一種多電平逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及逆變器。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的逆變器開關(guān)管易損壞、逆變器電源的效率低、DC端的電磁干擾等問題，提出一種多電平逆變器，包括直流能量產(chǎn)生裝置、交流能量產(chǎn)生裝置、調(diào)制電路及MCU，還包括逆變電路，所述逆變電路包括、開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三、開關(guān)模塊四、開關(guān)模塊五、開關(guān)模塊六、開關(guān)模塊七、開關(guān)模塊八、二極管一、二極管二、二極管三、二極管四、二極管五、二極管六、二極管七、二極管八、電感一、電感二及分壓模塊。通過在橋臂中間與母線電容中點(diǎn)增加開關(guān)管和二極管，使得無論在正半周或負(fù)半周，兩個(gè)電感同時(shí)工作，在提高電感利用率的同時(shí)，改善了DC的電磁干擾問題。適用于多電平高效逆變器。
【專利說明】一種多電平逆變器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器，特別涉及一種多電平逆變器。

【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是一種電能轉(zhuǎn)換裝置，主要實(shí)現(xiàn)由直流到交流的能量轉(zhuǎn)換。并網(wǎng)逆變器包括光伏并網(wǎng)逆變器、風(fēng)能并網(wǎng)逆變器、燃料電池并網(wǎng)逆變器等。并網(wǎng)逆變器能將可再生能源產(chǎn)生的能量高效能的轉(zhuǎn)換為可并接至市電的與市電同頻率、同相位的交流電。
[0003]按其電路形式來劃分:半橋逆變電源及全橋逆變電源。其中全橋逆變電源的控制方式有兩種:單極性SPWM調(diào)制，雙極性SPWM調(diào)制。雙極性SPWM調(diào)制同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，由于開關(guān)管導(dǎo)通、截止特性的不一致性以及死區(qū)時(shí)間的控制電路參數(shù)的不一致，可能導(dǎo)致同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)而導(dǎo)致開關(guān)管損壞。單極性SPWM控制有:在市電負(fù)半周都只有一個(gè)開關(guān)管作高頻切換，導(dǎo)致輸出電感的利用率下降，進(jìn)而降低了逆變器電源的效率；該種控制方式的導(dǎo)致DC端的電磁干擾問題相當(dāng)突出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種一種多電平逆變器，以達(dá)到提升逆變器效率并改善直流電磁干擾的效果。
[0005]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，一種多電平逆變器，包括直流能量產(chǎn)生裝置、交流能量產(chǎn)生裝置、調(diào)制電路及MCU，還包括逆變電路，所述逆變電路包括、開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三、開關(guān)模塊四、開關(guān)模塊五、開關(guān)模塊六、開關(guān)模塊七、開關(guān)模塊八、二極管一、二極管二、二極管三、二極管四、二極管五、二極管六、二極管七、二極管八、電感一、電感二及分壓模塊，所述直流能量產(chǎn)生裝置的正極分別與分壓模塊、開關(guān)模塊一的輸入端、開關(guān)模塊二的輸入端、二極管一的陰極及二極管二的陰極連接，開關(guān)模塊一的輸出端分別與電感一的一端、開關(guān)模塊三的輸入端、開關(guān)模塊五的輸出端、二極管三的陰極及二極管五的陽極連接，開關(guān)模塊二的輸出端分別與電感二的一端、開關(guān)模塊四的輸入端、開關(guān)模塊七的輸出端、二極管四的陰極及二極管七的陽極連接，電感一的另一端通過交流能量產(chǎn)生裝置與電感二的另一端連接，開關(guān)模塊五的輸入端分別與開關(guān)模塊六的輸入端、二極管五的陰極及二極管六的陰極連接，開關(guān)模塊六的輸出端分別與二極管六的陽極、開關(guān)模塊八的輸出端、二極管八的陽極及分壓模塊連接，分壓模塊還分別與直流能量產(chǎn)生裝置的負(fù)極、開關(guān)模塊三的輸出端、開關(guān)模塊四的輸出端、二極管三的陽極及二極管四的陽極連接，開關(guān)模塊八的輸入端分別與開關(guān)模塊七的輸入端、二極管八的陰極及二極管七的陰極連接，所述開關(guān)模塊一的控制端、開關(guān)模塊二的控制端、開關(guān)模塊三的控制端、開關(guān)模塊四的控制端分別通過調(diào)制電路與MCU連接,開關(guān)模塊五的控制端、開關(guān)模塊六的控制端、開關(guān)模塊七的控制端及開關(guān)模塊八的控制端與MCU連接；
