關數量較多的問題，本發(fā)明提出了一種九電平單相逆變器，可以輸出九個不同的電平組合，具有功率開關少、控制策略簡單、運行穩(wěn)定的優(yōu)點。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種九電平單相逆變器，包括交流轉接端口、電抗器、功率開關電路及直流電源V1、直流電源V2、直流電源V3和直流電源V4，所述的交流轉接端口設有a端和b端，所述的功率開關電路包括功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5、功率開關Q6、功率開關Q7、功率開關Q8、功率開關Q9和功率開關Q10，所述電抗器的一端連接交流轉接端口的a端，電抗器的另一端與功率開關Q1的發(fā)射極、功率開關Q4的集電極電連接，交流轉接端口的b端與功率開關Q2的發(fā)射極、功率開關Q3的集電極電連接，功率開關Q1的集電極、功率開關Q2的集電極、功率開關Q5的集電極、功率開關Q6的發(fā)射極電連接，功率開關Q6的集電極、功率開關Q7的集電極、功率開關Q8的發(fā)射極電連接，功率開關Q3的發(fā)射極、功率開關Q4的發(fā)射極、功率開關Q9的發(fā)射極、功率開關Q10的集電極電連接，直流電源V1的正極與功率開關Q8的集電極電連接，直流電源V1的負極、直流電源V2的正極分別與功率開關Q7的發(fā)射極電連接，直流電源V2的負極、直流電源V3的正極分別與功率開關Q5的發(fā)射極電連接，直流電源V3的負極、直流電源V4的正極分別與功率開關Q9的集電極電連接，直流電源V4的負極與功率開關Q10的發(fā)射極電連接。

本發(fā)明可以輸出九個不同的電平組合，具有功率開關少、控制簡單、運行穩(wěn)定的優(yōu)點。

作為優(yōu)選，所述的電抗器為平波電抗器。

作為優(yōu)選，所述的功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5、功率開關Q6、功率開關Q7、功率開關Q8、功率開關Q9和功率開關Q10均為IGBT。

作為另一優(yōu)選，所述的功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5、功率開關Q6、功率開關Q7、功率開關Q8、功率開關Q9和功率開關Q10均為MOSFET。MOSFET元件適用于小功率場合。

作為優(yōu)選，所述的直流電源V1、直流電源V2、直流電源V3、直流電源V4的電壓值相同。這樣設計的電路具有非對稱性。

作為優(yōu)選，所述的直流電源V1、直流電源V2、直流電源V3、直流電源V4的兩端均分別連接有直流電容。直流電容用于支撐直流電壓。

作為優(yōu)選，所述的電抗器與交流端口之間連接有二極管和濾波電容，所述二極管的正極連接電抗器，二極管的負極連接交流轉接端口的a端，所述濾波電容的兩端分別連接二極管的正極和交流轉接端口的b端。二極管用來防止交流電網能量的倒灌，防止母線電壓較低時電網電流流向逆變器側；濾波電容用于逆變電路的濾波，濾去高頻電流分量。

本發(fā)明的有益效果是：具有功率開關數量較少、控制開關應力較少、功率損耗小、效率較高、工作更穩(wěn)定的優(yōu)點，無需單獨設置濾波電路，交流輸出電壓諧波含量小，輸出電流可以近似認為是無諧波的理想正弦電流，可以廣泛應用于對電網要求較高的精密測量、通信和醫(yī)療設備等儀器。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種電路圖；