功率变换器和功率变换控制系统技术方案

本申请提供一种功率变换器和功率变换控制系统，涉及电子电路技术领域。该功率变换器包括：直流单元，母线电容单元，多电平电路，反向耦合电感单元，同向耦合电感单元，交流单元；其中，多电平电路包括：三组多电平单元，每组多电平单元的第一端电连接直流单元的正电源端，第二端电连接直流单元的负电源端，第三端电连接第一连接点，第四端电连接一个反向耦合电感单元的第一异名端，第五端电连接一个反向耦合电感单元的第一同名端；一个反向耦合电感单元的第二同名端和第二异名端分别电连接一个同向耦合电感单元的两个异名端，一个同向耦合电感单元的两个同名端电连接交流单元的一个火线端。线端。线端。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器和功率变换控制系统


[0001]本技术涉及电子电路
，具体而言，涉及一种功率变换器和功率变换控制系统。

技术介绍

[0002]目前，直流交流的双向转换技术逐渐成熟，得到了广泛的应用。
[0003]但是在具体使用中，通常使用两电平电路搭配绕组实现直流交流的双向转换，但是这种方式通常存在dv/dt大、外围滤波器体积大的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种功率变换器和功率变换控制系统，以便解决目前直流交流的双向转换中的不足。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种功率变换器，包括：直流单元，母线电容单元，多电平电路，反向耦合电感单元，同向耦合电感单元，交流单元；
[0007]其中，所述母线电容单元包括第一电容、第二电容，所述直流单元的正电源端依次通过所述第一电容和所述第二电容电连接所述直流单元的负电源端；所述第一电容和所述第二电容之间的第一连接点电连接所述交流单元的零线端；
[0008]所述多电平电路包括：三组多电平单元，每组多电平单元的第一端电连接所述直流单元的正电源端，所述每组多电平单元的第二端电连接所述直流单元的负电源端，所述每组多电平单元的第三端电连接所述第一连接点，所述每组多电平单元的第四端电连接一个反向耦合电感单元的第一异名端，所述每组多电平单元的第五端电连接所述一个反向耦合电感单元的第一同名端；
[0009]所述一个反向耦合电感单元的第二同名端和第二异名端分别电连接一个同向耦合电感单元的两个异名端，所述一个同向耦合电感单元的两个同名端电连接所述交流单元的一个火线端；所述每组多电平单元用于使得所述一个反向耦合电感单元和所述一个同向耦合电感单元之间的第二连接点的电平具有多种电平状态。
[0010]可选的，所述每组多电平单元为一组N电平单元，N为大于或等于3的奇数。
[0011]可选的，N为3，三电平单元包括：第一三电平桥臂和第二三电平桥臂，所述第一三电平桥臂的第一端和所述第二三电平桥臂的第一端为所述三电平单元的第一端，所述第一三电平桥臂的第二端和所述三电平桥臂的第二端为所述每组三电平单元的第二端，所述第一三电平桥臂的第三端和所述第二三电平桥臂的第三端为所述每组三电平单元的第三端；
[0012]所述第一三电平桥臂的桥臂交点为所述每组三电平单元的第四端；
[0013]所述第二三电平桥臂的桥臂交点为所述每组三电平单元的第五端。
[0014]可选的，所述第一三电平桥臂和所述第二三电平桥臂均为T型三电平桥臂；
[0015]其中，所述第一三电平桥臂包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元以
及第四开关单元；其中，所述第一开关单元的输入端为所述第一三电平桥臂的第一端，所述第一开关单元的输出端电连接所述第二开关单元的输入端，所述第二开关单元的输出端为所述第一三电平桥臂的第二端；所述第一开关单元的输出端和所述第二开关单元的输入端的连接点为所述第一三电平桥臂的桥臂交点；
[0016]所述第三开关单元的输入端电连接所述第四开关单元的输入端，所述第三开关单元的输出端为所述第一三电平桥臂的第三端，所述第四开关单元的输出端电连接所述第一三电平桥臂的T型交点。
[0017]可选的，所述第一三电平桥臂和所述第二三电平桥臂均为I型三电平桥臂。
[0018]可选的，开关单元为继电器、断路器、接触器、空气开关，或者，半导体开关器件。
[0019]可选的，开关单元为继电器、断路器、接触器、空气开关，或者，半导体开关器件。
[0020]可选的，所述直流单元为直流电源，所述交流单元为交流负载单元。
[0021]可选的，所述直流单元为直流负载单元，所述交流单元为交流电源。
[0022]第二方面，本申请实施例还提供了一种功率变换控制系统，包括：功率变换器和控制单元；
[0023]所述功率变换器为上述第一方面任一所述的功率变换器，所述功率变换器中的多电平电路的控制端连接所述控制单元。