[0006]所述調(diào)制電路，用于將MCU輸出的高頻脈沖信號(hào)與正弦信號(hào)調(diào)制成用于驅(qū)動(dòng)的開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三及開關(guān)模塊四高頻觸發(fā)信號(hào)；將所述正弦信號(hào)與所述交流能量產(chǎn)生裝置的交流電源同頻率且同相位；
[0007]所述MCU，用于控制開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三、開關(guān)模塊四、開關(guān)模塊五、開關(guān)模塊六、開關(guān)模塊七及開關(guān)模塊八的工作狀態(tài)；
[0008]所述分壓模塊，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波，還用于對(duì)母線分壓。
[0009]具體的，所述分壓模塊包括電容一及電容二，所述電容一的正極與直流能量產(chǎn)生裝置的正極連接，電容一的負(fù)極分別與電容二的陽極及開關(guān)模塊六的輸入端連接，電容二的負(fù)極與直流能量產(chǎn)生裝置的負(fù)極連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述電容一及電容二分別為母線電容。
[0011]具體的，所述電感一及電感二為濾波電感。
[0012]具體的，所述直流能量產(chǎn)生裝置為陽能電池板、風(fēng)能電池或燃料電池。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，在每個(gè)橋臂中間與母線電容中點(diǎn)增加了兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)二極管，使得無論在正半周或負(fù)半周，兩個(gè)電感同時(shí)工作，在提高電感利用率的同時(shí)，改善了 DC的電磁干擾問題；
[0014]由于續(xù)流裝置的引入，使得儲(chǔ)能裝置不參與續(xù)流過程，a、b兩點(diǎn)的電位在續(xù)流過程中電位保持基本相等，且逆變狀態(tài)與續(xù)流狀態(tài)a、b兩點(diǎn)電位變化量較小，這也降低了 DC電磁干擾問題；
[0015]本發(fā)明中的逆變裝置采用的三個(gè)開關(guān)管皆作高頻切換，這使得無論在正負(fù)半周，兩個(gè)濾波電感L1、L2的內(nèi)側(cè)接線端的電位都呈高頻脈沖，其外側(cè)接線端為市電，這提高了濾波電感的利用率；
[0016]本發(fā)明引入的電路，可以實(shí)現(xiàn)五電平模式，兩個(gè)濾波電感L1、L2可以減小，提高了整機(jī)效率；同時(shí)，由于主開關(guān)管高頻轉(zhuǎn)換的電壓為Vdc的一半，主開關(guān)管的開關(guān)損耗降低，進(jìn)而也提升了整機(jī)效率；
[0017]相對(duì)于傳統(tǒng)逆變電路結(jié)構(gòu)，該電路提聞了電感的利用率，減少了續(xù)流路徑，提聞?wù)麢C(jī)效率，同時(shí)降低了機(jī)器的DC電磁干擾問題，使得逆變器的各個(gè)方面性能提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器工作時(shí)各部件上的波形圖；
[0020]圖3為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出正半周交流電時(shí)的電流回路一不意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出正半周交流電時(shí)的電流回路_■不意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出正半周交流電時(shí)的電流回路二不意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出正半周交流電時(shí)的續(xù)流回路不意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出負(fù)半周交流電時(shí)的電流回路一不意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出負(fù)半周交流電時(shí)的電流回路_■不意圖；
[0026]圖9為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出負(fù)半周交流電時(shí)的電流回路二不意圖；
