一种三电平T字型拓扑结构以及单相逆变器和三相逆变器制造技术

本发明专利技术提供一种三电平T字型拓扑结构以及单相逆变器和三相逆变器，其拓扑结构包括：电容支路、中点连接支路、半桥支路及输出电感；通过半桥支路以及中点连接支路组成T字型的拓扑结构，并且半桥支路中的开关管均采用SiC‑MOSFET，由于SiC‑MOSFET具有较低的开关损耗和较高开关频率，使得本发明专利技术提供的T字型拓扑结构的电能转换效率提高，可以将相同直流电的电能，转换成更多的交流电的电能，减少了电能的浪费。

A Three-level T-shaped Topological Structure and Single-phase Inverter and Three-phase Inverter

The invention provides a three-level T-shaped topology structure and a single-phase and three-phase inverters, whose topology structure includes capacitor branch, midpoint connection branch, half-bridge branch and output inductance; T-shaped topology structure is composed of half-bridge branch and midpoint connection branch, and the switching tubes in half-bridge branch all adopt SiC_MOSFET, because SiC_MOSFET has low opening. The power conversion efficiency of the T-shaped topology structure provided by the invention is improved by switching loss and higher switching frequency. The same DC power can be converted into more AC power and the waste of electric energy can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种三电平T字型拓扑结构以及单相逆变器和三相逆变器
本专利技术涉及电压转换
，尤其涉及一种三电平T字型拓扑结构以及单相逆变器和三相逆变器。
技术介绍
近年来，随着光伏发电的发展，对逆变器的应用更加广泛。通常，逆变器采用T字型拓扑结构。如果逆变器包含三个相同T字型拓扑结构，则逆变器为三相T字型拓扑结构。并且，逆变器还可以根据需要选取三电平或两电平的方式。两电平包含高电平或低电平；三电平包含高电平、低电平或零电平。但目前的T字型拓扑结构的电能转换效率低，只能将直流电电能的一部分转换成交流电电能，以提供给相应的设备，使其完成相应的工作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种三电平T字型拓扑结构以及单相逆变器和三相逆变器，以解决T字型拓扑结构的电能转换效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：本专利技术第一方面公开一种三电平T字型拓扑结构，包括：电容支路、中点连接支路、半桥支路及输出电感；其中：所述半桥支路的第一端与正母线相连，所述半桥支路的第二端与负母线相连；所述半桥支路的第三端与所述中点连接支路的一端相连，连接点与所述输出电感的一端相连；所述输出电感的另一端作为所述三电平T字型拓扑结构的输出端；所述电容支路的第一电源端与所述正母线相连，第二电源端与所述负母线相连；所述电容支路的中点与所述中点连接支路的另一端相连；其中，所述半桥支路中的开关管均为碳化硅-金属氧化物半导体场效应晶体管SiC-MOSFET。可选的，所述中点连接支路，包括：第一开关模块和第二开关模块；其中：所述第一开关模块的发射极和所述第二开关模块的发射极相连；所述第二开关模块的集电极与所述半桥支路的第三端相连；所述第一开关模块的集电极与所述电容支路的中点相连；或者，所述第一开关模块的集电极和所述第二开关模块的集电极相连；所述第一开关模块的发射极与所述半桥支路的第三端相连；所述第二开关模块的发射极与所述电容支路的中点相连。可选的，所述半桥支路，包括：集电极作为所述半桥支路的第一端的第三开关模块；集电极与所述第三开关模块的发射极相连、发射极作为所述半桥支路的第二端的第四开关模块；其中，所述第三开关模块的发射极与所述第四开关模块的集电极的连接点作为所述半桥支路的第三端。可选的，所述第一开关模块和所述第二开关模块中的开关管均为绝缘栅双极型晶体管IGBT；或，所述第一开关模块和所述第二开关模块中的开关管均为硅-金属氧化物半导体场效应晶体管Si-MOSFET。可选的，所述第一开关模块和所述第二开关模块集成在同一模组内，或，所述第一开关模块和所述第二开关模块为相互独立的元器件；所述第一开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；所述第二开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；其中，所述第一开关模块及所述第二开关模块中的开关管均带有反向并联的二极管。可选的，所述第三开关模块和所述第四开关模块集成在同一模组内，或，所述第三开关模块和所述第四开关模块为相互独立的元器件；所述第三开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；所述第四开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；其中，所述第三开关模块及所述第四开关模块中的开关管均带有反向并联的二极管。可选的，所述电容支路，包括：一端作为所述电容支路的第一电源端的第一电容模块；一端作为所述电容支路的第二电源端的第二电容模块；其中，所述第一电容模块的另一端与所述第二电容模块的另一端相连，连接点作为所述电容支路的中点。可选的，所述第一电容模块由单个电容组成，或者，由至少两个并联连接的电容组成；所述第二电容模块由单个电容组成，或者，由至少两个并联连接的电容组成。本方明第二方面公开一种单相逆变器，包括：两个如上述任一所述的三电平T字型拓扑结构：第一三电平T字型拓扑结构和第二三电平T字型拓扑结构；其中：所述第一三电平T字型拓扑结构中的正母线与所述第二三电平T字型拓扑结构中的正母线相连；所述第一三电平T字型拓扑结构中的负母线与所述第二三电平T字型拓扑结构中的负母线相连；所述第一三电平T字型拓扑结构的输出端作为所述三相逆变器的第一输出端；所述第二三电平T字型拓扑结构的输出端作为所述三相逆变器的第二输出端。本方明第三方面公开一种三相逆变器，其特征在于，包括：三个如上述任一所述的三电平T字型拓扑结构：第一三电平T字型拓扑结构、第二三电平T字型拓扑结构和第三三电平T字型拓扑结构；其中：所述第一三电平T字型拓扑结构中的正母线、所述第二三电平T字型拓扑结构中的正母线以及所述第三三电平T字型拓扑结构中的正母线相连；所述第一三电平T字型拓扑结构中的负母线、所述第二三电平T字型拓扑结构中的负母线以及所述第三三电平T字型拓扑结构中的负母线相连；所述第一三电平T字型拓扑结构的输出端作为所述三相逆变器的第一输出端；所述第二三电平T字型拓扑结构的输出端作为所述三相逆变器的第二输出端；所述第三三电平T字型拓扑结构的输出端作为所述三相逆变器的第三输出端。相对于现有技术而言，本专利技术提供一种三电平T字型拓扑结构，通过半桥支路以及中点连接支路组成T字型的拓扑结构，并且半桥支路中的开关管均采用SiC-MOSFET，而SiC-MOSFET具有较低的开关损耗和较高开关频率，使得本专利技术提供的一种T字型拓扑结构的电能转换效率提高，可以将相同直流电的电能，转换成更多的交流电的电能，减少了电能的浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种三电平T字型拓扑结构的示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种三电平T字型拓扑结构中的半桥支路130的具体结构的示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种三电平T字型拓扑结构中的中点连接支路120的具体结构的示意图；图4为本专利技术实施例公开的一种三电平T字型拓扑结构中的电容支路110的具体结构示意图；图5为本专利技术另一实施例公开的一种380V的三电平T字型拓扑结构的示意图；图6为本专利技术另一实施例公开的一种单相逆变器的结构示意图；图7为本专利技术另一实施例公开的一种三相逆变器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。为了解决T字型拓扑结构的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三电平T字型拓扑结构，其特征在于，包括：电容支路、中点连接支路、半桥支路及输出电感；其中：所述半桥支路的第一端与正母线相连，所述半桥支路的第二端与负母线相连；所述半桥支路的第三端与所述中点连接支路的一端相连，连接点与所述输出电感的一端相连；所述输出电感的另一端作为所述三电平T字型拓扑结构的输出端；所述电容支路的第一电源端与所述正母线相连，第二电源端与所述负母线相连；所述电容支路的中点与所述中点连接支路的另一端相连；其中，所述半桥支路中的开关管均为碳化硅‑金属氧化物半导体场效应晶体管SiC‑MOSFET。

