[发明专利]一种基于升降压的多电平逆变电路以及逆变系统

说明书

本发明实施例涉及一种基于升降压的多电平逆变电路以及逆变系统，包括直流电源、降压逆变单元、升压逆变单元、交流输出端和控制器，降压逆变单元和升压逆变单元分别与直流电源并联连接，降压逆变单元和升压逆变单元中均包括多个全控开关元件，各个全控开关元件的控制端均还与控制器连接。该基于升降压的多电平逆变电路将一个直流电源输出的电压通过降压逆变单元和升压逆变单元上各个全控开关元件的导通或截止转换成多电平的交流电从交流输出端输出，使得采用一个电源输入实现了多电平交流电的输出，并且该基于升降压的多电平逆变电路的电路结构简单。

技术领域

本发明涉及电力电子逆变电路技术领域，尤其涉及一种基于升降压的多电平逆变电路以及逆变系统。

背景技术

随着社会的发展，人们对不可再生资源的需求越来越多，不可以再生资源是可以被使用完的，由此石油、煤炭等化石不可再生能源被人们使用，变得越来越少。因此，目前能源危机和能源污染步步逼近，获取新型能源已经变得十分迫切，以风能和太阳能为代表的分布式发电技术以及以电池和超级电容为代表的分布式储能技术越来越受到世界各国的高度重视。这些新兴能源和新技术的发展和应用高度依赖于电力电子逆变装置的性能。现有电力电子逆变装置大部分是采用两电平逆变电路实现的，而两电平逆变电路本身具有谐波含量高和效率低等缺陷。

随着电力电子技术的高速发展，目前的电力电子逆变装置大部分是采用多电平逆变电路实现电源的转换，多电平逆变电路的优点包括输出电压谐波含量少、器件电压应力低、电磁干扰少和效率较高等。而典型的多电平逆变电路包括二极管钳位型、电容钳位型和H桥级联型。其中二极管钳位型和电容钳位型在多电平逆变电路中存在电路钳位复杂且不具备自主升压的问题，而H桥级联型的多电平逆变电路需要多个独立的直流电源，使得多电平逆变电路电路复杂。

因此，针对上述情况，如何设计出电路结构简单、输入电源数量少且具备自主升压能力的多电平逆变电路成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于升降压的多电平逆变电路以及逆变系统，用于解决现有多电平逆变电路的需要多个输入直流电源且不会自动升降压的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于升降压的多电平逆变电路，包括直流电源、降压逆变单元、升压逆变单元、交流输出端和控制器；

所述直流电源用于提供直流电源；

所述降压逆变单元与所述直流电源并联连接，所述降压逆变单元的降压输出端与所述交流输出端的第一端连接；

所述升压逆变单元与所述直流电源并联连接，所述升压逆变单元的升压输出端与所述交流输出端的第二端连接；

其中，所述降压逆变单元和所述升压逆变单元中均包括多个全控开关元件，各个所述全控开关元件的控制端均还与控制器连接，所述控制器控制所述降压逆变单元和所述升压逆变单元中的各个所述全控开关元件的导通或关断，以实现所述交流输出端输出多电平交流电。

优选地，所述降压逆变单元包括第一全控开关元件、第二全控开关元件、第一开关元件、第一电容器和第二电容器；

所述第一全控开关元件的第一端与所述第一电容器的第一端连接并作为所述降压逆变单元的第一连接端，所述第二全控开关元件的第二端与所述第二电容器的第二端连接并作为所述降压逆变单元的第二连接端，所述第一全控开关元件的第二端分别与所述第二全控开关元件的第一端和所述第一开关元件的第一端连接并作为所述降压逆变单元的降压输出端，所述第一电容器的第二端分别与所述第二电容器的第一端和所述第一开关元件的第二端连接；

所述降压逆变单元的第一连接端与所述直流电源的负极连接，所述降压逆变单元的第二连接端与所述直流电源的正极连接。