[發(fā)明專利]一種多電平功率變換電路及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710282197.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN106972748B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉遠(yuǎn)茂
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種多電平功率變換電路，第一二極管的陽極分別與第一全控開關(guān)的第一端和第三全控開關(guān)的第一端以及輸入電源的正極連接，第一二極管的陰極與第一電容器的正極連接；第一電容器的負(fù)極分別與第三全控開關(guān)的第二端和第四全控開關(guān)的第一端連接；第二二極管的陰極分別與第二全控開關(guān)的第二端和第四全控開關(guān)的第二端以及輸入電源的負(fù)極連接，第二二極管的陽極與第二電容器的負(fù)極連接；第二電容器的正極分別與第一全控開關(guān)的第二端和所述第二全控開關(guān)的第一端連接。由此可見，本電路無需添加電壓均衡電路，且只需要一個(gè)輸入電源，另外結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較高。此外，本發(fā)明還公開一種多電平功率變換系統(tǒng)，效果如上所述。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多電平功率變換電路及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著石化能源的逐漸枯竭和城市空氣污染的日益嚴(yán)重，以風(fēng)能和太陽能為代表的分布式發(fā)電技術(shù)以及以電池和超級(jí)電容為代表的分布式儲(chǔ)能技術(shù)越來越受到世界各國的高度重視。這些新興能源和新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用高度依賴于電力電子逆變裝置的性能。

然而，傳統(tǒng)的兩電平逆變電路具有諧波含量高和效率低等缺陷。近年來，隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，多電平逆變電路備受關(guān)注，其優(yōu)點(diǎn)包括輸出電壓諧波含量少、器件電壓應(yīng)力低、電磁干擾少和效率高等。典型的多電平逆變電路包括二極管鉗位型、電容鉗位型和H橋級(jí)聯(lián)型。其中二極管鉗位型和電容鉗位型多電平逆變電路都存在電容電壓需要外加電壓均衡電路的問題，而H橋級(jí)聯(lián)型多電平逆變電路需要多個(gè)獨(dú)立的直流電源。

由此可見，現(xiàn)有的方案無疑都增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和降低了可靠性。如何設(shè)計(jì)出電路結(jié)構(gòu)簡單和高可靠性的多電平逆變電路是有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多電平功率變換電路及系統(tǒng)，具有電路結(jié)構(gòu)簡單和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多電平功率變換電路，包括第一全橋電路、第一二極管、第二二極管、第一電容器和第二電容器；所述第一全橋電路包括第一全控開關(guān)、第二全控開關(guān)、第三全控開關(guān)和第四全控開關(guān)；

所述第一二極管的陽極分別與所述第一全控開關(guān)的第一端和所述第三全控開關(guān)的第一端以及輸入電源的正極連接，所述第一二極管的陰極與所述第一電容器的正極連接；所述第一電容器的負(fù)極分別與所述第三全控開關(guān)的第二端和所述第四全控開關(guān)的第一端連接；所述第二二極管的陰極分別與所述第二全控開關(guān)的第二端和所述第四全控開關(guān)的第二端以及所述輸入電源的負(fù)極連接，所述第二二極管的陽極與第二電容器的負(fù)極連接；所述第二電容器的正極分別與所述第一全控開關(guān)的第二端和所述第二全控開關(guān)的第一端連接；

其中，所述第一全控開關(guān)、所述第二全控開關(guān)、所述第三全控開關(guān)和所述第四全控開關(guān)的控制端分別通過驅(qū)動(dòng)電路與控制器相連。

優(yōu)選地，還包括第一諧振電感器和第二諧振電感器，所述第一諧振電感器的第一端與所述第三全控開關(guān)的第二端和所述第四全控開關(guān)的第一端連接，所述第一諧振電感器的第二端與所述第一電容器的負(fù)極連接；所述第二諧振電感器的第一端與所述第一全控開關(guān)的第二端和所述第二全控開關(guān)的第一端連接，所述第二諧振電感器的第二端與所述第二電容器的正極連接。

優(yōu)選地，還包括第二全橋電路，所述第二全橋電路與包括第五全控開關(guān)、第六全控開關(guān)、第七全控開關(guān)和第八全控開關(guān)；

所述第五全控開關(guān)的第一端與所述第七全控開關(guān)的第一端分別與所述第一電容器的正極連接，所述第六全控開關(guān)的第二端與所述第八全控開關(guān)的第二端分別與所述第二電容器的負(fù)極連接，所述第七全控開關(guān)的第二端與所述第八全控開關(guān)的第一端連接并作為正輸出端，所述第五全控開關(guān)的第二端與所述第六全控開關(guān)的第一端連接并作為負(fù)輸出端。

優(yōu)選地，所述第五全控開關(guān)、所述第六全控開關(guān)、所述第七全控開關(guān)和所述第八全控開關(guān)為N溝道電力場效應(yīng)晶體管。