一种七电平逆变器制造技术

本发明专利技术提供了一种七电平逆变器，包括两个直流升压电路、十个开关管、八个二极管、四个电容单元和两个电感，并且本发明专利技术实施例提供的七电平逆变器在有功模式和无功模式时均能实现七电平输出，因此相比于五电平逆变器，效率更高，从而减少了输出电压和电流的谐波含量。此外，本发明专利技术逆变器还具有体积较小、开关管的电压应力小、适合输入更高电压的场合等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种七电平逆变器
本专利技术涉及电力电子
，尤其是涉及一种七电平逆变器。
技术介绍
近年来，多电平技术越来越受关注，相比传统的两电平技术，多电平技术具有器件开关应力低，开关损耗小，输出滤波器小以及谐波含量小的特点。例如图1为一种常见的二极管钳位型的五电平逆变器。然而，相对于图1所示的五电平逆变器，如何进一步提高逆变器的效率，从而减少输出电压和电流的谐波含量，是目前人们比较关心的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种七电平逆变器，相对于五电平逆变器，进一步提高逆变器的效率，从而进一步减少输出电压和电流的谐波含量。为此，本专利技术解决技术问题的技术方案是:本专利技术提供了一种七电平逆变器，所述逆变器包括:第一直流升压电路、第二直流升压电路、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、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第一电容单元、第二电容单元、第三电容单元、第四电容单元、第一电感和第二电感；所述第一直流升压电路的第一输入端连接直流电源的正极、所述第二电容单元的第一端、所述第一二极管的正极、所述第九开关管的第一端和第一支路的第一端；所述第一支路包括串联的所述第七开关管和所述第五二极管；其中，所述第五二极管使得电流从所述第一支路的第二端流向第一端；所述第七开关管的第一端连接所述第一支路的第一端，或者所述第七开关管的第二端连接所述第一支路的第二端；所述第一直流升压电路的第二输入端连接所述第一直流升压电路的第一输出端、所述第二直流升压电路的第二输入端、所述第二直流升压电路的第一输出端、所述第一电容单元的第二端、所述第二电容单元的第二端、所述第三电容单元的第一端、所述第四电容单元的第一端、所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极；所述第一直流升压电路的第二输出端连接所述第一电容单元的第一端、所述第一开关管的第一端和所述第七二极管的负极；所述第二直流升压电路的第一输入端连接所述直流电源的负极、所述第三电容单元的第二端、所述第四二极管的负极、所述第十开关管的第二端和第二支路的第一端；所述第二支路包括串联的所述第八开关管和所述第六二极管；其中，所述第六二极管使得电流从所述第二支路的第一端流向第二端；所述第八开关管的第一端连接所述第二支路的第一端，或者所述第八开关管的第二端连接所述第二支路的第二端；所述第二直流升压电路的第二输出端连接所述第四电容单元的第二端、所述第六开关管的第二端和所述第八二极管的正极；所述第一开关管的第二端连接所述第一二极管的负极和所述第二开关管的第一端;所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的负极和所述第三开关管的第一端;所述第三开关管的第二端连接所述第二支路的第二端、所述第八二极管的负极和所述第一电感的第一端；所述第四开关管的第一端连接所述第一支路的第二端、所述第七二极管的正极和所述第二电感的第一端；所述第四开关管的第二端连接所述第三二极管的正极和所述第五开关管的第一端;所述第五开关管的第二端连接所述第四二极管的正极和所述第六开关管的第一端;所述第九开关管的第二端连接所述第十开关管的第一端；所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第二端，作为所述逆变器的第一交流输出端；所述第九开关管的第二端作为所述逆变器的第二交流输出端。优选地，所述第一开关管导通时，电流从所述第一开关管的第一端流向第二端；所述第二开关管导通时，电流从所述第二开关管的第一端流向第二端；所述第三开关管导通时，电流从所述第三开关管的第一端流向第二端；所述第四开关管导通时，电流从所述第四开关管的第一端流向第二端；所`述第五开关管导通时，电流从所述第五开关管的第一端流向第二端；所述第六开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第七开关管导通时，电流从所述第七开关管的第二端流向第一端；所述第八开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第九开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第十开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第~.