[發明專利]一種單相三電平逆變器

在審

• 申請號: 201710691025.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107317499A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 何曉東
• 申請（專利權）人: 何曉東
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及電能轉換技術領域，特別是涉及直流電到交流電的轉換，包括交流電到直流電的轉換，特別涉及光伏，風能等新能源的并網發電。

背景技術：

當前新能源發電日益增多，市場競爭日益激烈，提高產品穩定性和降低成本有助于提高產品的市場競爭力。

傳統的逆變器轉換效率低不利于提高產品的功率密度和降低產品成本。

發明內容：

因此，本發明提供一種高壓輸入下能實現高效率變換的單相逆變器拓撲。

為了實現上述目的，本發明實例提供的技術方案如下

由開關5與開關6組成的橋臂經電感L2、L3電容C3與C1、C2串聯電路構成開通功率回路，由開關3，開關4構成電感L2、L3續流回路，由開關1、開關2與電感1構成C1、C2的中點穩壓電路。

開關5、開關6組成的橋臂，開關1、開關2組成的橋臂，以及電容1、電容2組成的串聯電路，與提供直流能量的直流源并聯。

優選的，開關3、開關4、開關5、開關6、均為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)開關1、開關2均為MOS 管(場效應晶體管)。

優選的，開關3、開關4、開關5、開關6、開關1、開關2均為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)。

優選的，開關3、開關4、開關5、開關6、開關1、開關2均為MOS管(場效應晶體管)。

附圖說明：

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種單相的三電平逆變電路圖。

圖2為本申請另一實施例提供的一種單相的三電平逆變電路圖。

具體實施方式：

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

由至少一個開關S5與至少一個開關S6串聯構成一個橋臂并聯接到直流BUS上，橋臂的輸出連接一個電感器L2與濾波電容C3相連作為逆變的輸出L線。

由至少1個電容C1與至少一個電容C2串聯，兩個電容串聯的公共連接點經過電感L3與C3另一端相連 (也可以不用電感直接與C3相連)作為逆變器的輸出N線。

由至少一個開關S3與至少一個開關S4反向串聯(例如S3與S4為IGBT，則有S3的發射極與S4的發射極相連，或者S3的集電極與S4的集電極相連)后由電容C1與電容C2串聯的公共點與由開關S5與開關 S6構成的橋臂的輸出端相連。

由至少一個開關S1與至少一個開關S2構成的橋臂的輸出端經電感L1與電容C1，C2構成串聯電路中點相連。

具體的工作原理為：

參照附圖1，在逆變為正半周時S4開通，S5按SPWM開通，當S5開通時電流經過S5、L2、負載、L3、分別流過C1、C2(C1為放電，C2為充電)以及L1、S2形成回路，當S5關斷時 S3開通，電感續流經過S3、D3、S4、L2、負載、L3、回到S3、D3(注：D3、D4、D5、D6、 D1、D2可以是單獨的二極管，也可以是開關器件自帶的二極管)完成電感續流。

在逆變為負半周時S3開通，S6按SPWM開通，當S6開通時電流經過分別通過S1、L1以及 C1、C2(C1為充電，C2為放電)經L3、負載、L2、S6形成回路，當S6關斷時S4開通，電感續流經過S4、D4、S3、L3、負載、L2、回到S4、D4(注：D3、D4、D5、D6、D1、D2可以是單獨的二極管，也可以是開關器件自帶的二極管)完成電感續流。

通過控制S1、S2的開通時間來控制因器件參數不一致時候或者輸出微弱的直流分量導致的 C1、C2的中點電壓偏離1/2直流輸入電壓，以及可以減少C1、C2的紋波電流。

因此綜合以上論述本發明提供了逆變器的正負半周的電流回路，可以實現逆變與整流功能。優勢與創新點：

此發明利用S3、S4續流因此可以工作在高效率的單極性調制而不會出現傳統的逆變器單極性調制高的dv/dt共模電壓.

此發明利用電容C1、C2和S1、S2共同分擔電流，減少開通損耗。

此發明利用電容C1、C2的分壓提高了在高直流電壓輸入時的工作效率。