本实用新型专利技术公开了一种中间电平可调的两级三相逆变器，它由依次连接的前级变换电路、后级逆变电路和输出滤波器构成；后级逆变电路是三输入或四输入三相逆变电路，前级变换电路通过后级逆变电路直流侧的高电平线、中间线、低电平线为后级逆变电路供电，其中中间线是一条双向电流线或两条单向电流线；后级逆变电路的三个输出端分别连接输出滤波器；前级变换电路可调节中间线的电压，为后级创造好的直流侧工作条件，后级逆变电路中开关管开关前后其上电压的变化幅度小，可以降低后级逆变电路的成本和损耗。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及将直流电转换成交流电的电力电子设备一一逆变器。
技术介绍
逆变器是一种将直流电转换成交流电的电子装置，比如太阳电池阵列发出的直流电必须被转换成交流电才能送入电网中，或不间断电源将蓄电池发出的直流电转换成交流电临时为负载供电。通常逆变器的直流输入电压会有一定范围的变化。比如太阳电池阵列的最大功率点电压会随温度和光照有很大变化，一般光伏逆变器设计成允许太阳电池阵列最大功率点电压的最高值和最低值相差1.8倍以上。单级逆变器为了能在最低直流输入电压下正常工作，只能采取低输出电压大输出电流的方案，这使逆变器的成本和损耗都增加。即使如此，目前非直接并网型的光伏逆变器产品还是以单级逆变器占绝大多数，这是因为，两级逆变器由于升压减小电流所带来的好处，不足以弥补前级升压器的成本和损耗。现有两级逆变器产品，多是因为输入电压不适于直接逆变而采用两级方案的。现有的两级逆变器技术方案，没有利用前后级电路之间更多可能的联系，没有很好地利用前级电路减少后级电路的损耗。比如，现有后级采用三电平逆变电路的逆变器，仅靠两个电容分压获得直流侧中间电平输入端，并靠后级三电平逆变电路的牺牲性能的控制方法，或其它方法，维持分压电容的充放电平衡。这使得后级三电平逆变方案带来的好处也很有限，仍不足以弥补增加前级升压器的成本和损耗。现有的后级逆变电路采用三电平逆变电路的两级逆变器技术方案，总是设法维持中点电平的平衡，其主要原因是怕丢掉三电平逆变电路的一个重要优点:所用功率管的耐压值可以比两电平逆变电路所用的减少1/2 ο但在某些应用场合，舍弃这个优点以便换取更多其它的好处是更好的选择。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于提供一种采用中间电平线电压可调的两级三相逆变器，以解决现有技术存在的问题，减小两级三相逆变器的成本和损耗。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案:一种中间电平可调的两级三相逆变器，它由依次连接的前级变换电路、后级逆变电路和输出滤波器F构成，前级变换电路通过后级逆变电路直流侧的高电平线P、低电平线N和中间线为后级逆变电路直流侧供电，其中中间线由两条单向电流线:一条流过正向电流的高中间电平线MP和一条流过负向电流的低中间电平线丽，或一条流过双向电流的双向中间线M组成；后级逆变电路是直流侧具有三个或四个输入线的三相逆变电路，后级逆变电路的三个输出端分别连接输出滤波器F的三个输入端；所述前级变换电路由至少一个直流电源供电，前级变换电路包括第一变换器S1、第二变换器S2，其中:第一变换器SI是将直流电源的电能变换后经高电平线P和低电平线N输出的开关模式变换器，第一变换器SI与直流电源的正负极、高电平线P和低电平线N相连。第二变换器S2是将直流电源的电能或/和经高电平线P、低电平线N传输的电能变换后经中间线输出的开关模式变换器；第二变换器S2，与中间线、高电平线P、低电平线N相连，或与中间线、高电平线P、低电平线N、直流电源相连。前级变换电路由两个直流电源:第一直流电源El和第二直流电源E2供电，供电时第一直流电源El的正极连接高电平线P、第一变换器SI的第一接入端，第一直流电源El的负极连接第一变换器SI的第二接入端Eln，第二直流电源E2的正极连接第一变换器SI的第三接入端E2p，第二直流电源E2的负极连接低电平线N、第一变换器SI的第四接入端；第一变换器SI通过其第一接入端与高电平线P相连，通过其第四接入端与低电平线N相连。