-5.JJU-~-? O[0021 ] 优选地，所述逆变器具有八种有功工作模态，分别为第一工作模态、第二工作模态、第三工作模态、第四工作模态、第五工作模态、第六工作模态、第七工作模态和第八工作模态；所述逆变器处于所述第一工作模态时，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管关断；所述逆变器处于所述第二工作模态时，所述第二开关管、所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管关断；所述逆变器处于所述第三工作模态时，所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管关断；所述逆变器处于所述第四工作模态时，所述第八开关管和所述第十开关管导通，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、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第九开关管关断；所述逆变器处于所述第五工作模态时，所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管和所述第九开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第十开关管关断；所述逆变器处于所述第六工作模态时，所述第四开关管、所述第五开关管和所述第九开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第十开关管关断；所述逆变器处于所述第七工作模态时，所述第四开关管和所述第九开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第十开关管关断；所述逆变器处于所述第八工作模态时，所述第七开关管和所述第九开关管导通，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、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第八开关管和所述第十开关管关断。优选地，所述逆变器输出的周期信号在一个周期内分为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段、第六时段、第七时段、第八时段、第九时段和第十时段；在所述第一时段和所述第五时段，所述逆变器交替处于第三工作模态和第四工作模态；在所述第二时段和所述第四时段，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态；在所述第三时段，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态；在所述第六时段和所述第十时段，所述逆变器交替处于第七工作模态和第八工作模态；在所述第七时段和所述第九时段，所述逆变器交替处于第六工作模态和第七工作模态；在所述第八时段，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态。优选地，所述逆变器具有八种无功工作模态，分别为第九工作模态、第十工作模态、第十一工作模态、第十二工作模态、第十三工作模态、第十四工作模态、第十五工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种七电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：第一直流升压电路、第二直流升压电路、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、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第一电容单元、第二电容单元、第三电容单元、第四电容单元、第一电感和第二电感；所述第一直流升压电路的第一输入端连接直流电源的正极、所述第二电容单元的第一端、所述第一二极管的正极、所述第九开关管的第一端和第一支路的第一端；所述第一支路包括串联的所述第七开关管和所述第五二极管；其中，所述第五二极管使得电流从所述第一支路的第二端流向第一端；所述第七开关管的第一端连接所述第一支路的第一端，或者所述第七开关管的第二端连接所述第一支路的第二端；所述第一直流升压电路的第二输入端连接所述第一直流升压电路的第一输出端、所述第二直流升压电路的第二输入端、所述第二直流升压电路的第一输出端、所述第一电容单元的第二端、所述第二电容单元的第二端、所述第三电容单元的第一端、所述第四电容单元的第一端、所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极；所述第一直流升压电路的第二输出端连接所述第一电容单元的第一端、所述第一开关管的第一端和所述第七二极管的负极；所述第二直流升压电路的第一输入端连接所述直流电源的负极、所述第三电容单元的第二端、所述第四二极管的负极、所述第十开关管的第二端和第二支路的第一端；所述第二支路包括串联的所述第八开关管和所述第六二极管；其中，所述第六二极管使得电流从所述第二支路的第一端流向第二端；所述第八开关管的第一端连接所述第二支路的第一端，或者所述第八开关管的第二端连接所述第二支路的第二端；所述第二直流升压电路的第二输出端连接所述第四电容单元的第二端、所述第六开关管的第二端和所述第八二极管的正极；所述第一开关管的第二端连接所述第一二极管的负极和所述第二开关管的第一端；所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的负极和所述第三开关管的第一端；所述第三开关管的第二端连接所述第二支路的第二端、所述第八二极管的负极和所述第一电感的第一端；所述第四开关管的第一端连接所述第一支路的第二端、所述第七二极管的正极和所述第二电感的第一端；所述第四开关管的第二端连接所述第三二极管的正极和所述第五开关管的第一端；所述第五开关管的第二端连接所述第四二极管的正极和所述第六开关管的第一端；所述第九开关管的第二端连接所述第十开关管的第一端；所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第二端，作为所述逆变器的第一交流输出端；所述第九开关管的第二端作为所述逆变器的第二交流输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种七电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括:第一直流升压电路、第二直流升压电路、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、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第一电容单元、第二电容单元、第三电容单元、第四电容单元、第一电感和第二电感； 