[发明专利]一种单相三电平逆变器

说明书

技术领域：

本发明涉及电能转换技术领域，特别是涉及直流电到交流电的转换，包括交流电到直流电的转换，特别涉及光伏，风能等新能源的并网发电。

背景技术：

当前新能源发电日益增多，市场竞争日益激烈，提高产品稳定性和降低成本有助于提高产品的市场竞争力。

传统的逆变器转换效率低不利于提高产品的功率密度和降低产品成本。

发明内容：

因此，本发明提供一种高压输入下能实现高效率变换的单相逆变器拓扑。

为了实现上述目的，本发明实例提供的技术方案如下

由开关5与开关6组成的桥臂经电感L2、L3电容C3与C1、C2串联电路构成开通功率回路，由开关3，开关4构成电感L2、L3续流回路，由开关1、开关2与电感1构成C1、C2的中点稳压电路。

开关5、开关6组成的桥臂，开关1、开关2组成的桥臂，以及电容1、电容2组成的串联电路，与提供直流能量的直流源并联。

优选的，开关3、开关4、开关5、开关6、均为IGBT(绝缘栅双极型晶体管)开关1、开关2均为MOS 管(场效应晶体管)。

优选的，开关3、开关4、开关5、开关6、开关1、开关2均为IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。

优选的，开关3、开关4、开关5、开关6、开关1、开关2均为MOS管(场效应晶体管)。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种单相的三电平逆变电路图。

图2为本申请另一实施例提供的一种单相的三电平逆变电路图。

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，本领域普通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。

由至少一个开关S5与至少一个开关S6串联构成一个桥臂并联接到直流BUS上，桥臂的输出连接一个电感器L2与滤波电容C3相连作为逆变的输出L线。

由至少1个电容C1与至少一个电容C2串联，两个电容串联的公共连接点经过电感L3与C3另一端相连 (也可以不用电感直接与C3相连)作为逆变器的输出N线。

由至少一个开关S3与至少一个开关S4反向串联(例如S3与S4为IGBT，则有S3的发射极与S4的发射极相连，或者S3的集电极与S4的集电极相连)后由电容C1与电容C2串联的公共点与由开关S5与开关 S6构成的桥臂的输出端相连。

由至少一个开关S1与至少一个开关S2构成的桥臂的输出端经电感L1与电容C1，C2构成串联电路中点相连。

具体的工作原理为：

参照附图1，在逆变为正半周时S4开通，S5按SPWM开通，当S5开通时电流经过S5、L2、负载、L3、分别流过C1、C2(C1为放电，C2为充电)以及L1、S2形成回路，当S5关断时 S3开通，电感续流经过S3、D3、S4、L2、负载、L3、回到S3、D3(注：D3、D4、D5、D6、 D1、D2可以是单独的二极管，也可以是开关器件自带的二极管)完成电感续流。

在逆变为负半周时S3开通，S6按SPWM开通，当S6开通时电流经过分别通过S1、L1以及 C1、C2(C1为充电，C2为放电)经L3、负载、L2、S6形成回路，当S6关断时S4开通，电感续流经过S4、D4、S3、L3、负载、L2、回到S4、D4(注：D3、D4、D5、D6、D1、D2可以是单独的二极管，也可以是开关器件自带的二极管)完成电感续流。

通过控制S1、S2的开通时间来控制因器件参数不一致时候或者输出微弱的直流分量导致的 C1、C2的中点电压偏离1/2直流输入电压，以及可以减少C1、C2的纹波电流。

因此综合以上论述本发明提供了逆变器的正负半周的电流回路，可以实现逆变与整流功能。优势与创新点：

此发明利用S3、S4续流因此可以工作在高效率的单极性调制而不会出现传统的逆变器单极性调制高的dv/dt共模电压.

此发明利用电容C1、C2和S1、S2共同分担电流，减少开通损耗。

此发明利用电容C1、C2的分压提高了在高直流电压输入时的工作效率。