[实用新型]三电平逆变装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种三电平电压源逆变器结构装置，属于电力电子逆变器的技术领域。

背景技术

近年来，随着电力电子技术和控制技术的全面发展，电力电子装置已经被广泛使用，人们对电力电子装置的大功率、耐高压、低谐波扰动的要求越来越强烈。多电平逆变装置具有功率大、开关频率低、输出谐波小、动态响应速度快、电磁兼容性好等优点，并可以使耐压值低的电力电子器件可靠应用于高压大功率领域，并有效地减少脉宽调制(简称PWM)控制产生的高次谐波。但是，由于公知的二极管钳位型三电平逆变装置的二极管数目多、电容飞跨型三电平逆变装置控制复杂、H桥级联型三电平逆变装置需要独立的直流源都存在固有缺点，抑制了三电平逆变装置在实际中的推广和使用。

发明内容

为了克服公知的三电平逆变装置在拓扑结构上的不足，本实用新型提出了一种结构简单，控制灵活，且易于扩展为输出更多电平电压的新型三电平逆变装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的三电平逆变装置包括直流电源(E)，电解电容(C1)，电解电容(C2)，六个绝缘栅双极晶体管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流电源(E)的正极端、电解电容(C1)的正极端连接绝缘栅双极晶体管(Sa1)的集电极，直流电源(E)的负极端、电解电容(C2)的负极端连接绝缘栅双极晶体管(Sa4)的发射极，电解电容(C1)的负极端与绝缘栅双极晶体管(Sa2)的发射极相连，绝缘栅双极晶体管(Sa1)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa2)的集电极连接绝缘栅双极晶体管(Sa5)的集电极，绝缘栅双极晶体管(Sa3)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa6)的发射极连接绝缘栅双极晶体管(Sa4)的集电极，绝缘栅双极晶体管(Sa5)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa6)的集电极连接A相的输出端。

通过控制六个不同的绝缘栅双极晶体管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的导通或关断可以很容易实现三个电平电压的输出。

本实用新型的有益效果是，容易实现三个电平电压的输出，拓扑结构简单、控制灵活，同时易于扩展成为输出更多电平电压的逆变装置，在实际应用中存在很大价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的A相拓扑结构图。

图2是本实用新型的三相拓扑结构图。

图中：E为直流电源，C1、C2为电解电容，Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6为绝缘栅双极晶体管，A为电压输出端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作具体的说明。

结合图1，本实用新型电路结构包括直流电源(E)，电解电容(C1)，电解电容(C2)，六个绝缘栅双极晶体管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流电源(E)的正极端、电解电容(C1)的正极端连接绝缘栅双极晶体管(Sa1)的集电极，直流电源(E)的负极端、电解电容(C2)的负极端连接绝缘栅双极晶体管(Sa4)的发射极，电解电容(C1)的负极端与绝缘栅双极晶体管(Sa2)的发射极相连，绝缘栅双极晶体管(Sa1)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa2)的集电极连接绝缘栅双极晶体管(Sa5)的集电极，绝缘栅双极晶体管(Sa3)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa6)的发射极连接绝缘栅双极晶体管(Sa4)的集电极，绝缘栅双极晶体管(Sa5)的发射极、绝缘栅双极晶体管(Sa6)的集电极连接A相的输出端。

通过控制不同绝缘栅双极晶体管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的导通与关断可以很容易实现三个电平电压的输出。

具体实施时，图1中每个绝缘栅双极晶体管也可以由两个或多个绝缘栅双极晶体管串联实现。每个电解电容也可以由多个电解电容串联实现或并联实现，再或者串联并联混合实现。每个绝缘栅双极晶体管也可由其他全控型器件替换使用，其他全控型器件包括集成门极换流晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管。

图2为本实用新型组成的逆变装置三相拓扑结构。

本实用新型，所用电解电容数量少，无需控制中点电位的平衡，且每一相仅有两个电解电容，电路结构简单，控制灵活。与公知的多电平拓扑结构相比，本实用新型便于扩展成为更多电平电压的逆变装置。