一种逆变器和控制逆变器的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种逆变器，包括供电电源、逆变电路、滤波电路；逆变电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管串联接在供电电源的正负极之间；第二开关管和第三开关管的公共端为第三节点；第一开关管和第二开关管的公共端为第一节点，第三开关管和第四开关管的公共端为第二节点；第五开关管接在供电电源的正极与第三节点之间；第六开关管接在第三节点与供电电源的负极之间；第一二极管接在第一节点与中线之间；第二二极管接在第二节点与中线之间；第三节点经过滤波电路接中线。本发明专利技术实施例还提供一种控制逆变器的方法。采用本发明专利技术实施例，能够有效降低功率器件的开关损耗和通态损耗，有利于提高电路效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及。
技术介绍
目前，在电力电子领域，PWM (Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)逆变器被广泛的应用，尤其是用于UPS (Uninterruptible Power System,不间断电源，)、太阳能逆变器、风能变流器、电动机驱动、以及燃料电池等方面。业界比较常用的逆变器为两电平逆变器和三电平逆变器。两电平逆变器主要是通过脉宽调制控制，输出基于两个固定电平的输出电压，其具有成本低、控制简单等优点。但两电平逆变器具有很明显的缺陷，如:开关耐压为总输入电压，使得开关耐压等级较高，开关管的开关损坏非常大，从而限制了 PWM的频率；同时，其输出电压谐波含量很丰富，从而导致输出滤波电感的体积和损耗都很大。与两电平逆变器相比，三电平逆变器是基于三个固定电平的PWM脉宽调制，每个开关管承担输入总电压的一半，因此器件耐压等级较低，开关管的开关损耗明显降低。且由于输出PWM是三电 平，因此谐波含量明显降低，从而输出滤波电感的体积和成本也随之下降。
技术实现思路
本专利技术提供了，能够有效降低功率器件的开关损耗和通态损耗，有利于提闻电路效率。第一方面，提供一种逆变器，所述逆变器包括:供电电源、逆变电路、滤波电路；所述逆变电路包括:第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管及第二二极管；所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管依次串联接在所述供电电源的正极和负极之间；且所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管分别反向并联有一二极管；所述第二开关管和第三开关管的公共端为所述逆变电路的第三节点；所述第一开关管和第二开关管的公共端为第一节点，所述第三开关管和第四开关管的公共端为第二节点；所述第五开关管的第一端接所述供电电源的正极，所述第五开关管的第二端接所述第三节点；所述第六开关管的第一端接所述第三节点，所述第六开关管的第二端接所述供电电源的负极；所述第一二极管的阴极接所述第一节点，所述第一二极管的阳极接中线；所述第二二极管的阳极接所述第二节点，所述第二二极管阴极接中线；所述逆变电路的第三节点经过所述滤波电路接中线。在第一方面第一种可能的实现方式中，所述逆变器还包括:第三二极管和第四二极管；所述第三二极管的阴极接所述第五开关管的第一端，所述第三二极管的阳极接所述第五开关管的第二端；所述第四二极管的阴极接所述第六开关管的第一端，所述第四二极管的阳极接所述第六开关管的第二端。结合第一方面上述任一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述第五开关管和第六开关管为双极结型晶体管；所述双极结型晶体管的集电极作为开关管的第一端，所述双极结型晶体管的发射极作为开关管的第二端。结合第一方面上述任一种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第五开关管和第六开关管为场效应晶体管；所述场效应晶体管的源极作为开关管的第一端，所述场效应晶体管的漏极作为开关管的第二端。第二方面，提供一种控制如第一方面任一种可能的实现方式所述的逆变器的方法，所述方法包括:控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管不工作，控制所述第五开关管和第六开关管工作，以使所述逆变器工作在两电平逆变器模态。第三方面，提供一种控制如第一方面任一种可能的实现方式所述的逆变器的方法，所述方法包括:控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管工作，控制所述第五开关管和第六开关管不工作，以使所述逆变器工作在I型三电平逆变器模态。