本发明专利技术公开了一种三电平逆变器，涉及电力电子技术领域，实现了开关速度快、损耗小，且避免了MOSFET内部寄生二极管的反向恢复特性差导致的相关电气问题。该三电平逆变器，包括：相互串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中，第一开关管和第四开关管为场效应晶体管，第二开关管和第三开关管为双极性晶体管，第一二极管，其阴极连接于第一开关管的漏极，其阳极连接于第一开关管的源极；第二二极管，其阴极连接于第四开关管的漏极，其阳极连接于第四开关管的源极；第五二极管，其阳极连接于第四节点，其阴极连接于第二节点；第六二极管，其阳极连接于第六节点，其阴极连接于第四节点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种三电平逆变器。
技术介绍
三电平逆变器是基于三个固定电平的脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM) 电路，在电力电子领域被广泛的应用。目前，如图I所示，应用最广泛的三电平逆变器中采用绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)作为四个开关管Ql、Q2、Q3、Q4，但IGBT的缺点是开关速度慢、损耗大，因此PWM开关频率的提高受到限制。如图2所示，另外也有一些厂商的三电平逆变器采用金属氧化物场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)作为四个开关管 Q1、 Q2、Q3、Q4，但由于MOSFET内部寄生二极管的反向恢复特性非常差，在电流通过寄生二极管续流时，会导致相关的电气问题，进而影响产品的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种三电平逆变器，实现了开关速度快、损耗小，且避免了 MOSFET内部寄生二极管的反向恢复特性差导致的相关电气问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例采用如下技术方案一种三电平逆变器，包括第一直流源；第二直流源，其正极与所述第一直流源的负极连接作为第一节点；第一开关管，所述第一开关管为场效应晶体管，其漏极与所述第一直流源的正极连接作为第二节点；第二开关管，所述第二开关管为双极性晶体管，其集电极与所述第一开关管的源极连接作为第三节点；第三开关管，所述第三开关管为双极性晶体管，其集电极与所述第二开关管的发射极连接作为第四节点；第四开关管，所述第四开关管为场效应晶体管，其漏极与所述第三开关管的发射极连接作为第五节点，其源极与所述第二直流源的负极连接作为第六节点；第一二极管，其阴极连接于所述第一开关管的漏极，其阳极连接于所述第一开关管的源极；第二二极管，其阴极连接于所述第四开关管的漏极，其阳极连接于所述第四开关管的源极；第三二极管，其阳极连接于所述第一节点，其阴极连接于所述第三节点；第四二极管，其阳极连接于所述第五节点，其阴极连接于所述第一节点；第五二极管，其阳极连接于所述第四节点，其阴极连接于所述第二节点；第六二极管，其阳极连接于所述第六节点，其阴极连接于所述第四节点；4滤波单元，所述滤波单元的两端分别连接于所述第一节点和第四节点。本专利技术实施例提供的三电平逆变器，由于第一开关管和第四开关管为场效应晶体管，即使用场效应晶体管承受主要的开关损耗，从而提高了开关速度，降低了开关损耗，同时由于第二开关管和第三开关管使用双极性晶体管且增加了第五二极管和第六二极管，使得电流不通过场效应晶体管内部的寄生二极管续流，从而避免了由于场效应晶体管内部寄生二极管的反向恢复特性差导致的相关电气问题。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I为现有技术中一种三电平逆变器的示意图；图2为现有技术中另一种三电平逆变器的示意图；图3为本专利技术实施例中一种三电平逆变器的示意图；图4为本专利技术实施例中三电平逆变器的工作过程中4个阶段的输出电压与电流的波形示意图；图5为本专利技术实施例中第三状态电流流向的示意图；图6为本专利技术实施例中第四状态电流流向的示意图；图7为本专利技术实施例中另一种三电平逆变器的示意图；图8为本专利技术实施例中又一种三电平逆变器的示意图。具体实施例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作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。如图3所示，本专利技术实施例提供了一种三电平逆变器，包括第一直流源BUS1、第二直流源BUS2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一二极管 D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6和滤波单元I。其中，第二直流源BUS2的正极与第一直流源BUSl的负极连接作为第一节点N ;第一开关管Ql为场效应晶体管，其漏极与第一直流源BUSl的正极连接作为第二节点A ;第二开关管Q2为双极性晶体管，其集电极与第一开关管Ql的源极连接作为第三节点B ;第三开关管Q3为双极性晶体管，其集电极与第二开关管Q2的发射极连接作为第四节点O ;第四开关管Q4为场效应晶体管，其漏极与第三开关管Q3的发射极连接作为第五节点D，其源极与第二直流源BUS2的负极连接作为第六节点E ;第一二极管D1，其阴极连接于第一开关管 Ql的漏极，其阳极连接于第一开关管Ql的源极；第二二极管D2，其阴极连接于第四开关管 Q4的漏极，其阳极连接于第四开关管Q4的源极；第三二极管D3，其阳极连接于第一节点N，其阴极连接于第三节点B;第四二极管D4，其阳极连接于所述第五节点D，其阴极连接于第一节点N ;第五二极管D5，其阳极连接于第四节点0，其阴极连接于第二节点A ;第六二极管 D6，其阳极连接于第六节点E，其阴极连接于第四节点O ;滤波单元I的两端分别连接于第一节点N和第四节点O ;第二开关管Q2和第三开关管Q3无内置二极管，第一二极管Dl和第二二极管D2分别为第一开关管Ql与第四开关管Q4的寄生二极管。以下以三电平逆变器的工作过程来进一步说明本专利技术实施例，三电平逆变器的工作过程包括如图4所示的4个阶段，以及8个状态，这4个阶段根据输出电压U和输出电流 I的正负情况确定，这8个状态根据开关管的导通、关断情况确定，每个阶段为其中2个状态之间的转换过程，其中，第一阶段101为输出电压U为正值且输出电流I也为正值，第一状态为第一开关管Ql和第二开关管Q2导通且第三开关管Q3和第四开关管Q4关断，电流I从第一直流源BUSl的正极依次通过第一开关管Q1、第二开关管Q2达到第四节点O处，第二状态为第二开关管Q2和第三开关管Q3导通且第一开关管Ql和第四开关管Q4关断，电流从第一节点N处依次通过第三二极管D3和第二开关管Q2到达第四节点O处，在第一阶段101中，三电平逆变器在第一状态和第二状态之间转换，即第二开关管Q2保持导通状态， 第四开关管Q4保持关断状态，第一开关管Ql和第三开关管Q3互补导通，只有第一开关管 Ql承受开关损耗；第二阶段102为输出电压U为负值且输出电流I为正值，第三状态为第二开关管Q2和第三开关管Q3导通且第一开关管Ql和第四开关管Q4关断，如图5所示，电流 I从第一节点N处，依次通过第三二极管D3和第二开关管Q2到达第四节点O处进行续流， 第四状态为第三开关管Q3和第四开关管Q4导通且第一开关管Ql和第二开关管Q2关断， 如图6所示，电流I从第二直流源BUS2的负极通过第六二极管D6到达第四节点O处进行续流，由于第三开关管Q3无内置二极管，且双极性晶体管为单向导通器件，因此电流I不会通过第二二极管D2，避免了现有技术使用场效应晶体管作为第三开本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何波，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。