一种多电平逆变器制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种多电平逆变器，用以解决现有多电平逆变器的开关单元的导通损耗较高变换效率低下的问题。该多电平逆变器包括第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容、第四母线电容、第七开关单元、第八开关单元、逆变电路和滤波电路；所述第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容和第四母线电容串联于正、负直流母线之间且第二母线电容和第三母线电容串接点接地。由于本实用新型专利技术的多电平逆变器中采用了通态电阻比较小的反并联体二极管的开关管，因此减小了多电平逆变器的开关单元的功率损耗，从而减小了电路功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多电平逆变器
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种多电平逆变器。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展，脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)已经逐渐成为主流的电力电子逆变器控制方式，在不间断供电设备(UninterruptiblePowerSupply，UPS)、光伏逆变器、风能变流器以及电机变流器等方面应用越来越广泛。从PWM调制逆变器输出的相电压的电平数量上，可将逆变器划分为两电平逆变器器、三电平逆变器器、五电平逆变器以及多电平逆变器，从实现的复杂度上，五电平及更多电平的多电平逆变器实现起来比较困难，目前业界应用较多的是两电平和三电平逆变器。两电平逆变器实现起来比较简单，成本较低，但是由于开关器件要承受整个母线电压应力，因此必须选择耐压等级较高的开关器件。两电平逆变器和三电平逆变器的开关损耗较大，限制了PWM开关频率的提高。另外，由于两电平和三电平输出电压谐波含量较高，导致输出滤波器的体积和损耗都比较大。图1A为现有的一种多电平逆变器结构示意图，包括第一母线电容C1、第二母线电容C2、第三母线电容C3、第四母线电容C4、第七开关单元17、第八开关单元18、逆变电路和滤波电路10；所述逆变电路包括第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13、第四开关单元14、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述第二开关单元12和第三开关单元13串接点与所述滤波电路10连接。图中的第三二极管D3和第四二极管D4通态压降较高，导致这种逆变器的电路结构导通损耗较高，同时该逆变器拓扑不能完全实现四个象限的五电平运行，开关损耗较高，所以电路功耗大。
技术实现思路
本技术实施例公开了一种多电平逆变器，并采用同步整流技术用以解决现有多电平逆变器的开关单元的导通损耗较高变换效率低下的问题。为达到上述目的，本技术实施例公开了一种多电平逆变器，包括：第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容、第四母线电容、第七开关单元、第八开关单元、逆变电路和滤波电路；所述第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容和第四母线电容串联于正、负直流母线之间且第二母线电容和第三母线电容串接点接地；所述逆变电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第一二极管和第二二极管；所述第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元同向串联于正、负直流母线之间，且第二开关单元和第三开关单元串接点与所述滤波电路连接；所述第五开关单元与第一二极管的负极连接，所述第五开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一开关单元和第二开关单元的串接点，第一二极管的正极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点；所述第六开关单元与第二二极管的正极连接，所述第六开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三开关单元和第四开关单元的串接点，第二二极管的负极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点，其中，所述第五开关单元和第六开关单元为反并联体二极管的开关管；所述第七开关单元的一端与所述第一二极管的负极连接，所述第七开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一母线电容和第二母线电容串接点；所述第八开关单元的一端与所述第二二极管的正极连接，所述第八开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三母线电容和第四母线电容串接点。进一步地，所述逆变电路的第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元中的任意一个开关单元包括反并联体二极管的开关管。进一步地，所述第七开关单元包括反并联体二极管的开关管。进一步地，所述第八开关单元包括反并联体二极管的开关管。进一步地，所述滤波电路包括：储能电感和第五电容；所述储能电感和第五电容串联；所述储能电感的未与所述第五电容连接的一端连接在第二开关单元和第三开关单元的串接点；所述第五电容的未与所述储能电感连接的一端接0V。