所述第一直流升压电路的第一输入端连接直流电源的正极、所述第二电容单元的第一端、所述第一二极管的正极、所述第九开关管的第一端和第一支路的第一端；所述第一支路包括串联的所述第七开关管和所述第五二极管；其中，所述第五二极管使得电流从所述第一支路的第二端流向第一端；所述第七开关管的第一端连接所述第一支路的第一端，或者所述第七开关管的第二端连接所述第一支路的第二端； 所述第一直流升压电路的第二输入端连接所述第一直流升压电路的第一输出端、所述第二直流升压电路的第二输入端、所述第二直流升压电路的第一输出端、所述第一电容单元的第二端、所述第二电容单元的第二端、所述第三电容单元的第一端、所述第四电容单元的第一端、所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极； 所述第一直流升压电路的第二输出端连接所述第一电容单元的第一端、所述第一开关管的第一端和所述第七二极管的负极； 所述第二直流升压电路的第一输入端连接所述直流电源的负极、所述第三电容单元的第二端、所述第四二极管的负极、所述第十开关管的第二端和第二支路的第一端；所述第二支路包括串联的所述第八开关管和所述第六二极管；其中，所述第六二极管使得电流从所述第二支路的第一端流向第二端；所述第八开关管的第一端连接所述第二支路的第一端，或者所述第八开关管的第二端连接所述第二支路的第二端； 所述第二直流升压电路的第 二输出端连接所述第四电容单元的第二端、所述第六开关管的第二端和所述第八二极管的正极； 所述第一开关管的第二端连接所述第一二极管的负极和所述第二开关管的第一端；所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的负极和所述第三开关管的第一端；所述第三开关管的第二端连接所述第二支路的第二端、所述第八二极管的负极和所述第一电感的第一端； 所述第四开关管的第一端连接所述第一支路的第二端、所述第七二极管的正极和所述第二电感的第一端； 所述第四开关管的第二端连接所述第三二极管的正极和所述第五开关管的第一端； 所述第五开关管的第二端连接所述第四二极管的正极和所述第六开关管的第一端； 所述第九开关管的第二端连接所述第十开关管的第一端； 所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第二端，作为所述逆变器的第一交流输出端；所述第九开关管的第二端作为所述逆变器的第二交流输出端。2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述第一开关管导通时，电流从所述第一开关管的第一端流向第二端；所述第二开关管导通时，电流从所述第二开关管的第一端流向第二端；所述第三开关管导通时，电流从所述第三开关管的第一端流向第二端；所述第四开关管导通时，电流从所述第四开关管的第一端流向第二端；所述第五开关管导通时，电流从所述第五开关管的第一端流向第二端；所述第六开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第七开关管导通时，电流从所述第七开关管的第二端流向第一端；所述第八开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第九开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端；所述第十开关管导通时，电流从所述第六开关管的第一端流向第二端。3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器具有八种有功工作模态，分别为第一工作模态、第二工作模态、第三工作模态、第四工作模态、第五工作模态、第六工作模态、第七工作模态和第八工作模态； 所述逆变器处于所述第一工作模态时，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管关断； 所述逆变器处于所述第二工作模态时，所述第二开关管、所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管关断； 所述逆变器处于所述第三工作模态时，所述第三开关管和所述第十开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和`所述第九开关管关断； 所述逆变器处于所述第四工作模态时，所述第八开关管和所述第十开关管导通，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、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第九开关管关断； 所述逆变器处于所述第五工作模态时，所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管和所述第九开关管导通，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第十开关管关断； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，薛丽英，张彦虎，周灵兵，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：