[0027]圖10為本發(fā)明一種多電平逆變器實(shí)例中的高效逆變器輸出負(fù)半周交流電時(shí)的續(xù)流回路不意圖；
[0028]其中，直流能量產(chǎn)生裝置一Vdc、交流能量產(chǎn)生裝置一Vac、開關(guān)模塊一一S1、開關(guān)模塊二一S2、開關(guān)模塊三一S3、開關(guān)模塊四一S4、開關(guān)模塊五一S5、開關(guān)模塊六一S6、開關(guān)模塊七一S7、開關(guān)模塊八一S8、二極管一一Dl、二極管二一D2、二極管三一D3、二極管四一D4、二極管五一D5、二極管六一D6、二極管七一D7、二極管八一D8、電感一一L1、電感二一L2、電容一一Cl及電容二一C2。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0030]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，雙極性SPWM調(diào)制同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，由于開關(guān)管導(dǎo)通、截止特性的不一致性以及死區(qū)時(shí)間的控制電路參數(shù)的不一致，可能導(dǎo)致同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)而導(dǎo)致開關(guān)管損壞；而單極性SPWM控制有，在市電負(fù)半周都只有一個(gè)開關(guān)管作高頻切換，導(dǎo)致輸出電感的利用率下降，進(jìn)而降低了逆變器電源的效率，導(dǎo)致DC端的電磁干擾問題相當(dāng)突出的問題，提供一種一種多電平逆變器，包括直流能量產(chǎn)生裝置、交流能量產(chǎn)生裝置、調(diào)制電路及MCU，還包括逆變電路，所述逆變電路包括、開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三、開關(guān)模塊四、開關(guān)模塊五、開關(guān)模塊六、開關(guān)模塊七、開關(guān)模塊八、二極管一、二極管二、二極管三、二極管四、二極管五、二極管六、二極管七、二極管八、電感一、電感二及分壓模塊，所述直流能量產(chǎn)生裝置的正極分別與分壓模塊、開關(guān)模塊一的輸入端、開關(guān)模塊二的輸入端、二極管一的陰極及二極管二的陰極連接，開關(guān)模塊一的輸出端分別與電感一的一端、開關(guān)模塊三的輸入端、開關(guān)模塊五的輸出端、二極管三的陰極及二極管五的陽極連接，開關(guān)模塊二的輸出端分別與電感二的一端、開關(guān)模塊四的輸入端、開關(guān)模塊七的輸出端、二極管四的陰極及二極管七的陽極連接，電感一的另一端通過交流能量產(chǎn)生裝置與電感二的另一端連接，開關(guān)模塊五的輸入端分別與開關(guān)模塊六的輸入端、二極管五的陰極及二極管六的陰極連接，開關(guān)模塊六的輸出端分別與二極管六的陽極、開關(guān)模塊八的輸出端、二極管八的陽極及分壓模塊連接，分壓模塊還分別與直流能量產(chǎn)生裝置的負(fù)極、開關(guān)模塊三的輸出端、開關(guān)模塊四的輸出端、二極管三的陽極及二極管四的陽極連接，開關(guān)模塊八的輸入端分別與開關(guān)模塊七的輸入端、二極管八的陰極及二極管七的陰極連接，所述開關(guān)模塊一的控制端、開關(guān)模塊二的控制端、開關(guān)模塊三的控制端、開關(guān)模塊四的控制端分別通過調(diào)制電路與MCU連接，開關(guān)模塊五的控制端、開關(guān)模塊六的控制端、開關(guān)模塊七的控制端及開關(guān)模塊八的控制端與MCU連接；所述調(diào)制電路，用于將MCU輸出的高頻脈沖信號(hào)與正弦信號(hào)調(diào)制成用于驅(qū)動(dòng)的開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三及開關(guān)模塊四高頻觸發(fā)信號(hào)；將所述正弦信號(hào)與所述交流能量產(chǎn)生裝置的交流電源同頻率且同相位；所述MCU，用于控制開關(guān)模塊一、開關(guān)模塊二、開關(guān)模塊三、開關(guān)模塊四、開關(guān)模塊五、開關(guān)模塊六、開關(guān)模塊七及開關(guān)模塊八的工作狀態(tài)；所述分壓模塊，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波，還用于對(duì)母線分壓。