[发明专利]二极管箝位型五电平双降压式半桥逆变器

摘要

本发明公开了一种二极管箝位型五电平双降压式半桥逆变器，包括第一五电平降压电路、第二五电平降压电路、直流电源输入电路、负载电路。采用电压电流双闭环SPWM控制，根据电感电流的方向和输出电压的大小，控制两个五电平降压电路半周期工作，通过不同的开关组合，分别在两个输出桥臂得到五电平的PWM调制波输出。本发明的优点是：保留了双降压电路无桥臂直通、无开关管体二极管反向恢复问题的优点；实现了五电平输出，输出电压谐波含量减小，有助于减小滤波器，同时可以降低PWM调制部分的开关频率，降低开关损耗，提高效率；同半桥型逆变器相比，功率器件电压应力降低，功率器件电压应力降低，使得中小功率的开关器件可适用于高压、大功率的场合；电路中只需8个功率二极管，与桥式五电平二极管钳位型逆变器相比，二极管数量减小了1/3，钳位电路得到了简化。

主权项

一种二极管箝位型五电平双降压式半桥逆变器，包括第一五电平降压电路(1)、第二五电平降压电路(2)、直流电源输入电路(3)、负载电路(4)，第一五电平降压电路(1)中，第一功率开关管(S1)的漏级与第一电容(C1)的正极连接，第一功率开关管(S1)的源级与第二功率开关管(S2)的漏级连接，第二功率二级管(S2)的源级与第一功率二极管(D1)的阴极连接，第一功率二极管(D1)的阳极与第二功率二极管(D2)的阴极连接，第二功率二极管(D2)的阳极与第四电容(C4)的负极连接，第三功率二极管(D3)的阳极与第一电容(C1)的负极连接，第三功率二极管(D3)的阴极与第一功率开关管(S1)的源级连接，第三功率开关管(S3)的漏级接地，第三功率开关管(S3)的源级与第四功率二极管(D4)的阳极连接，第四功率二极管(D4)的阴极与第二功率二极管(S2)的源级连接，第四功率开关管(S4)的漏级与第四电容(C4)的正极连接，第四功率开关管(S4)的源级与第一功率二极管(D1)的阳极连接，第一电感(L1)的一端与第二功率开关管(S2)的源级连接，第一电感(L1)的另一端接入外界负载电路(4)；第二五电平降压电路(2)中，第五功率开关管(S5)的源级与第四电容(C4)的负极连接，第五功率开关管(S5)的漏级与第六功率开关管(S6)的源级连接，第六功率开关管(S6)的漏级与第六功率二极管(D6)的阳极连接，第六功率二极管(D6)的阴极与第五功率二极管(D5)的阳极连接，第五功率二极管(D5)的阴极与第一电容(C1)的正极连接，第八功率二极管(D8)的阴极与第四电容(C4)的正极连接，第八功率二极管(D8)的阳极与第五功率开关管(S5)的漏级连接，第七功率开关管(S7)的源级接地，第七功率开关管(S7)的漏级与第七功率二极管(D7)的阴极连接，第七功率二极管(D7)的阳极与第六功率二极管(D6)的阳极连接，第八功率开关管(S8)的源级与第二电容(C2)的正极连接，第八功率开关管(S8)的漏级与第五功率二极管(D5)的阳极连接，第二电感(L2)的一端与第六功率开关管(S6)的漏级连接，第二电感(L2)的另一端与第一电感(L1)的另一端相连接入外界负载(4)；直流电源输入电路(3)连接方式为，直流电源(Ud)的正极与第一电容(C1)的正极连接，直流电源(Ud)的负极与第四电容(C4)的负极连接，第二电容(C2)的正极与第一电容(C1)的负极连接，第二电容(C2)的负极接地，第三电容(C3)的正极接地，第三电容(C3)的负极与第四电容(C4)的正极连接；负载电路(4)连接方式为，滤波电容(Cf)的一端接入第一电感(L1)的另一端与第二电感(L2)的另一端之间，滤波电容(Cf)的另一端接地，负载电阻(R)的一端与滤波电容(Cf)的一端连接，负载电阻(R)的另一端接地。