一种十一电平逆变电路制造技术

本发明专利技术公开了一种十一电平逆变电路，包括储能电容器组和电源，当中点电位不平衡，中点电位高于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到+1电平输出，控制中点电位、储能电容器组及电源导通，中点电位经储能电容器向电源放电，实现不平衡电位的释放，中点电位下降；当中点电位低于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到

【技术实现步骤摘要】
一种十一电平逆变电路


[0001]本专利技术涉及逆变器
，更具体涉及一种十一电平逆变电路。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的使用，全球气候变暖加剧，以光伏，核能为主要代表的新能源加速发展。在光伏发电领域，太阳能电池板能将光能转化为直流电，直流电再进行逆变并入国家电网。随着能源需求的提升，太阳能在装机容量以及体积上有更多发展的空间。传统电平逆变拓扑已逐渐不适用于大容量太阳能电站。以广泛使用的H桥两电平拓扑为例，每一个开关管承受电压为直流电压，而更高承受电压的开关管的成本与效率均不如低电压承受能力的开关管。H桥两电平需要更高的开关频率或者更低截止频率的滤波器才能较好的满足谐波指标。而多电平逆变器的等效开关频率是开关频率的n
‑
1倍，这意味着相同的开关管开关频率，多电平逆变器的等效开关频率要高于两电平逆变器。此外，多电平逆变器开关管所承受的电压要低于两电平逆变器，多电平逆变器拥有更高的效率。
[0003]传统多电平逆变器如三电平逆变器电路，其逆变电压最大值为直流电压的最大值的一半，没有升压功能，并且需要进行中点电位的平衡，并网的时候需要更大体积的升压变压器。中国专利授权公告号CN 203734562U，公开了一种十一电平单相逆变器，可以输出九个不同的电平组合，具有功率开关数量较少、控制开关应力较少、功率损耗小、效率较高、工作更稳定的优点，其具有升压功能，不需要设置升压变压器，但是其不具有中点电位的平衡功能。
[0004]以较普遍使用的三电平逆变器为例，三电平逆变器不具备中点电位平衡功能，当中点电位不平衡时，电路输出的0电平会有一定的漂移，如果不进行算法的矫正，中点电位会一直波动，最终趋向电源电压，以至于逆变器无法进行0电平的发出，输出电压谐波增多，进一步的，电容承受电源电压，易使直流电容损坏，导致逆变器无法正常工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术多电平逆变电路不具有中点电位的平衡功能，导致逆变电路无法进行0电平的发出，输出电压谐波增多，易使直流电容损坏，导致逆变器无法正常工作的问题。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种十一电平逆变电路，包括储能电容器组和电源，当中点电位不平衡，中点电位高于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到+1电平输出，控制中点电位、储能电容器组及电源导通，中点电位经储能电容器向电源放电，实现不平衡电位的释放，中点电位下降；当中点电位低于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到
‑
1电平输出，控制电源储能电容器组及中点电位导通，电源经储能电容器组向中点电位充电，中点电位上升。
[0007]有益效果：本专利技术当中点电位不平衡时，开关管在逆变电路输出
±
1电平时进行调节，通过控制储能电容器组的充放电使得中点电位高时进行放电，从而释放能量，中点电位
低时进行充电，从而补充能量，实现中点电位的平衡功能，避免逆变电路无法进行0电平的发出，避免直流电容损坏，使得逆变器能够正常工作。