在每個(gè)橋臂中間與母線電容中點(diǎn)增加了兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)二極管，使得無論在正半周或負(fù)半周，兩個(gè)電感同時(shí)工作，在提高電感利用率的同時(shí)，改善了DC的電磁干擾問題；由于續(xù)流裝置的引入，使得儲(chǔ)能裝置不參與續(xù)流過程，a、b兩點(diǎn)的電位在續(xù)流過程中電位保持基本相等，且逆變狀態(tài)與續(xù)流狀態(tài)a、b兩點(diǎn)電位變化量較小，這也降低了 DC電磁干擾問題；本發(fā)明中的逆變裝置采用的三個(gè)開關(guān)管皆作高頻切換，這使得無論在正負(fù)半周，兩個(gè)濾波電感L1、L2的內(nèi)側(cè)接線端的電位都呈高頻脈沖，其外側(cè)接線端為市電，這提高了濾波電感的利用率；本發(fā)明引入的電路，可以實(shí)現(xiàn)五電平模式，兩個(gè)濾波電感L1、L2可以減小,提聞了整機(jī)效率；同時(shí)，由于主開關(guān)管聞?lì)l轉(zhuǎn)換的電壓為Vdc的一半,主開關(guān)管的開關(guān)損耗降低，進(jìn)而也提升了整機(jī)效率；相對(duì)于傳統(tǒng)逆變電路結(jié)構(gòu)，該電路提高了電感的利用率，減少了續(xù)流路徑，提高整機(jī)效率，同時(shí)降低了機(jī)器的DC電磁干擾問題，使得逆變器的各個(gè)方面性能提升。
[0031]實(shí)施例1
[0032]本例的一種多電平逆變器，如圖1所示，包括直流能量產(chǎn)生裝置Vdc、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、調(diào)制電路及MCU (圖中未給出)，還包括逆變電路，所述逆變電路包括、開關(guān)模塊一S1、開關(guān)模塊二 S2、開關(guān)模塊三S3、開關(guān)模塊四S4、開關(guān)模塊六S6、開關(guān)模塊五S5、開關(guān)模塊八S8、開關(guān)模塊七S7、二極管一 D1、二極管二 D2、二極管三D3、二極管四D4、二極管六D6、二極管五D5、二極管八D8、二極管七D7、電感一 L1、電感二 L2、電容一 Cl及電容二 C2，所述直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正極分別與電容一 Cl的正極、開關(guān)模塊一 SI的輸入端、開關(guān)模塊二 S2的輸入端、二極管一 Dl的陰極及二極管二 D2的陰極連接，開關(guān)模塊一 SI的輸出端分別與電感一 LI的一端、開關(guān)模塊三S3的輸入端、開關(guān)模塊五S5的輸出端、二極管三D3的陰極及二極管五D5的陽極連接，開關(guān)模塊二 S2的輸出端分別與電感二 L2的一端、開關(guān)模塊四S4的輸入端、開關(guān)模塊七S7的輸出端、二極管四D4的陰極及二極管七D7的陽極連接，電感一 LI的另一端通過交流能量產(chǎn)生裝置Vac與電感二 L2的另一端連接，開關(guān)模塊五S5的輸入端分別與開關(guān)模塊六S6的輸入端、二極管五D5的陰極及二極管六D6的陰極連接，開關(guān)模塊六S6的輸出端分別與二極管六D6的陽極、開關(guān)模塊八S8的輸出端、二極管八D8的陽極、電容一 Cl的負(fù)極正極及電容二 C2的正極連接，電容二 C2的負(fù)極還分別與直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的負(fù)極、開關(guān)模塊三S3的輸出端、開關(guān)模塊四S4的輸出端、二極管三D3的陽極及二極管四D4的陽極連接，開關(guān)模塊八S8的輸入端分別與開關(guān)模塊七S7的輸入端、二極管八D8的陰極及二極管七D7的陰極連接，所述開關(guān)模塊一 SI的控制端、開關(guān)模塊二 S2的控制端、開關(guān)模塊三S3的控制端、開關(guān)模塊四S4的控制端分別通過調(diào)制電路與MCU連接，開關(guān)模塊五S5的控制端、開關(guān)模塊六S6的控制端、開關(guān)模塊七S7的控制端及開關(guān)模塊八S8的控制端與MCU連接；
[0033]所述調(diào)制電路，用于將MCU輸出的高頻脈沖信號(hào)與正弦信號(hào)調(diào)制成用于驅(qū)動(dòng)的開關(guān)模塊一 S1、開關(guān)模塊二 S2、開關(guān)模塊三S3及開關(guān)模塊四S4高頻觸發(fā)信號(hào)；將所述正弦信號(hào)與所述交流能量產(chǎn)生裝置Vac的交流電源同頻率且同相位；
[0034]所述MCU，用于控制開關(guān)模塊一 S1、開關(guān)模塊二 S2、開關(guān)模塊三S3、開關(guān)模塊四S4、開關(guān)模塊五S5、開關(guān)模塊六S6、開關(guān)模塊七S7及開關(guān)模塊八S8的工作狀態(tài)；