[0024]本申请的有益效果是：本申请实施例提供功率变换器，包括：直流单元，母线电容单元，多电平电路，反向耦合电感单元，同向耦合电感单元，交流单元；其中，母线电容单元包括第一电容、第二电容，直流单元的正电源端依次通过第一电容和第一电容C1电连接直流单元的负电源端；第一电容和第二电容之间的第一连接点电连接交流单元的零线端；多电平电路包括：三组多电平单元，每组多电平单元的第一端电连接直流单元的正电源端，每组多电平单元的第二端电连接直流单元的负电源端，每组多电平单元的第三端电连接第一连接点，每组多电平单元的第四端电连接一个反向耦合电感单元的第一异名端，每组多电平单元的第五端电连接一个反向耦合电感单元的第一同名端；一个反向耦合电感单元的第二同名端和第二异名端分别电连接一个同向耦合电感单元的两个异名端，一个同向耦合电感单元的两个同名端电连接交流单元的一个火线端；每组多电平单元用于使得一个反向耦合电感单元和一个同向耦合电感单元之间的第二连接点的电平具有多种电平状态。由此，本申请采用同向耦合电感加反向耦合电感加多电平的电路结构，同向耦合电感作为功率电感，其感量的一致性可以得到有效控制，搭配多电平电路能实现多种电平状态的输出，且可以将电感的dv/dt降低1/2。通过降低电感的dv/dt，使得电磁干扰(Electromagnetic Interference)性能变好，并降低滤波电感感量，进而减小了外围滤波电感的尺寸，减小体积(一方面，由于滤波电感感量降低，电感圈数减少、尺寸减小；另一方面，由于滤波电感感量降低，电感中的磁芯更换为小尺寸的磁芯，从而减小了外围滤波电感的尺寸)。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0026]图1为本申请一实施例提供的一种功率变换器的示意图；
[0027]图2为本申请又一实施例提供的一种功率变换器中一个三电平单元连接的示意图；
[0028]图3为本申请另一实施例提供的一种功率变换器中一个三电平单元连接的示意图；
[0029]图4为本申请再一实施例提供的一种功率变换器中一个三电平单元连接的示意图；
[0030]图5为本申请一实施例提供的一种逆变状态时占空比大于0.5时的时序示意图；
[0031]图6为本申请一实施例提供的一种逆变状态时占空比小于0.5时的时序示意图；
[0032]图7为本申请再一实施例提供的一种功率变换器的示意图；
[0033]图8为本申请再一实施例提供的又一种功率变换器的示意图。
具体实施方式
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：直流单元，母线电容单元，多电平电路，反向耦合电感单元，同向耦合电感单元，交流单元；其中，所述母线电容单元包括第一电容、第二电容，所述直流单元的正电源端依次通过所述第一电容和所述第二电容电连接所述直流单元的负电源端；所述第一电容和所述第二电容之间的第一连接点电连接所述交流单元的零线端；所述多电平电路包括：三组多电平单元，每组多电平单元的第一端电连接所述直流单元的正电源端，所述每组多电平单元的第二端电连接所述直流单元的负电源端，所述每组多电平单元的第三端电连接所述第一连接点，所述每组多电平单元的第四端电连接一个反向耦合电感单元的第一异名端，所述每组多电平单元的第五端电连接所述一个反向耦合电感单元的第一同名端；所述一个反向耦合电感单元的第二同名端和第二异名端分别电连接一个同向耦合电感单元的两个异名端，所述一个同向耦合电感单元的两个同名端电连接所述交流单元的一个火线端；所述每组多电平单元用于使得所述一个反向耦合电感单元和所述一个同向耦合电感单元之间的第二连接点的电平具有多种电平状态。2.如权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述每组多电平单元为一组N电平单元，N为大于或等于3的奇数。3.如权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，N为3，三电平单元包括：第一三电平桥臂和第二三电平桥臂，所述第一三电平桥臂的第一端和所述第二三电平桥臂的第一端为所述三电平单元的第一端，所述第一三电平桥臂的第二端和所述三电平桥臂的第二端为所述每组三电平单元的第二端，所述第一三电平桥臂的第三端和所述第二三电平桥臂的第三端为所述每组三电平单元的第三端；所述第一三电平桥臂的桥臂交点为所述每组三电平单元的第四端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小刚，王利强，范杨平，王建波，吴军强，
申请(专利权)人：天津领充创享新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：