高可靠性五电平三相双输入逆变器制造技术

本发明专利技术公开了两种高可靠性五电平三相双输入逆变器，第一种三相双输入逆变器由两个独立输入源、十二个开关管、十二个二极管、六个滤波电感构成；第二种三相双输入逆变器由两个独立输入源、十二个开关管、八个二极管、六个滤波电感构成。本发明专利技术处于任何模态时，上桥臂和下桥臂之一与拓扑中的某个二极管反向串联，从结构上避免了直通，可靠性高。本发明专利技术利用双输入电源和开关的组合变换构成多电平输出。系统双输入源V

High reliability five level three phase double input inverter

The invention discloses two high reliability five level three-phase double input inverter, the first three-phase double input inverter consists of two independent input source, twelve switches, twelve diodes, six filter inductance; second three-phase double input inverter consists of two independent input source, twelve switches, eight diodes six, a filter inductance. When the invention is in any mode, one of the upper bridge arm and the lower bridge arm is connected in series with one of the diodes in the topology, and the straight through structure is avoided, and the reliability is high. The invention makes use of the combination transformation of double input power and switch to form multi-level output. System double input source V

【技术实现步骤摘要】
高可靠性五电平三相双输入逆变器
本专利技术属于电力电子
，尤其属于直流-交流变换
，具体指一种无桥臂直通风险的三相双输入逆变器。
技术介绍
随着航空电源、新能源发电、电动汽车等技术的快速发展，高可靠性高效率逆变器逆变技术得到了广泛的关注。传统三相逆变器的开关桥臂由两个开关管串联而成，开关桥臂直接和直流电源串联，为了防止开关桥臂直通，必须给开关管加入合适的死区时间。这会导致逆变器输出波形质量变差，并且逆变器在受到干扰时，两个开关管仍然存在同时导通而导致直流电源短路的危险。另一方面，在高电压大功率逆变场合中，多电平逆变技术得到越来越多的关注，人们提出了不同的电路拓扑结构和控制策略，但是多电平逆变器仍然存在电路复杂、控制方法复杂等缺点，影响逆变器系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出高可靠性五电平三相双输入逆变器，用于从结构机理上提高对多个输入直流电压源进行直流-三相交流变换时的可靠性，并形成五电平调制，减少谐波。为实现上述目的，本专利技术提出了两种方案。所述高可靠性五电平三相双输入逆变器第一种结构由第一直流输入电压源(Vin1)、第二直流输入电压源(Vin2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、第七开关管(S7)、第八开关管(S8)、第九开关管(S9)、第十开关管(S10)、第十一开关管(S11)、第十二开关管(S12)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第九二极管(D9)、第十二极管(D10)、第十一二极管(D11)、第十二二极管(D12)第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、第三滤波电感(L3)、第四滤波电感(L4)、第五滤波电感(L5)、第六滤波电感(L6)构成。并且第一直流输入电压源(Vin1)必须不低于第二直流输入电压源(Vin2)的电压。所述高可靠性五电平三相双输入逆变器第二种结构由第一直流输入电压源(Vin1)、第二直流输入电压源(Vin2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第四开关管(S4)、第五开关管(S5)、第六开关管(S6)、第七开关管(S7)、第八开关管(S8)、第九开关管(S9)、第十开关管(S10)、第十一开关管(S11)、第十二开关管(S12)、第一二极管(D1)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第九二极管(D9)、第十二二极管(D12)第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、第三滤波电感(L3)、第四滤波电感(L4)、第五滤波电感(L5)、第六滤波电感(L6)构成。并且第一直流输入电压源(Vin1)必须不低于第二直流输入电压源(Vin2)的电压。该三相逆变器的输入电源的连接方式为：对第一种结构：第一直流输入电压源(Vin1)的正极连接于第一开关管(S1)、第五开关管(S5)、第九开关管(S9)的集电极和第四二极管(D4)、第八二极管(D8)、第十二二极管(D12)的负极；第一直流输入电压源(Vin1)的负极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的负极、第四开关管(S4)的发射极、第八开关管(S8)的发射极、第十二开关管(S12)的发射极和第一二极管(D1)的正极、第五二极管(D5)的正极、第九二极管(D9)的正极。第二直流输入源(Vin2)的正极通过六个二极管(D2、D3、D6、D7、D10、D11)、六个开关管(S2、S3、S6、S7、S10、S11)接入到电路；第二二极管(D2)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第二二极管(D2)的负极连接于第二开关管(S2)的集电极；第三开关管(S3)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第三开关管(S3)的集电极连接于第三二极管(D3)的负极；第六二极管(D6)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第六二极管(D6)的负极连接于第六开关管(S6)的集电极；第七开关管(S7)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第七开关管(S7)的集电极连接于第七二极管(D7)的负极；第十二极管(D10)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第十二极管(D10)的负极连接于第十开关管(S10)的集电极；第十一开关管(S11)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第十一开关管(S11)的集电极连接于第十一二极管(D11)的负极。第二直流输入电压源(Vin2)的负极连接于第一直流输入电压源(Vin1)的负极、第四开关管(S4)的发射极、第八开关管(S8)的发射极、第十二开关管(S12)的发射极和第一二极管(D1)的正极、第五二极管(D5)的正极、第九二极管(D9)的正极。对于第二种结构：第一直流输入电压源(Vin1)连接方式与第一种相同。第二直流输入源(Vin2)的正极通过两个二极管(D6、D7)、六个开关管(S2、S3、S6、S7、S10、S11)接入到电路；第六二极管(D6)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第六二极管(D6)的负极连接于第二开关管(S2)的集电极、第六开关管(S6)的集电极、第十开关管(S10)的集电极；第七二极管(D7)的负极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第七二极管(D7)的正极连接于第三开关管(S3)的集电极、第七开关管(S7)的集电极、第十一开关管(S11)的集电极。该三相逆变器的桥臂的连接方式为：对于第一种结构：(桥臂1)第一开关管(S1)的发射极连接于第二开关管(S2)的发射极、第一二极管(D1)的负极、第一滤波电感(L1)的一端；第四二极管(D4)的正极连接于第三二极管(D3)的正极、第四开关管(S4)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端；第一滤波电感(L1)和第二滤波电感(L2)的另一端连接在一起作为三相负载端之一。(桥臂2)第五开关管(S5)的发射极连接于第六开关管(S6)的发射极、第五二极管(D5)的负极、第三滤波电感(L3)的一端；第八二极管(D8)的正极连接于第七二极管(D7)的正极、第八开关管(S8)的集电极、第四滤波电感(L4)的一端；第二滤波电感(L2)和第三滤波电感(L3)的另一端连接在一起作为三相负载端之二。(桥臂3)第九开关管(S9)的发射极连接于第十开关管(S10)的发射极、第九二极管(D9)的负极、第五滤波电感(L5)的一端；第十二二极管(D12)的正极连接于第十一二极管(D11)的正极、第十二开关管(S12)的集电极、第六滤波电感(L6)的一端；第五滤波电感(L5)和第六滤波电感(L6)的另一端连接在一起作为三相负载端之三。对于第二种结构：(桥臂1)第一开关管(S1)的发射极连接于第二开关管(S2)的发射极、第一二极管(D1)的负极、第一滤波电感(L1)的一端；第四二极管(D4)的正极连接于第三开关管(S3)的集电极、第四开关管(S4)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端；第一滤波电感(L1)和第二滤波电感(L2)的另一端连接在一起作为三相负载端之本文档来自技高网...

