專(zhuān)利名稱:一種三電平拓?fù)潆娐返闹谱鞣椒?br>【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種三電平拓?fù)潆娐?，包括母線正極BUS+、第一逆變模塊T1、第二逆變模塊T2、逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A、第三逆變模塊T3、第四逆變模塊T4、母線負(fù)極BUS?、第五逆變模塊T5、中性點(diǎn)N以及第六逆變模塊。第一逆變模塊T1與第五逆變模塊T5封裝為第一半橋模塊，第一半橋模塊的上下端分別連接母線正極BUS+和中性點(diǎn)N；第二逆變模塊T2和第三逆變模塊T3封裝為第二半橋模塊，第四逆變模塊T4和第六逆變模塊T6封裝為第三半橋模塊，第二半橋模塊的上下端分別連接第一半橋模塊橋臂中點(diǎn)和第三半橋模塊橋臂中點(diǎn)，第三半橋模塊上下端分別連接中性點(diǎn)N和母線負(fù)極BUS?。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種三電平拓?fù)潆娐?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及三電平技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三電平拓?fù)潆娐贰?br>【背景技術(shù)】
[0002]目前，三電平技術(shù)日益成熟，在逆變器領(lǐng)域的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛，尤其是在光伏行業(yè)，三電平逆變電路因其耐壓等級(jí)高、電壓和電流畸變率低等優(yōu)點(diǎn)而被業(yè)界廣泛采用。常用三電平結(jié)構(gòu)主要有I型和T型兩種拓?fù)?，其中I型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是單個(gè)器件承受耐壓低、開(kāi)關(guān)損耗較低，三電平逆變器可以采用更高開(kāi)關(guān)頻率，提高了整機(jī)性能，體積小且成本低。然而由于器件本身和封裝技術(shù)的限制，目前大部分三電平模塊都在160A/1200V以內(nèi)，難以突破，大功率的三電平模塊不易實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)大功率光伏逆變器為實(shí)現(xiàn)I型三電平結(jié)構(gòu)，較多使用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)半橋模塊拼接成I型結(jié)構(gòu)。半橋模塊拼接帶來(lái)的好處就是可以使用技術(shù)成熟的大功率半橋模塊，如450A/1200V或600A/1200V，較大幅度提高逆變器功率等級(jí)，甚至可以通過(guò)使用模塊并聯(lián)以達(dá)到更高的功率需求。但是，傳統(tǒng)模塊拼接的方式存在如下不足:在換流過(guò)程中模塊間存在寄生電感，di/dt (電流變化率)變化很大的時(shí)候，將產(chǎn)生較大的電壓尖峰，對(duì)IGBT的耐壓性要求高，成為限制I型三電平逆變器功率提升的瓶頸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于通過(guò)一種三電平拓?fù)潆娐?，?lái)解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問(wèn)題。
[0004]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種三電平拓?fù)潆娐罚浒妇€正極BUS+、第一逆變模塊Tl、第二逆變模塊T2、逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A、第三逆變模塊T3、第四逆變模塊T4、母線負(fù)極BUS-、第五逆變模塊T5、中性點(diǎn)N以及第六逆變模塊;所述第一至第六逆變模塊為完全相同的逆變模塊，該逆變模塊均由一開(kāi)關(guān)管并聯(lián)一二極管構(gòu)成;所述第一逆變模塊Tl與第五逆變模塊T5封裝為第一半橋模塊，所述第一半橋模塊的上下端分別連接母線正極BUS+和中性點(diǎn)N;所述第二逆變模塊T2和第三逆變模塊T3封裝為第二半橋模塊，所述第四逆變模塊T4和第六逆變模塊T6封裝為第三半橋模塊，所述第二半橋模塊的上下端分別連接第一半橋模塊橋臂中點(diǎn)和第三半橋模塊橋臂中點(diǎn)，第二半橋模塊的中點(diǎn)即為逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A，所述第三半橋模塊上下端分別連接中性點(diǎn)N和母線負(fù)極BUS-。
[0006]特別地，所述開(kāi)關(guān)管選用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor，M0S)或絕緣棚.雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。
[0007]本實(shí)用新型提出的三電平拓?fù)潆娐房朔藗鹘y(tǒng)I型三電平電路拼接結(jié)構(gòu)存在的如下問(wèn)題:在換流過(guò)程中模塊間存在寄生電感，電流變化率變化很大時(shí)，產(chǎn)生較大的電壓尖峰，對(duì)IGBT的耐壓性要求高，限制I型三電平逆變器功率提升。本實(shí)用新型不僅改善了器件換流過(guò)程中產(chǎn)生的電壓應(yīng)力，降低了電路導(dǎo)通損耗，提高逆變器轉(zhuǎn)換效率，對(duì)開(kāi)關(guān)管的耐壓性要求低，便于大功率逆變器的設(shè)計(jì)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低。
