一种三电平逆变器制造技术

一种三电平逆变器，包括：第一、二、三、四开关管、第一、二电容、第一、二二极管、电感和第三电容；第一电容和第二电容串联，第一电容和第二电容连接于第四节点；第一、二、三、四开关管依次串联在第一、二电容之间；第一、二开关管连接于第一节点；第二、三开关管连接于第二节点，第三、四开关管连接于第三节点；第一二极管的正极连接于第四节点，第一二极管的负极连接于第一节点；第二二极管的负极连接于第四节点，第二二极管的正极连接于第三节点；电感和第三电容串联于第二、四节点之间，电感和第三电容连接于第五节点；第三电容两端并联有钳位电路。本发明专利技术提供实施例用于实现在进入限流时只关闭外管，并控制开关管的电流应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源系统
，特别是涉及一种三电平逆变器。
技术介绍
现有三电平逆变器包括依次串联在直流母线正、负端的四个开关管一第一、二、三、四开关管Q1、Q2、Q3、Q4。第一、四开关管Ql、Q4为外管，第二、三开关管Q2、Q3为内管。每个开关管有一路驱动控制信号。在逆变器的输出电压的正半周时，控制第二开关管Q2常通、第四开关管Q4常闭，第一开关管Ql和第三开关管Q3按SPWM互补导通并保证其死区。在输出电压的负半周时，控制第三开关管Q3常通、第一开关管Ql常闭，第四开关 管Q4和第二开关管Q2按SPWM互补导通并保证其死区。当突加负载，且检测到开关管电流大于设定电流阈值时，需要采用限流处理。目前常见的限流方式是按照一定时序强制关闭第一、二、三、四开关管Ql、Q2、Q3、Q4。以输出电压正半周为例进入限流强制关闭第一、二、三、四开关管Ql、Q2、Q3、Q4。当电流衰减至低于设定电流阈值，即退出限流，此时Q2先开通。这会造成第三、四开关管的体二极管D3、D4的反向恢复，引起桥臂上开关管电压应力问题。如果进入限流时只强制关闭外管(Q1、Q4)、内管(Q2、Q3)导通，则当退出限流时桥臂上虽然不存在二极管反向恢复的问题，但此限流方案要求电感有足够大的感量，否则突加非线性负载时，逆变电感L将流过很大的浪涌电流，导致功率开关管电流应力过大而损坏。突加非线性负载时，输出电容C会与负载产生谐振使输出电压由正变负或由负变正，此时进入限流如果只关闭外管(Q1、Q4)，则电感L续流时仍承受正电压，IL继续上升，如果逆变器的电感L没有足够大的感量来减缓IL上升的速度，将会导致开关管电流应力超规。将逆变器的电感L加到足够大，就会使成本提高，且体积增大，一般不允许这种现象发生。因此，在进入限流时只需关闭外管，控制开关管的电流应力，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三电平逆变器，用于实现在进入限流时只关闭外管，并控制开关管的电流应力。本专利技术提供一种三电平逆变器，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、电感和第三电容； 所述第一电容和所述第二电容串联，所述第一电容和所述第二电容连接于第四节占.所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管依次串联在所述第一电容和所述第二电容之间；所述第一开关管和所述第二开关管连接于第一节点；所述第二开关管和所述第三开关管连接于第二节点，所述第三开关管和所述第四开关管连接于第三节点；所述第一二极管的正极连接于第四节点，所述第一二极管的负极连接于第一节点；所述第二二极管的负极连接于第四节点，所述第二二极管的正极连接于第三节点；所述电感和所述第三电容串联于第二节点和第四节点之间，所述电感和所述第三电容连接于第五节点； 所述第三电容两端并联有钳位电路。优选地，所述钳位电路包括第一钳位二极管和第二钳位二极管；所述第一钳位二极管的阳极与所述第二第五节点相连；所述第一钳位二极管的阴极连接第四节点；所述第二钳位二极管的阴极与所述第五节点相连；所述第二钳位二极管的阳极连接第四节点；所述第一钳位二极管、所述第二钳位二极管的可控极分别用于接收驱动信号。优选地，在逆变器的输出电压的正半周，所述第二钳位二极管的可控极接收驱动信号为使能；所述第一钳位二极管的可控极接收驱动信号为不使能；在输出电压的负半周，所述第一钳位二极管的可控极接收驱动信号为使能；所述第二钳位二极管的可控极接收驱动信号为不使能。优选地，当所述电感的电流达到设定的保护阈值点时，进入限流仅强制关闭所述第一开关管、所述第四开关管。优选地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均为IGBT管。