【技术保护点】
高可靠性(无桥臂直通风险)三相双输入逆变器拓扑结构，其特征在于：对于第一种拓扑：直流输入电压源(V

【技术特征摘要】
1.高可靠性(无桥臂直通风险)三相双输入逆变器拓扑结构，其特征在于：对于第一种拓扑：直流输入电压源(Vin1)的正极连接于第一开关管(S1)、第五开关管(S5)、第九开关管(S9)的集电极和第四二极管(D4)、第八二极管(D8)、第十二二极管(D12)的负极；第一直流输入电压源(Vin1)的负极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的负极、第四开关管(S4)的发射极、第八开关管(S8)的发射极、第十二开关管(S12)的发射极和第一二极管(D1)的正极、第五二极管(D5)的正极、第九二极管(D9)的正极。直流输入源(Vin2)的正极通过六个二极管(D2、D3、D6、D7、D10、D11)、六个开关管(S2、S3、S6、S7、S10、S11)接入到电路；第二二极管(D2)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第二二极管(D2)的负极连接于第二开关管(S2)的集电极；第三开关管(S3)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第三开关管(S3)的集电极连接于第三二极管(D3)的负极；第六二极管(D6)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第六二极管(D6)的负极连接于第六开关管(S6)的集电极；第七开关管(S7)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第七开关管(S7)的集电极连接于第七二极管(D7)的负极；第十二极管(D10)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第十二极管(D10)的负极连接于第十开关管(S10)的集电极；第十一开关管(S11)的发射极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第十一开关管(S11)的集电极连接于第十一二极管(D11)的负极。第二直流输入电压源(Vin2)的负极连接于第一直流输入电压源(Vin1)的负极、第四开关管(S4)的发射极、第八开关管(S8)的发射极、第十二开关管(S12)的发射极和第一二极管(D1)的正极、第五二极管(D5)的正极、第九二极管(D9)的正极。(桥臂1)第一开关管(S1)的发射极连接于第二开关管(S2)的发射极、第一二极管(D1)的负极、第一滤波电感(L1)的一端；第四二极管(D4)的正极连接于第三二极管(D3)的正极、第四开关管(S4)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端；第一滤波电感(L1)和第二滤波电感(L2)的另一端连接在一起作为三相负载端之一。(桥臂2)第五开关管(S5)的发射极连接于第六开关管(S6)的发射极、第五二极管(D5)的负极、第三滤波电感(L3)的一端；第八二极管(D8)的正极连接于第七二极管(D7)的正极、第八开关管(S8)的集电极、第四滤波电感(L4)的一端；第二滤波电感(L2)和第三滤波电感(L3)的另一端连接在一起作为三相负载端之二。(桥臂3)第九开关管(S9)的发射极连接于第十开关管(S10)的发射极、第九二极管(D9)的负极、第五滤波电感(L5)的一端；第十二二极管(D12)的正极连接于第十一二极管(D11)的正极、第十二开关管(S12)的集电极、第六滤波电感(L6)的一端；第五滤波电感(L5)和第六滤波电感(L6)的另一端连接在一起作为三相负载端之三。对于第二种拓扑：直流输入电压源(Vin1)连接方式与第一种相同。直流输入源(Vin2)的正极通过两个二极管(D6、D7)、六个开关管(S2、S3、S6、S7、S10、S11)接入到电路；第六二极管(D6)的正极连接于第二直流输入电压源(Vin2)的正极，第六二极管(D6)的负极连接于第二开关管(S2)的集电极、第六开关管(S6)的集电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚，葛红娟，杨帆，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32