【技术特征摘要】
1.一种三电平T字型拓扑结构，其特征在于，包括：电容支路、中点连接支路、半桥支路及输出电感；其中：所述半桥支路的第一端与正母线相连，所述半桥支路的第二端与负母线相连；所述半桥支路的第三端与所述中点连接支路的一端相连，连接点与所述输出电感的一端相连；所述输出电感的另一端作为所述三电平T字型拓扑结构的输出端；所述电容支路的第一电源端与所述正母线相连，第二电源端与所述负母线相连；所述电容支路的中点与所述中点连接支路的另一端相连；其中，所述半桥支路中的开关管均为碳化硅-金属氧化物半导体场效应晶体管SiC-MOSFET。2.根据权利要求1所述的三电平T字型拓扑结构，其特征在于，所述中点连接支路，包括：第一开关模块和第二开关模块；其中：所述第一开关模块的发射极和所述第二开关模块的发射极相连；所述第二开关模块的集电极与所述半桥支路的第三端相连；所述第一开关模块的集电极与所述电容支路的中点相连；或者，所述第一开关模块的集电极和所述第二开关模块的集电极相连；所述第一开关模块的发射极与所述半桥支路的第三端相连；所述第二开关模块的发射极与所述电容支路的中点相连。3.根据权利要求1所述的三电平T字型拓扑结构，其特征在于，所述半桥支路，包括：集电极作为所述半桥支路的第一端的第三开关模块；集电极与所述第三开关模块的发射极相连、发射极作为所述半桥支路的第二端的第四开关模块；其中，所述第三开关模块的发射极与所述第四开关模块的集电极的连接点作为所述半桥支路的第三端。4.根据权利要求2所述的三电平T字型拓扑结构，其特征在于，所述第一开关模块和所述第二开关模块中的开关管均为绝缘栅双极型晶体管IGBT；或，所述第一开关模块和所述第二开关模块中的开关管均为硅-金属氧化物半导体场效应晶体管Si-MOSFET。5.根据权利要求2所述的三电平T字型拓扑结构，其特征在于，所述第一开关模块和所述第二开关模块集成在同一模组内，或，所述第一开关模块和所述第二开关模块为相互独立的元器件；所述第一开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；所述第二开关模块包括单个开关管，或者，至少两个并联连接的开关管；其中，所述第一开关模块及所述第二开关模块中的开关管均带有反向并联的二极管。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祖平，郑艳文，魏民，高飞，
申请(专利权)人：沈阳远大电力电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21