【附圖說(shuō)明】

[0008]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三電平拓?fù)潆娐菲唇咏Y(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三電平拓?fù)潆娐返姆庋b結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容理解的更加透徹全面。需要說(shuō)明的是，當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0011]請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2所示，本實(shí)施例中三電平拓?fù)潆娐肪唧w包括母線正極BUS+、第一逆變模塊T1、第二逆變模塊T2、逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A、第三逆變模塊T3、第四逆變模塊T4、母線負(fù)極BUS-、第五逆變模塊T5、中性點(diǎn)N以及第六逆變模塊。所述第一至第六逆變模塊為完全相同的逆變模塊，該逆變模塊均由一開(kāi)關(guān)管并聯(lián)一二極管構(gòu)成;所述開(kāi)關(guān)管可選用場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極型晶體管等的任一種。于本實(shí)施例中所述開(kāi)關(guān)管選用絕緣柵雙極型晶體管，具體的，在所述逆變模塊中所述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極連接二極管的正極，絕緣柵雙極型晶體管的集電極連接二極管的負(fù)極。
[0012]所述第一逆變模塊Tl與第五逆變模塊T5封裝為第一半橋模塊101，所述第一半橋模塊1I的上下端分別連接母線正極BUS+和中性點(diǎn)N;所述第二逆變模塊T2和第三逆變模塊T3封裝為第二半橋模塊102，所述第四逆變模塊T4和第六逆變模塊T6封裝為第三半橋模塊103，所述第二半橋模塊102的上下端分別連接第一半橋模塊101橋臂中點(diǎn)和第三半橋模塊103橋臂中點(diǎn)，第二半橋模塊102的中點(diǎn)即為逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A，所述第三半橋模塊103上下端分別連接中性點(diǎn)N和母線負(fù)極BUS-。值得一提的是，本實(shí)用新型不僅可以使用英飛凌廠家的Econo封裝，也可以使用其他廠家或其他封裝的半橋功率模塊。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)方案克服了傳統(tǒng)I型三電平電路拼接結(jié)構(gòu)存在的如下問(wèn)題:在換流過(guò)程中模塊間存在寄生電感，電流變化率變化很大時(shí)，產(chǎn)生較大的電壓尖峰，對(duì)IGBT的耐壓性要求高，限制I型三電平逆變器功率提升。本實(shí)用新型不僅改善了器件換流過(guò)程中產(chǎn)生的電壓應(yīng)力，降低了電路導(dǎo)通損耗，提高逆變器轉(zhuǎn)換效率，對(duì)開(kāi)關(guān)管的耐壓性要求低，便于大功率逆變器的設(shè)計(jì)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低。
[0014]注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三電平拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟?，包括母線正極BUS+、第一逆變模塊Tl、第二逆變模塊T2、逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A、第三逆變模塊T3、第四逆變模塊T4、母線負(fù)極BUS-、第五逆變模塊T5、中性點(diǎn)N以及第六逆變模塊;所述第一至第六逆變模塊為完全相同的逆變模塊，該逆變模塊均由一開(kāi)關(guān)管并聯(lián)一二極管構(gòu)成;所述第一逆變模塊Tl與第五逆變模塊T5封裝為第一半橋模塊，所述第一半橋模塊的上下端分別連接母線正極BUS+和中性點(diǎn)N;所述第二逆變模塊T2和第三逆變模塊T3封裝為第二半橋模塊，所述第四逆變模塊T4和第六逆變模塊T6封裝為第三半橋模塊，所述第二半橋模塊的上下端分別連接第一半橋模塊橋臂中點(diǎn)和第三半橋模塊橋臂中點(diǎn)，第二半橋模塊的中點(diǎn)即為逆變橋臂交流輸出點(diǎn)A，所述第三半橋模塊上下端分別連接中性點(diǎn)N和母線負(fù)極BUS-。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平拓?fù)潆娐?，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管選用場(chǎng)效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極型晶體管。
【文檔編號(hào)】H02M7/5387GK205725511SQ201620321697
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】羅劼, 鹿明星, 劉寧
【申請(qǐng)人】上能電氣股份有限公司