第四方面，提供一种控制如第一方面任一种可能的实现方式所述的逆变器的方法，所述方法包括:控制所述第一开关管和第二开关管不工作，控制所述第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管工作，以使所述逆变器工作在T型三电平逆变器模态。第五方面，提供一种控制如第一方面任一种可能的实现方式所述的逆变器的方法，所述方法包括:控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管均工作，以使所述逆变器工作在1-T混用型三电平逆变器模态。与现有技术相比，本专利技术实施例所述逆变器和控制逆变器的方法中，在所述逆变器的逆变电路的正电压输入端和第三节点之间串接第五开关管，在所述逆变电路的第三节点和负电压输入端之间串接 第六开关管。对于该逆变器，通过不同的开关控制方式，可以使得该逆变器具有四种工作模态，包括两电平逆变器模态、I型三电平逆变器模态、T型三电平逆变器模态、以及1-T混用型三电平逆变器模态。因此，本专利技术实施例的逆变器能够同时兼顾两电平逆变器的低通态损耗和三电平逆变器的低开关损耗的优点，降低整体损耗，有效提高电路的整体效率。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1为本专利技术实施例一中的逆变器的电路图；图2为本专利技术实施例一中逆变器在电压正半周时各功率器件的开关时序图；图3a为本专利技术实施例一中逆变器的第一电流方向图；图3b为本专利技术实施例一中逆变器的第二电流方向图；图4为本专利技术实施例二中的逆变器的电路图。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、完整的描述，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。本专利技术提供了，能够有效降低功率器件的开关损耗和通态损耗，有利于提闻电路效率。参照图1，为本专利技术实施例一中的逆变器的电路图。如图1所示，所述逆变器包括:供电电源10、逆变电路20、滤波电路30。所述逆变电路20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、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第一二极管D1、以及第二二极管D2。所述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4依次串联接在所述供电电源10的正极和负极之间。具体的，所述第一开关管Ql的第一端作为所述逆变电路20的正电压输入端接所述供电电源10的正极，所述第一开关管Ql的第二端接所述第二开关管Q2的第一端；所述第二开关管Q2的第二端接所述第三开关管Q3的第一端，所述第三开关管 Q3的第二端接所述第四开关管Q4的第一端；所述第四开关管Q4的第二端作为所述逆变电路的负电压输入端接所述供电电源10的负极。如图1所示，所述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4分别反向并联有一二极管。其中，所述第二开关管Q2和第三开关管Q3的公共端(即为所述第二开关管Q2的第二端和所述第三开关管Q3的第一端)为所述逆变电路20的第三节点A ;所述第一开关管Ql和第二开关管Q2的公共端(即为所述第一开关管Ql的第二端和所述第二开关管Q2的第一端)为第一节点，所述第三开关管Q3和第四开关管Q4的公共端(即为所述第三开关管Q3的第二端和所述第四开关管Q4的第一端)为第二节点。所述第五开关管Q5的第一端接所述供电电源10的正极，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：供电电源、逆变电路、滤波电路；所述逆变电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管及第二二极管；所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管依次串联接在所述供电电源的正极和负极之间；且所述第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管分别反向并联有一二极管；所述第二开关管和第三开关管的公共端为所述逆变电路的第三节点；所述第一开关管和第二开关管的公共端为第一节点，所述第三开关管和第四开关管的公共端为第二节点；所述第五开关管的第一端接所述供电电源的正极，所述第五开关管的第二端接所述第三节点；所述第六开关管的第一端接所述第三节点，所述第六开关管的第二端接所述供电电源的负极；所述第一二极管的阴极接所述第一节点，所述第一二极管的阳极接中线；所述第二二极管的阳极接所述第二节点，所述第二二极管阴极接中线；所述逆变电路的第三节点经过所述滤波电路接中线。

【技术特征摘要】

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