[0035]所述分壓模塊，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波，還用于對(duì)母線分壓。
[0036]其中，開關(guān)模塊一 S1、開關(guān)模塊二 S2、開關(guān)模塊三S3、開關(guān)模塊四S4的控制端分別經(jīng)調(diào)制電路與MCU的第一、第二、第三及第四脈沖信號(hào)輸出端相連接；所述開關(guān)模塊五S5、開關(guān)模塊六S6、開關(guān)模塊七S7及開關(guān)模塊八S8分別與MCU的脈沖信號(hào)輸出端相連。
[0037]上面所述直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正、負(fù)極兩端設(shè)有濾波母線電容，即電容一 Cl及電容二 C2，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波和母線分壓。直流能量產(chǎn)生裝置Vdc，可以是太陽能電池板、風(fēng)能或燃料電池等。電感一 LI及電感二 L2為濾波電感。
[0038]上述高效逆變器工作時(shí)各部件上的波形圖，如圖2所示。
[0039]實(shí)施例2
[0040]實(shí)施例1中的一種多電平逆變器工作時(shí):
[0041]在輸出為正半周時(shí)，MCU控制開關(guān)模塊五S5及開關(guān)模塊八S8在整個(gè)正半周開通，同時(shí)使開關(guān)模塊二 S2、開關(guān)模塊三S3開關(guān)模塊六S6和開關(guān)模塊七S7截止，并使開關(guān)模塊一SI及開關(guān)模塊四S4在高頻開關(guān)工作，從而使電感一 LI及電感二 L2外側(cè)輸出交流電源的正半周。
[0042]當(dāng)輸出為負(fù)半周時(shí)，MCU控制開關(guān)模塊六S6和開關(guān)模塊七S7在整個(gè)負(fù)半周開通，同時(shí)使開關(guān)模塊一 S1、開關(guān)模塊四S4、開關(guān)模塊五S5及開關(guān)模塊八S8截止，并使開關(guān)模塊二S2及開關(guān)模塊三S3及在高頻開關(guān)工作，使電感一 LI及電感二 L2外側(cè)輸出交流電源的負(fù)半周；如此周而復(fù)始。
[0043]在所述電感一 LI及電感二 L2的外側(cè)端的交流能量產(chǎn)生裝置Vac產(chǎn)生正半周期間，開關(guān)模塊五S5及開關(guān)模塊八S8在整個(gè)正半周開通.
[0044]當(dāng)開關(guān)模塊一 SI的高頻觸發(fā)信號(hào)為高電平，同時(shí)開關(guān)模塊四S4的高頻觸發(fā)信號(hào)為低電平時(shí)，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正極、開關(guān)模塊一 S1、電感一 L1、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感二 L2、二極管七D7、開關(guān)模塊八S8、電容二 C2和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的負(fù)極依次構(gòu)成電流回路；其電流走向，如圖3所示。
[0045]當(dāng)開關(guān)模塊一 SI及開關(guān)模塊四S4的高頻觸發(fā)信號(hào)為高電平，開關(guān)模塊一 SI及開關(guān)模塊四S4導(dǎo)通，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正極、開關(guān)模塊一 S1、電感一 L1、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感二 L2、開關(guān)模塊四S4和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc負(fù)極依次構(gòu)成電流回路；其電流走向，如圖4所示。
[0046]當(dāng)開關(guān)模塊一 SI的高頻觸發(fā)信號(hào)為低電平，同時(shí)開關(guān)模塊四S4觸發(fā)信號(hào)為高電平時(shí)，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc正極、電容一 Cl、二極管六D6，開關(guān)模塊五S5、電感一 L1、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感二 L2、開關(guān)模塊四S4和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的負(fù)極構(gòu)成電流回路；其電流走向，如圖5所示。