第一变换器SI是将第一直流电源El和第二直流电源E2的电能变换后经高电平线P和低电平线N输出给后级逆变电路的开关模式变换器；第一变换器SI由以第一变换器SI的第三接入端E2p为输入端、第一变换器SI的第二接入端Eln为输出端、低电平线N为公共端的Buck变换器或软开关模式Buck变换器，及以第一变换器SI的第二接入端Eln为输入端、第一变换器SI的第三接入端E2p为输出端、高电平线P为公共端的负向Buck变换器或软开关模式负向Buck变换器组成；第一变换器SI由第一电感L1、第二电感L2、第一开关管Tl，第二开关管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容Cl、第二电容C2组成，其中第一电感LI的第一端连接第一变换器SI的第二接入端Eln，第一电感LI的第二端连接第一二极管Dl的负极和第一开关管Tl的第二端，第一二极管Dl的正极连接低电平线N，第一开关管Tl的第一端连接第一变换器SI的第三接入端E2p ;第二电感L2的第一端连接第一变换器SI的第三接入端E2p，第二电感L2的第二端连接第二二极管D2的正极和第二开关管T2的第一端，第二二极管D2的负极连接高电平线P，第二开关管T2的第二端连接第一变换器SI的第二接入端Eln ;第一电容Cl的第一端接高电平线P，第一电容Cl的第二端接第一变换器SI的第二接入端Eln，第二电容C2的第一端接第一变换器SI的第三接入端E2p，第二电容C2的第二端接低电平线N。中间线由流过正向电流的高中间电平线MP和流过负向电流的低中间电平线丽组成；第二变换器S2包括一个以第一变换器SI的第三接入端E2p为输入端、高中间电平线MP为输出端、低电平线N为公共端的Buck变换器或软开关模式Buck变换器，以及一个以第一变换器SI的第二接入端Eln为输入端、低中间电平线MN为输出端、高电平线P为公共端的负向Buck变换器或软开关模式负向Buck变换器。中间线是双向中间线M ;第二变换器S2包括一个以第一变换器SI的第三接入端E2p为输入端、双向中间线M为输出端、低电平线N为公共端的Buck变换器或软开关模式Buck变换器，以及一个以第一变换器SI的第二接入端Eln为输入端、双向中间线M为输出端、高电平线P为公共端的负向Buck变换器或软开关模式负向Buck变换器。中间线由流过正向电流的高中间电平线MP和流过负向电流的低中间电平线丽组成；第二变换器S2包含一个以高电平线P为输入端、高中间电平线MP为输出端、低电平线N为公共端的Buck变换器或软开关模式Buck变换器，以及一个以低电平线N为输入端、低中间电平线MN为输出端、高电平线P为公共端的负向Buck变换器或软开关模式负向Buck变换器。中间线是双向中间线M ;第二变换器S2采用半桥式逆变电路，由第五开关管T5和第六开关管T6构成半桥，半桥中点连接第四电感L4的第一端，第四电感L4的第二端连接双向中间线M，半桥正端连接高电平线P，半桥负端连接低电平线N。前级变换电路由第三直流电源E3供电，第一变换器SI与第三直流电源E3的正负极、高电平线P、低电平线N相连；第一变换器SI是将第三直流电源E3的电能升压变换后经高电平线P和低电平线N输出给后级逆变电路的开关模式变换器；第一变换器SI采用boost变换器或者软开关模式boost变换器或者多套小电流boost电路并联模式变换器；所述boost变换器的输入端接第三直流电源E3的正极、输出端接高电平线P、公共端接低电平线N和第三直流电源E3的负极。中间线是双向中间线M ;第二变换器S2采用半桥式逆变电路，由第三开关管T3和第四开关管T4构成半桥，半桥中点连接第三电感L3的第一端，第三电感L3的第二端连接双向中间线M，半桥正端连接第三直流电源E3正极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中间电平可调的两级三相逆变器，它由依次连接的前级变换电路、后级逆变电路和输出滤波器（F）构成，其特征在于：前级变换电路通过后级逆变电路直流侧的高电平线（P）、低电平线（N）和中间线为后级逆变电路直流侧供电，其中中间线由两条单向电流线：一条流过正向电流的高中间电平线（MP）和一条流过负向电流的低中间电平线（MN），或一条流过双向电流的双向中间线（M）组成；后级逆变电路是直流侧具有三个或四个输入线的三相逆变电路，后级逆变电路的三个输出端分别连接输出滤波器（F）的三个输入端；所述前级变换电路由至少一个直流电源供电，前级变换电路包括第一变换器（S1）、第二变换器（S2），其中：第一变换器（S1）是将直流电源的电能变换后经高电平线（P）和低电平线（N）输出的开关模式变换器，第一变换器（S1）与直流电源的正负极、高电平线（P）和低电平线（N）相连；第二变换器（S2）是将直流电源的电能或/和经高电平线（P）、低电平线（N）传输的电能变换后经中间线输出的开关模式变换器；第二变换器（S2），与中间线、高电平线（P）、低电平线（N）相连，或与中间线、高电平线（P）、低电平线（N）、直流电源相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇翔，郭敏，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。