本技术实施例提供了一种多电平逆变器，包括第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容、第四母线电容、第七开关单元、第八开关单元、逆变电路和滤波电路；所述第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容和第四母线电容串联于正、负直流母线之间且第二母线电容和第三母线电容串接点接地；所述逆变电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第一二极管和第二二极管；所述第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元同向串联于正、负直流母线之间，且第二开关单元和第三开关单元串接点与所述滤波电路连接；所述第五开关单元与第一二极管的负极连接，所述第五开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一开关单元和第二开关单元的串接点，第一二极管的正极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点；所述第六开关单元与第二二极管的正极连接，所述第六开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三开关单元和第四开关单元的串接点，第二二极管的负极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点，其中，所述第五开关单元和第六开关单元为反并联体二极管的开关管；所述第七开关单元的一端与所述第一二极管的负极连接，所述第七开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一母线电容和第二母线电容串接点；所述第八开关单元的一端与所述第二二极管的正极连接，所述第八开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三母线电容和第四母线电容串接点。由于本技术的多电平逆变器中采用了功耗小的反并联体二极管的开关管，因此减小了多电平逆变器的开关单元的功率损耗，从而减小了电路功耗。附图说明为了更清楚地说明本技术，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A为现有的一种多电平逆变器结构示意图；图1B为本技术实施例提供的一种多电平逆变器结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种多电平逆变器结构示意图；图3为本技术实施例提供的多电平逆变器的逆变拓扑带阻感性负载输出的电压和电流示意图；图3A为图2所示的多电平逆变器的第一象限模态1的电流通路；图3B为图2所示的多电平逆变器的第一象限模态2的电流通路示意图；图3C为图2所示的多电平逆变器的第一象限模态3的电流通路示意图；图3E为图2所示的多电平逆变器的第二象限模态2的电流通路示意图；图3F为图2所示的多电平逆变器的第二象限模态3的电流通路示意图；图3G为图2所示的多电平逆变器的第三象限模态1的电流通路示意图；图3H为图2所示的多电平逆变器的第三象限模态2的电流通路示意图；图3I为图2所示的多电平逆变器的第三象限模态3的电流通路示意图；图3K为图2所示的多电平逆变器的第四象限模态2的电流通路示意图；图3L为图2所示的多电平逆变器的第四象限模态3的电流通路示意图；图4为图2所示的多电平逆变器的时序图。具体实施方式为了减小多电平逆变器的开关单元的的功率损耗，从而减小了电路功耗的问题，本技术提供了一种多电平逆变器。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电平逆变器，其特征在于，包括第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容、第四母线电容、第七开关单元、第八开关单元、逆变电路和滤波电路；所述第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容和第四母线电容串联于正、负直流母线之间且第二母线电容和第三母线电容串接点接地；所述逆变电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第一二极管和第二二极管；所述第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元同向串联于正、负直流母线之间，且第二开关单元和第三开关单元串接点与所述滤波电路连接；所述第五开关单元与第一二极管的负极连接，所述第五开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一开关单元和第二开关单元的串接点，第一二极管的正极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点；所述第六开关单元与第二二极管的正极连接，所述第六开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三开关单元和第四开关单元的串接点，第二二极管的负极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点，其中，所述第五开关单元和第六开关单元为反并联体二极管的开关管；所述第七开关单元的一端与所述第一二极管的负极连接，所述第七开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一母线电容和第二母线电容串接点；所述第八开关单元的一端与所述第二二极管的正极连接，所述第八开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三母线电容和第四母线电容串接点。...

【技术特征摘要】
1.一种多电平逆变器，其特征在于，包括第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容、第四母线电容、第七开关单元、第八开关单元、逆变电路和滤波电路；所述第一母线电容、第二母线电容、第三母线电容和第四母线电容串联于正、负直流母线之间且第二母线电容和第三母线电容串接点接地；所述逆变电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第一二极管和第二二极管；所述第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元同向串联于正、负直流母线之间，且第二开关单元和第三开关单元串接点与所述滤波电路连接；所述第五开关单元与第一二极管的负极连接，所述第五开关单元的一未与第一二极管相连的非控制端连接于第一开关单元和第二开关单元的串接点，第一二极管的正极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点；所述第六开关单元与第二二极管的正极连接，所述第六开关单元的一未与第二二极管相连的非控制端连接于第三开关单元和第四开关单元的串接点，第二二极管的负极连接于第二母线电容和第三母线电容串接点，其中，所述第五开关单元和第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军科，杨建宁，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44