【技术实现步骤摘要】
七电平逆变拓扑结构及七电平逆变器
本专利技术涉及电力电子变换器
,更具体地,涉及一种七电平逆变拓扑结构及七电平逆变器。
技术介绍
随着实际系统对电压和容量要求的提高,传统变换器已经不能满足实际需求。若两电平变换器用于高压大容量场合,会出现:变换器的电压和电流畸变严重,开关次数增加使得电压变换率过大,冲击电压则会导致开关管的损耗增加,系统效率降低。多电平变换器具有易于实现高电压、大容量,开关管所承受电压低,输出电平数多,输出电压谐波小等优点。多电平逆变器拓扑结构主要包括二极管钳位型、飞跨电容型和级联型。二极管钳位型多电平逆变器的二极管数量随着电平数的增加而急剧增加;三电平以上直流母线中点电压难以平衡;受钳位二极管的分散性及杂散参数的影响,各钳位二极管所承受的电压不均匀。飞跨电容型多电平逆变器的电容数量随着电平数的增加而急剧增加。级联型多电平逆变器需要独立的直流电源,或者采用多绕组移相变压器,体积大成本高。随着电平数的增加,多电平逆变器电压输出谐波更小,输出电压更接近理想正弦波,但传统多电平变换器开关管数量急剧增多,电容数增加,体积大,成本高,控制复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种七电平逆变拓扑结构及七电平逆变器,用以解决现有逆变器使用开关器件数量多,体积大,成本高的问题。根据本专利技术的一个方面,提供一种七电平逆变拓扑结构,包括第一分压电容C1和第二分压电容C2、12个开关管T1~T12、与开关管反向并联的12个二极管D1~D12以及隔直电容C3,其中,第一分压电容C1和第二分压电容C2串联后并联在第一输入端I1和第二输入端I2之间;隔直电容C3具有 ...
【技术保护点】
一种七电平逆变拓扑结构,其特征在于,包括第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)、12个开关管(T1~T12)、与开关管反向并联的12个二极管(D1~D12)以及隔直电容(C3),其中,第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)串联后并联在第一输入端(I1)和第二输入端(I2)之间;隔直电容(C3)具有设定的初始电压;第一开关管(T1)和第二开关管(T2)串联后与第一分压电容(C1)并联;第三开关管(T3)和第四开关管(T4)串联后与第二分压电容(C2)并联;第五开关管(T5)的输入端与第一开关管(T1)的输出端和第二开关管(T2)的输入端相连,第五开关管(T5)的输出端与第七开关管(T7)的输出端和第八开关管(T8)的输入端相连;第六开关管(T6)的输入端与第九开关管(T9)的输出端和第十开关管(T10)的输入端相连,第六开关管(T6)的输出端与第三开关管(T3)的输出端和第四开关管(T4)的输入端相连;第七开关管(T7)和第八开关管T8串联后与隔直电容(C3)并联,第七开关管(T7)的输入端与第九开关管(T9)的输入端和第十一开关管(T11)的输入端相连,第八开关管(T8)的输出 ...
【技术特征摘要】
1.一种七电平逆变拓扑结构,其特征在于,包括第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)、12个开关管(T1~T12)、与开关管反向并联的12个二极管(D1~D12)以及隔直电容(C3),其中,第一分压电容(C1)和第二分压电容(C2)串联后并联在第一输入端(I1)和第二输入端(I2)之间;隔直电容(C3)具有设定的初始电压;第一开关管(T1)和第二开关管(T2)串联后与第一分压电容(C1)并联;第三开关管(T3)和第四开关管(T4)串联后与第二分压电容(C2)并联;第五开关管(T5)的输入端与第一开关管(T1)的输出端和第二开关管(T2)的输入端相连,第五开关管(T5)的输出端与第七开关管(T7)的输出端和第八开关管(T8)的输入端相连;第六开关管(T6)的输入端与第九开关管(T9)的输出端和第十开关管(T10)的输入端相连,第六开关管(T6)的输出端与第三开关管(T3)的输出端和第四开关管(T4)的输入端相连;第七开关管(T7)和第八开关管T8串联后与隔直电容(C3)并联,第七开关管(T7)的输入端与第九开关管(T9)的输入端和第十一开关管(T11)的输入端相连,第八开关管(T8)的输出端与第十开关管(T10)的输出端和第十二开关管(T12)的输出端相连;第九开关管(T9)和第十开关管(T10)串联后与隔直电容(C3)并联;第十一开关管(T11)和第十二开关管(T12)串联后与电容(C3)并联;其中,所述第十一开关管(T11)的输出端和第十二开关管(T12)的输入端与第一输出端(O1)相连,所述第二开关管(T2)的输出端和第三开关管(T3)的输入端与第二输出端(O2)相连。2.根据权利要求1所述的七电平逆变拓扑结构,其特征在于,所述第一开关管(T1)和第二开关管(T2)的驱动信号逻辑相反,第三开关管(T3)和第四开关管(T4)的驱动信号逻辑相反,第五开关管(T5)和第六开关管(T6)的驱动信号逻辑相反,第七开关管(T7)和第八开关管(T8)的驱动信号逻辑相反,第九开关管(T9)和第十开关管(T10)的驱动信号逻辑相反,第十一开关管(T11)和第十二开关管(T12)的驱动信号逻辑相反。3.根据权利要求2所述的七电平逆变拓扑结构,其特征在于,所述七电平逆变拓扑结构的工作状态包括以下七个工作状态,其中:第一工作状态:第一开关管(T1)、第五开关管(T5)、第八开关管(T8)和第十一开关管(T11)的驱动信号均为高电平,第二开关管(T2)、第六开关管(T6)、第七开关管(T7)和第十二开关管(T12)的驱动信号均为低电平,电流流向为:I1→T1→T5→T8→C3→T11→O1→O2→C1,或者O2→O1→D11→C3→D8→D5→D1→I1→C1;第二工作状态:第一开关管(T1)、第五开关管(T5)、第七开关管(T7)和第十一开关管(T11)的驱动信号均为高电平,第二开关管(T2)、第六开关管(T6)、第八开关管(T8)和第十二开关管(T12)的驱动信号均为低电平,电流流向为:I1→T1→T5→D7→T11→O1→O2→C1,或者O2→O1→D11→T7→D5→D1→I1→C1;第三工作状态:第一开关管...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴学智,赵亚雪,谢小波,童亦斌,张维戈,姜久春,
申请(专利权)人:北京交通大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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