[發明專利]正激式五電平逆變器

有效

• 申請號: 201710181634.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106899203B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 龔坤珊;李磊;郭偉;嚴瀟;高揚;陶兆俊;管月;陸佳煒;郭志剛;李廣強;李福印
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06;H02M7/487;H02M7/5387;H02M5/10;H02M5/293;H02M5/297
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種正激式五電平逆變器，其特征在于，由依次連接的輸入直流電源單元(1)、分壓電容(2)、正激式五電平變換單元(3)、半波式周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和輸出交流負載(6)構成，其中：

輸入直流電源單元(1)用于輸入直流電源；

分壓電容(2)用于將輸入的直流電源平均分壓；

正激式五電平變換單元(3)用于將分壓電容(2)產生的電平調制成雙極性、多電平的高頻脈沖電壓；

半波式周波變換器(4)用于將雙極性高頻脈沖電壓解調成單極性低頻脈沖電壓；

輸出濾波器(5)用于對半波式周波變換器(4)輸出的低頻脈沖進行濾波處理；

所述輸入直流電源單元(1)包括輸入直流電源(Ui)，輸入直流電源(Ui)與分壓電容連接；

所述分壓電容(2)包括第一分壓電容(C1)、第二分壓電容(C2)、第三分壓電容(C3)和第四分壓電容(C4)；第一分壓電容(C1)的正極與輸入直流電源(Ui)的正極連接，第一分壓電容(C1)的負極與第二分壓電容(C2)的正極連接，第二分壓電容(C2)的負極與第三分壓電容(C3)的正極連接，第三分壓電容(C3)的負極與第四分壓電容(C4)的正極連接，第四分壓電容(C4)的負極與輸入直流電源(Ui)的參考負極連接；

所述正激式五電平變換單元(3)包括第一功率開關管(S1)、第一二極管(D1)、第二功率開關管(S2)、第二二極管(D2)、第三功率開關管(S3)、第三二極管(D3)、第四功率開關管(S4)、第四二極管(D4)、第五功率開關管(S5)、第五二極管(D5)、第六功率開關管(S6)、第六二極管(D6)、第七功率開關管(S7)、第七二極管(D7)、第八功率開關管(S8)、第八二極管(D8)、第九功率開關管(S9)、第九二極管(D9)、第十功率開關管(S10)、第十二極管(D10)、第十一二極管(D11)、第十二二極管(D12)、第十三二極管(D13)、第十四二極管(D14)、第十五二極管(D15)、第十六二極管(D16)、第十七二極管(D17)、第十八二極管(D18)、高頻隔離式變壓器(T)第一原邊繞組(N1)、高頻隔離式變壓器(T)第二原邊繞組(N2)以及高頻隔離式變壓器(T)副邊繞組；

所述第一功率開關管(S1)的漏極與第一分壓電容(C1)的正極相連接，第一二極管(D1)反并聯于第一功率開關管(S1)兩端，即第一二極管(D1)的陰極與第一功率開關管(S1)的漏極連接，第一二極管(D1)的陽極與第一功率開關管(S1)的源極連接，第一功率開關管(S1)的源極與第二功率開關管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)反并聯于第二功率開關管(S2)兩端，即第二二極管(D2)的陰極與第二功率開關管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)的陽極與第二功率開關管(S2)的源極連接，第二功率開關管(S2)的源極與第三功率開關管(S3)的漏極連接，第三二極管(D3)反并聯于第三功率開關管(S3)兩端，即第三二極管(D3)的陰極與第三功率開關管(S3)的漏極連接，第三二極管(D3)的陽極與第三功率開關管(S3)的源極連接，第三功率開關管(S3)的源極與第一原邊繞組(N1)的同名端連接，第一原邊繞組(N1)的非同名端與第四功率開關管(S4)的漏極連接，第四二極管(D4)反并聯于第四功率開關管(S4)兩端，即第四二極管(D4)的陰極與第四功率開關管(S4)的漏極連接，第四二極管(D4)的陽極與第四功率開關管(S4)的源極連接，第四功率開關管(S4)的源極與第四分壓電容(C4)的負極連接，第五功率開關管(S5)的漏極與第一分壓電容(C1)的正極連接，第五二極管(D5)反并聯于第五功率開關管(S5)兩端，即第五二極管(D5)的陰極與第五功率開關管(S5)的漏極連接，第五二極管(D5)的陽極與第五功率開關管(S5)的源極連接，第五功率開關管(S5)的源極與第二原邊繞組(N2)的非同名端連接，第二原邊繞組(N2)的同名端與第六功率開關管(S6)的漏極連接，第六二極管(D6)反并聯于第六功率開關管(S6)兩端，即第六二極管(D6)的陰極與第六功率開關管(S6)的漏極連接，第六二極管(D6)的陽極與第六功率開關管(S6)的源極連接，第六功率開關管(S6)的源極與第七功率開關管(S7)的漏極連接，第七二極管(D7)反并聯于第七功率開關管(S7)兩端，即第七二極管(D7)的陰極與第七功率開關管(S7)的漏極連接，第七二極管(D7)的陽極與第七功率開關管(S7)的源極連接，第七功率開關管(S7)的源極與第八功率開關管(S8)的漏極連接，第八二極管(D8)反并聯于第八功率開關管(S8)兩端，即第八二極管(D8)的陰極與第八功率開關管(S8)的漏極連接，第八二極管(D8)的陽極與第八功率開關管(S8)的源極連接，第八功率開關管(S8)的源極與第四分壓電容(C4)的負極連接，第九功率開關管(S9)的漏極與第四功率開關管(S4)的漏極連接，第九二極管(D9)反并聯于第九功率開關管(S9)兩端，即第九二極管(D9)的陰極與第九功率開關管(S9)的漏極連接，第九二極管(D9)的陽極與第九功率開關管(S9)的源極連接，第九功率開關管(S9)的源極與第十一二極管(D11)的陽極連接，第十一二極管(D11)的陰極與第四分壓電容(C4)的正極連接，第十功率開關管(S10)的漏極與第二分壓電容(C2)的正極連接，第十二極管(D10)反并聯于第十功率開關管(S10)兩端，即第十二極管(D10)的陰極與第十功率開關管(S10)的漏極連接，第十二極管(D10)的陽極與第十功率開關管(S10)的源極連接，第十功率開關管(S10)的源極與第十二二極管(D12)的陽極連接，第十二二極管(D12)的陰極與第五功率開關管(S5)的源極連接，第十三二極管(D13)的陽極與第二分壓電容(C2)的正極連接，陰極與第一功率開關管(S1)的源極連接，第十四二極管(D14)的陽極與第三分壓電容(C3)的正極連接，陰極與第二功率開關管(S2)的源極連接，第十五二極管(D15)的陽極與第四分壓電容(C4)的正極連接，陰極與第三功率開關管(S3)的源極連接，第十六二極管(D16)的陽極與第六功率開關管(S6)的漏極連接，陰極與第二分壓電容(C2)的正極連接，第十七二極管(D17)的陽極與第七功率開關管(S7)的漏極連接，陰極與第三分壓電容(C3)的正極連接，第十八二極管(D18)的陽極與第八功率開關管(S8)的漏極連接，陰極與第四分壓電容(C4)的正極連接；所述半波式周波變換器(4)包括第一雙向功率開關管(S_A)和第二雙向功率開關管(S_B)，副邊繞組的同名端與第一雙向功率開關管(S_A)的一端連接，第一雙向功率開關管(S_A)的另一端與第二雙向功率開關管(S_B)的一端連接，第二雙向功率開關管(S_B)的另一端與副邊繞組的非同名端連接。