[0047]當(dāng)開關(guān)模塊一 SI及開關(guān)模塊四S4開關(guān)管高頻觸發(fā)信號(hào)都為低電平時(shí)，二極管六D6、開關(guān)模塊五S5、電感一 LI，交流能量產(chǎn)生裝置Vac，電感二 L2、二極管七D7和開關(guān)模塊八S8依次構(gòu)成續(xù)流回路；其電流走向，如圖6所示。
[0048]實(shí)施例3
[0049]在所述電感一 LI及電感二 L2的外側(cè)端交流能量產(chǎn)生裝置Vac之負(fù)半周期間，開關(guān)模塊六S6和開關(guān)模塊七S7在整個(gè)負(fù)半周開通；
[0050]當(dāng)開關(guān)模塊二 S2的高頻觸發(fā)信號(hào)為高電平，同時(shí)開關(guān)模塊三S3的高頻觸發(fā)信號(hào)為低電平時(shí)，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正極、開關(guān)模塊二 S2、電感二 L2、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感一 L1、二極管五D5、開關(guān)模塊六S6、電容二 C2和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc負(fù)極依次構(gòu)成電流回路，其電流走向，如圖7所示。
[0051]當(dāng)開關(guān)模塊二 S2及開關(guān)模塊三S3的高頻觸發(fā)信號(hào)為高電平，開關(guān)模塊二 S2及開關(guān)模塊三S3導(dǎo)通，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的正極、開關(guān)模塊二 S2、電感二 L2、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感一 L1、開關(guān)模塊三S3和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc負(fù)極依次構(gòu)成電流回路，其電流走向，如圖8所示。
[0052]當(dāng)開關(guān)模塊二 S2的高頻觸發(fā)信號(hào)為低電平，同時(shí)開關(guān)模塊三S3觸發(fā)信號(hào)為高時(shí)，直流能量產(chǎn)生裝置Vdc正極、電容一 Cl、二極管八D8，開關(guān)模塊七S7、電感二 L2、交流能量產(chǎn)生裝置Vac、電感一 L1、開關(guān)模塊三S3和直流能量產(chǎn)生裝置Vdc的負(fù)極構(gòu)成電流回路，其電流走向，如圖9所示。
[0053]當(dāng)開關(guān)模塊二 S2及開關(guān)模塊三S3的高頻觸發(fā)信號(hào)都為低時(shí)，二極管八D8、開關(guān)模塊七S7、電感二 L2，交流能量產(chǎn)生裝置Vac，電感一 L1、二極管五D5和開關(guān)模塊六S6依次構(gòu)成續(xù)流回路；其電流走向，如圖10所示。
[0054]綜上所述，本發(fā)明的一種多電平逆變器在在每個(gè)橋臂中間與母線電容中點(diǎn)增加了兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)二極管，使得無論在正半周或負(fù)半周，兩個(gè)電感同時(shí)工作，在提高電感利用率的同時(shí)，改善了 DC的電磁干擾問題；由于續(xù)流裝置的引入，使得儲(chǔ)能裝置不參與續(xù)流過程，a、b兩點(diǎn)的電位在續(xù)流過程中電位保持基本相等，且逆變狀態(tài)與續(xù)流狀態(tài)a、b兩點(diǎn)電位變化量較小，這也降低了 DC電磁干擾問題；本發(fā)明中的逆變裝置采用的三個(gè)開關(guān)管皆作高頻切換，這使得無論在正負(fù)半周，兩個(gè)濾波電感L1、L2的內(nèi)側(cè)接線端的電位都呈高頻脈沖，其外側(cè)接線端為市電，這提高了濾波電感的利用率；本發(fā)明引入的電路，可以實(shí)現(xiàn)五電平模式，兩個(gè)濾波電感L1、L2可以減小，提高了整機(jī)效率；同時(shí)，由于主開關(guān)管高頻轉(zhuǎn)換的電壓為Vdc的一半，主開關(guān)管的開關(guān)損耗降低，進(jìn)而也提升了整機(jī)效率；相對(duì)于傳統(tǒng)逆變電路結(jié)構(gòu)，該電路提高了電感的利用率，減少了續(xù)流路徑，提高整機(jī)效率，同時(shí)降低了機(jī)器的DC電磁干擾問題，使得逆變器的各個(gè)方面性能提升。
【權(quán)利要求】