[0008]进一步地，所述储能电容器组包括极性电容C5，所述逆变电路还包括开关管Q9、开关管Q10、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q14、开关管Q15、开关管Q17、开关管Q18、极性电容C1及极性电容C2，开关管Q7的源极与开关管Q18的漏极连接且连接点作为中点电位，开关管Q7的漏极与开关管Q6的源极连接，开关管Q6的漏极分别与开关管Q10的漏极以及极性电容C5的正极连接，开关管Q10的源极与开关管Q9的漏极连接，开关管Q9的源极接地并与极性电容C1的负极连接，极性电容C1的正极与电源的正极连接；开关管Q18的源极与开关管Q17的漏极连接，开关管Q17的源极分别与开关管Q15的源极以及极性电容C5的负极连接，开关管Q15的漏极与开关管Q14的源极连接，开关管Q14的漏极接地并与极性电容C2的正极连接，极性电容C2的负极与电源的负极连接。
[0009]更进一步地，所述储能电容器组包括极性电容C3，所述逆变电路还包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q13、开关管Q3、开关管Q11、开关管Q12、开关管Q4、开关管Q8、开关管Q5，开关管Q5的漏极与开关管Q7的漏极连接，开关管Q5的源极分别与开关管Q4的漏极及开关管Q8的源极连接，开关管Q8的漏极与开关管Q6的漏极连接，开关管Q4的源极与开关管Q3的源极连接，开关管Q3的漏极、极性电容C3的正极、开关管Q2的漏极及开关管Q11的漏极连接，开关管Q2的源极、开关管Q1的源极及开关管Q13的漏极连接，开关管Q13的源极与极性电容C1的负极连接，开关管Q1的漏极与极性电容C1的正极连接，极性电容C3的正极与开关管Q12的源极连接，开关管Q12的漏极与开关管Q2的源极连接。
[0010]更进一步地，所述储能电容器组包括极性电容C4，所述逆变电路还包括开关管Q26、开关管Q24、开关管Q25、开关管Q21、开关管Q23、开关管Q22、开关管Q20、开关管Q16、开关管Q19，开关管Q19的源极与开关管Q18的源极连接，开关管Q19的漏极分别与开关管Q20的源极及开关管Q16的漏极连接，开关管Q16的源极与开关管Q17的源极连接，开关管Q20的漏极与开关管Q21的漏极连接，开关管Q21的源极、极性电容C4的负极、开关管Q24的源极及开关管Q23的源极连接，开关管Q24的漏极、开关管Q26的漏极及开关管Q25的源极连接，开关管Q25的漏极与极性电容C2的正极连接，开关管Q26的源极与极性电容C2的负极连接，极性电容C4的正极与开关管Q22的漏极及开关管Q11的源极连接，开关管Q22的源极与开关管Q24的漏极连接，开关管Q23的漏极与极性电容C3的负极连接。
[0011]更进一步地，所述开关管Q9、开关管Q10、开关管Q6、开关管Q7导通，其余开关管截止，此时电路输出0电平。
[0012]更进一步地，开关管Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q16,Q20,Q21,Q24,Q26导通，其余开关管截止，电路输出+1电平，此时极性电容C5进行充电；开关管Q14,Q15,Q6,Q7导通，其余开关管截止，电路输出+2电平；
[0013]开关管Q13,Q12,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q16,Q20,Q21,Q24,Q26导通，其余开关管截止，极性电容C3对极性电容C5充电，此时输出为+2电平电压，当Q14,Q15,Q6,Q7,Q1,Q2,Q23,Q24,Q26导通，其余开关管截止，此时输出为+3电平电压，极性电容C3进行充电。
[0014]更进一步地，开关管Q1,Q2,Q12,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q16,Q20,Q21,Q24,Q26导通，其余开关管截止，电路输出+3电平电压，并对极性电容C5充电，当Q14,Q15,Q6,Q7,Q1,Q2,Q23,Q24,Q26导通，其余开关管截止，此时输出+4电平电压，极性电容C3充电，极性电容C5放
电；
[0015]开关管Q1,Q2,Q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种十一电平逆变电路，其特征在于，包括储能电容器组和电源，当中点电位不平衡，中点电位高于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到+1电平输出，控制中点电位、储能电容器组及电源导通，中点电位经储能电容器向电源放电，实现不平衡电位的释放，中点电位下降；当中点电位低于0.5Vdc时，逆变电路从0电平到
