[發明專利]一種T型多電平逆變電路

有效

• 申請號: 201611203609.4
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106602909B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 溫海濤;馬運東;孫明波;陳肖逸;朱愛云
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發明公開了一種T型多電平逆變電路，包括兩個T型三電平電路、兩個開關管、兩對反串聯開關管以及LC濾波電路；兩個T型三電平電路輸入電源異極性端經過兩個開關管連接，兩對反串聯開關管將T型三電平電路輸入電源同極性端相連，LC濾波電路接在兩個T型三電平電路逆變橋臂中心節點上，兩個T型三電平電路輸入電源電壓之比為5。本發明用更少的開關管產生更多的電平，大幅減少了功率開關管個數，進一步降低了多電平逆變器成本、提高逆變器效率，同時降低了開關頻率。

技術領域

本發明涉及一種T型多電平逆變電路，屬于電力電子逆變器技術領域。

背景技術

逆變器是工業化社會中必不可少的電力變換單元，而多電平逆變器一直以來更是極為重要的電力電子裝置，得到了深入的研究和廣泛的應用。多電平逆變器具有輸出低諧波含量、高輸出電平數量、器件的低電壓或電流應力、高效率、模塊化、兼容性好等許多優點，使得它在光伏發電、風力發電、有源濾波、電動汽車等領域得到了廣泛應用，在中高壓功率逆變場合更是比兩電平逆變器具有顯著優勢。但是多電平逆變器也有一些不可避免的缺點，為了產生更多多電平，需要用到較多的功率開關器件，這也導致了多電平逆變器成本的增加，這也成為制約多電平逆變器發展的主要因素；所以幾年來各位學者提出了各種多電平逆變電路拓撲，希望用更少的開關管個數，產生更多的電平。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種T型多電平逆變電路，利用兩個T型三電平電路單元電平的優化組合出多電平，實現逆變器多電平輸出。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種T型多電平逆變電路，包括多電平模塊、負載，其中，多電平模塊包括第一至第二T型三電平電路、第三至第四開關管、第三至第四對反串聯開關管；

第一T型三電平電路包括第一輸入電源、第一至第二開關管、第一對反串聯開關管，第一輸入電源由兩個等值電壓源順序串聯而成，第一開關管的源極接第二開關管的漏極組成第一逆變橋臂，第一開關管的漏極、第二開關管的源極分別接第一輸入電源的正、負極，第一對反串聯開關管連接第一輸入電源中心節點和第一逆變橋臂中心節點；第二T型三電平電路包括第二輸入電源、第五至第六開關管、第二對反串聯開關管，第二輸入電源由兩個等值電壓源順序串聯而成，第五開關管的漏極接第六開關管的源極組成第二逆變橋臂，第六開關管的漏極、第五開關管的源極分別接第二輸入電源的正、負極，第二對反串聯開關管連接第二輸入電源中心節點和第二逆變橋臂中心節點；第二輸入電源中單個電壓源電壓值為第一輸入電源中單個電壓源電壓值的5倍；

第三開關管的漏極接第一輸入電源的正極，第三開關管的源極接第二輸入電源的負極；第四開關管的源極接第一輸入電源的負極，第四開關管的漏極接第二輸入電源的正極；第三對反串聯開關管的兩端分別接第一輸入電源的正極、第二輸入電源的正極，第四對反串聯開關管的兩端分別接第一輸入電源的負極、第二輸入電源的負極；第一逆變橋臂中心節點和第二逆變橋臂中心節點之間連接負載。

作為本發明的一種優選方案，該逆變電路還包括LC濾波電路，LC濾波電路連接在第一逆變橋臂中心節點和第二逆變橋臂中心節點之間。

作為本發明的一種優選方案，所述第一至第六開關管均采用MOS管或IGBT管，且每個開關管的漏極和源極之間反并聯二極管或者每個開關管的漏極和源極之間為寄生的二極管。

作為本發明的一種優選方案，所述第一至第四對反串聯開關管均為共漏極串聯或共源極串聯。

一種T型多電平逆變電路，包括至少兩個如上所述多電平模塊、LC濾波電路、負載，負載與LC濾波電路的電容并聯，相鄰兩個多電平模塊之間通過前一個多電平模塊第二逆變橋臂中心節點與后一個多電平模塊第一橋臂中心節點進行連接，第一個多電平模塊第一逆變橋臂中心節點與最后一個多電平模塊第二逆變橋臂中心節點之間連接LC濾波電路。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：