1.一種多電平逆變器，包括直流能量產(chǎn)生裝置(VdC)、交流能量產(chǎn)生裝置(Vac)、調(diào)制電路及MCU，其特征在于，還包括逆變電路，所述逆變電路包括、開關(guān)模塊一(SI)、開關(guān)模塊二(S2)、開關(guān)模塊三(S3)、開關(guān)模塊四(S4)、開關(guān)模塊六(S6)、開關(guān)模塊五(S5)、開關(guān)模塊八(S8)、開關(guān)模塊七(S7)、二極管一(Dl)、二極管二(D2)、二極管三(D3)、二極管四(D4)、二極管六(D6)、二極管五(D5)、二極管八(D8)、二極管七(D7)、電感一(LI)、電感二(L2)及分壓模塊，所述直流能量產(chǎn)生裝置(Vdc)的正極分別與分壓模塊、開關(guān)模塊一(SI)的輸入端、開關(guān)模塊二(S2)的輸入端、二極管一(Dl)的陰極及二極管二(D2)的陰極連接，開關(guān)模塊一(SI)的輸出端分別與電感一(LI)的一端、開關(guān)模塊三(S3)的輸入端、開關(guān)模塊五(55)的輸出端、二極管三(D3)的陰極及二極管五(D5)的陽極連接，開關(guān)模塊二(S2)的輸出端分別與電感二(L2)的一端、開關(guān)模塊四(S4)的輸入端、開關(guān)模塊七(S7)的輸出端、二極管四(D4)的陰極及二極管七(D7)的陽極連接，電感一(LI)的另一端通過交流能量產(chǎn)生裝置(Vac)與電感二(L2)的另一端連接，開關(guān)模塊五(S5)的輸入端分別與開關(guān)模塊六(56)的輸入端、二極管五(D5)的陰極及二極管六(D6)的陰極連接，開關(guān)模塊六(S6)的輸出端分別與二極管六(D6)的陽極、開關(guān)模塊八(S8)的輸出端、二極管八(D8)的陽極及分壓模塊連接，分壓模塊還分別與直流能量產(chǎn)生裝置(Vdc)的負(fù)極、開關(guān)模塊三(S3)的輸出端、開關(guān)模塊四(S4)的輸出端、二極管三(D3)的陽極及二極管四(D4)的陽極連接，開關(guān)模塊八(S8)的輸入端分別與開關(guān)模塊七(S7)的輸入端、二極管八(D8)的陰極及二極管七(D7)的陰極連接，所述開關(guān)模塊一(SI)的控制端、開關(guān)模塊二(S2)的控制端、開關(guān)模塊三(53)的控制端、開關(guān)模塊四(S4)的控制端分別通過調(diào)制電路與MCU連接，開關(guān)模塊五(S5)的控制端、開關(guān)模塊六(S6)的控制端、開關(guān)模塊七(S7)的控制端及開關(guān)模塊八(S8)的控制端與MCU連接； 所述調(diào)制電路，用于將MCU輸出的高頻脈沖信號(hào)與正弦信號(hào)調(diào)制成用于驅(qū)動(dòng)的開關(guān)模塊一(SI)、開關(guān)模塊二(S2)、開關(guān)模塊三(S3)及開關(guān)模塊四(S4)高頻觸發(fā)信號(hào)；將所述正弦信號(hào)與所述交流能量產(chǎn)生裝置(Vac)的交流電源同頻率且同相位； 所述MCU，用于控制開關(guān)模塊一(SI)、開關(guān)模塊二(S2)、開關(guān)模塊三(S3)、開關(guān)模塊四(54)、開關(guān)模塊五(S5)、開關(guān)模塊六(S6)、開關(guān)模塊七(S7)及開關(guān)模塊八(S8)的工作狀態(tài)； 所述分壓模塊，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波，還用于對(duì)母線分壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電平逆變器，其特征在于，所述分壓模塊包括電容一(Cl)及電容二(C2)，所述電容一(Cl)的正極與直流能量產(chǎn)生裝置(Vdc)的正極連接，電容一 (Cl)的負(fù)極分別與電容二(C2)的陽極及開關(guān)模塊六(S6)的輸入端連接，電容二(C2)的負(fù)極與直流能量產(chǎn)生裝置(Vdc)的負(fù)極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多電平逆變器，其特征在于，所述電容一(Cl)及電容二(C2)分別為母線電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電平逆變器，其特征在于，所述電感一(LI)及電感二(L2)為濾波電感。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電平逆變器，其特征在于，所述直流能量產(chǎn)生裝置(Vdc)為陽能電池板、風(fēng)能電池或燃料電池。
【文檔編號(hào)】H02M7/49GK104242711SQ201410507789
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】范世軍, 李朋飛, 何明前, 王兵, 馬俊 申請(qǐng)人:四川長虹電源有限責(zé)任公司, 深圳市虹鵬能源科技有限責(zé)任公司