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果本专利技术实施例所述三电平逆变器，由于在所述第三电容(输出电容)两端并联有钳位电路，可以实现在逆变器的输出电压正半周时，使得输出电压被钳位到第四节点电压和直流母线的正端电压之间；在逆变器的输出电压负半周时，使得输出电压被钳位到直流母线的负端电压和第四节点电压之间。当突加非线性负载时，输出电压不会谐振过0点，使得进入限流后的电感续流时，不再承受正向电压，阻止电感电流进一步上升，解决了开关管电流应力问题。本专利技术实施例所述三电平逆变器，在进入限流时可以只强制关闭外管一第一开关管和第四开关管，避免了在输出电压正半周退出限流时第三、四开关管的体二极管反向恢复引起的电压应力问题，以及在输出电压负半周退出限流时第一、二开关管的体二极管反向恢复引起的电压应力问题。附图说明图I为本专利技术第一实施例的三电平逆变器拓扑结构图；图2为本专利技术第二实施例的三电平逆变器拓扑结构图；图3为本专利技术第二实施例的三电平逆变器的第一、二钳位二极管控制逻辑图；图4为本专利技术第二实施例的三电平逆变器第一模态图；图5为本专利技术第二实施例的三电平逆变器第二模态图。具体实施例方式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。有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三电平逆变器，用于实现在进入限流时只关闭外管，并控制开关管的电流应力。参见图1，该图为本专利技术第一实施例的三电平逆变器拓扑结构图。本专利技术第一实施例所述三电平逆变器，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电容Cl、第二电容C2、第一二极管D5、第二二极管D6、以及电感L和第三电容C(即输出电容)。直流母线的正端+BUS和直流母线的负端-BUS之间串联有第一电容Cl和第二电容C2，第一电容Cl和第二电容C2之间的连接于第四节点N。 第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4依次串联在所述第一电容Cl和所述第二电容C2之间。所述第一开关管Ql和第二开关管Q2连接于第一节点ml ;所述第二开关管Q2和所述第三开关管Q3连接于第二节点m2，所述第三开关管Q3和所述第四开关管Q4连接于第三节点m3。所述第一二极管D5的正极连接于第四节点N，所述第一二极管D5的负极连接于第一节点ml ;所述第二二极管的负极连接于第四节点N，所述第二二极管的正极连接于第三ni3 o所述第一二极管D5的正极连接于第四节点N，所述第一二极管D5的负极连接于第一节点ml ;所述第二二极管D6的负极连接于第四节点N，所述第二二极管D6的正极连接于第三节点m3。所述电感L和所述第三电容C串联于第二节点m2和第四节点N之间，所述电感L和所述第三电容C连接于第五节点m5。所述第三电容C两端并联有钳位电路I。本专利技术第一实施例所述三电平逆变器，由于在所述第三电容C (输出电容)两端并联有钳位电路1，可以实现在输出电压正半周时，使得输出电压被钳位到第四节点N电压和直流母线的正端+BUS电压之间；在输出电压负半周时，使得输出电压被钳位到直流母线的负端电压-BUS和第四节点N电压之间。当突加非线性负载时，输出电压不会谐振过0点，使得进入限流后的电感L续流时，不再承受正向电压，阻止电感L电流进一步上升，解决了开关管电流应力问题。本专利技术第一实施例所述三电平逆变器，在进入限流时可以只强制关闭外管一第一开关管Ql和第四开关管Q4，避免了在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器，其特征在于，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、电感和第三电容； 所述第一电容和所述第二电容串联，所述第一电容和所述第二电容连接于第四节点； 所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管依次串联在所述第一电容和所述第二电容之间； 所述第一开关管和所述第二开关管连接于第一节点；所述第二开关管和所述第三开关管连接于第二节点，所述第三开关管和所述第四开关管连接于第三节点； 所述第一二极管的正极连接于第四节点，所述第一二极管的负极连接于第一节点；所述第二二极管的负极连接于第四节点，所述第二二极管的正极连接于第三节点； 所述电感和所述第三电容串联于第二节点和第四节点之间，所述电感和所述第三电容连接于第五节点； 所述第三电容两端并联有钳位电路。2.根据权利要求I所述的三电平逆变器，其特征在于，所述钳位电路包括第一钳位二...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔兆雪，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：