[发明专利]一种多电平逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种多电平逆变器。

背景技术

常规逆变器主要由整流器、逆变器和充电器组成，其中，整流器用于在市电工作模式下实现输入PFC功能，在电池放电模式下提升电池电压至BUS电压；充电器用于实现市电模式下向电池充电的功能；而逆变器用于把直流BUS电压转换为交流电压，然后提供给负载。

现有技术中的逆变系统通过如下方式来实现逆变器的功能：采用基于T型三电平改进的五电平逆变器，采用双向开关续流桥臂，还使用双母线来实现输出正弦波电压叠加，从而得到输出中点电压的五电平。但需要大量使用功率器件，并且在控制和驱动上比较复杂，成本昂贵，并且这种五电平逆变器从基础T字型三电平演变而来，桥臂功率管电压应力较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种多电平逆变器，结构简单，工作可靠。

本发明第一方面提供了一种多电平逆变器，包括：

双向升压变换器、低直流母线模块和I型逆变器，I型逆变器根据三电平拓扑得到；

双向升压变换器用于向I型逆变器输出高直流母线电压；

低直流母线模块用于接收直流电源输入的直流电压，并向I型逆变器输出低直流母线电压；

I型逆变器用于接收双向升压变换器输出的高直流母线电压，和/或低直流母线模块输出的低直流母线电压，并转换为交流电输出到负载。

在第一种可能的实现方式中，I型逆变器包括4个开关管，4个开关管构成竖桥臂结构。

根据第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，开关管为场效应管或绝缘栅双极晶体管。

根据第一方面、第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，I型逆变器还包括：用于续流的I型拓扑钳位二极管。

根据第一方面、第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，双向升压变换器包括正向升压变换器和负向升压变换器。

根据第一方面、第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，当输入电压大于输出电压时，双向升压变换器的旁路二极管导通，双向升压变换器直接向I型逆变器输出高直流母线电压，I型逆变器为三电平工作。

根据第一方面、第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，当输入电压小于输出电压时，I型逆变器接收高直流母线电压，以及低直流母线电压，I型逆变器为五电平工作。

根据第一方面、第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，低直流母线模包括两个三极管，两个三极管为T型结构，两个三极管通过二极管连接正输入电压和负输入电压。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例包括采用双向升压变换器10、低直流母线模块20和I型逆变器30，其中，I型逆变器30根据三电平拓扑得到；双向升压变换器10用于向I型逆变器30输出高直流母线电压；低直流母线模块20用于接收直流电源输入的直流电压，并向I型逆变器30输出低直流母线电压；I型逆变器30用于接收双向升压变换器10输出的高直流母线电压，和/或低直流母线模块20输出的低直流母线电压，并转换为交流电输出到负载。本实施例是在I型三电平拓扑的基础上，通过增加低直流母线模块20支路的形式，实现变换器在不同模态下的多电平工作，结构简单，工作可靠，并且可以减小输出滤波电感的感量、体积和尺寸，从而降低器件成本，还可以降低输出电压、电流谐波，提高了交流侧电能质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本发明实施例中多电平逆变器的电路图；

图2是本发明实施例中多电平逆变器的主要工作波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种多电平逆变器，结构简单，工作可靠。以下分别详细说明，具体可参阅图1至图2。

实施例一