‑
1电平输出，控制电源储能电容器组及中点电位导通，电源经储能电容器组向中点电位充电，中点电位上升。2.根据权利要求1所述的一种十一电平逆变电路，其特征在于，所述储能电容器组包括极性电容C5，所述逆变电路还包括开关管Q9、开关管Q10、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q14、开关管Q15、开关管Q17、开关管Q18、极性电容C1及极性电容C2，开关管Q7的源极与开关管Q18的漏极连接且连接点作为中点电位，开关管Q7的漏极与开关管Q6的源极连接，开关管Q6的漏极分别与开关管Q10的漏极以及极性电容C5的正极连接，开关管Q10的源极与开关管Q9的漏极连接，开关管Q9的源极接地并与极性电容C1的负极连接，极性电容C1的正极与电源的正极连接；开关管Q18的源极与开关管Q17的漏极连接，开关管Q17的源极分别与开关管Q15的源极以及极性电容C5的负极连接，开关管Q15的漏极与开关管Q14的源极连接，开关管Q14的漏极接地并与极性电容C2的正极连接，极性电容C2的负极与电源的负极连接。3.根据权利要求2所述的一种十一电平逆变电路，其特征在于，所述储能电容器组包括极性电容C3，所述逆变电路还包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q13、开关管Q3、开关管Q11、开关管Q12、开关管Q4、开关管Q8、开关管Q5，开关管Q5的漏极与开关管Q7的漏极连接，开关管Q5的源极分别与开关管Q4的漏极及开关管Q8的源极连接，开关管Q8的漏极与开关管Q6的漏极连接，开关管Q4的源极与开关管Q3的源极连接，开关管Q3的漏极、极性电容C3的正极、开关管Q2的漏极及开关管Q11的漏极连接，开关管Q2的源极、开关管Q1的源极及开关管Q13的漏极连接，开关管Q13的源极与极性电容C1的负极连接，开关管Q1的漏极与极性电容C1的正极连接，极性电容C3的正极与开关管Q12的源极连接，开关管Q12的漏极与开关管Q2的源极连接。4.根据权利要求3所述的一种十一电平逆变电路，其特征在于，所述储能电容器组包括极性电容C4，所述逆变电路还包括开关管Q26、开关管Q24、开关管Q25、开关管Q21、开关管Q23、开关管Q22、开关管Q20、开关管Q16、开关管Q19，开关管Q19的源极与开关管Q18的源极连接，开关管Q19的漏极分别与开关管Q20的源极及开关管Q16的漏极连接，开关管Q16的源极与开关管Q17的源极连接，开关管Q20的漏极与开关管Q21的漏极连接，开关管Q21的源极、极性电容C4的负极、开关管Q24的源极及开关管Q23的源极连接，开关管Q24的漏极、开关管Q26的漏极及开关管Q25的源极连接，开关管Q25的漏极与极性电容C2的正极连接，开关管Q26的源极与极性电容C2的负极连接，极性电容C4的正极与开关管Q22的漏极及开关管Q11的源极连接，开关管Q22的源极与开关管Q24的漏极连接，开关管Q23的漏极与极性电容C3的负极连接。5.根据权利要求4所述的一种十一电平逆变电路，其特征在于，所述开关管Q9、开关管Q10、开关管Q6、开关管Q7导通，其余开关管截止，此时电路输出0电平。6.根据权利要求4所述的一种十一电平逆变电路，其特征在于，所述开关管Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q16,Q20,Q21,Q24,Q26导通，其余开关管截止，电路输出+1电平，此时极性电容C5进行充电；开关管Q14,Q15,Q6,Q7导通，其余开关管截止，电路输出+2电平；开关管Q13,Q12,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q16,Q20,Q21,Q24,Q26导通，其余开关管截止，极
性电容C3对极性电容C5充电，此时输出为+2电平电压，当Q14...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海宏，刘芃，王海欣，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：