一種多電平逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器領(lǐng)域，尤其涉及一種多電平逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是一種可將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的裝置，它是電機(jī)驅(qū)動(dòng)變頻器、感應(yīng)加熱裝置、不間斷電源(UPS)，及風(fēng)能、太陽能光伏、與燃料電池等新能源發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分。
[0003]由于傳統(tǒng)半橋兩電平拓?fù)淠孀兤髟谧儔浩鞯哪孀冎悬c(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩電平正負(fù)對(duì)稱的方波輸出，使得該方波經(jīng)過濾波電路后輸出電壓的諧波較大，從而降低了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種多電平逆變器，可以在逆變器的變壓器的逆變中點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多電平梯形波輸出，經(jīng)濾波電路后減小輸出電壓的諧波，從而提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多電平逆變器，所述多電平逆變器包括電源電路、第一電平控制電路以及第一濾波電路，其中:
[0006]所述電源電路，用于向所述第一電平控制電路提供直流電壓；
[0007]所述第一電平控制電路，與所述電源電路連接，包括至少一個(gè)反相耦合的兩繞組變壓器及第一T型橋臂和第二T型橋臂，所述第一T型橋臂由第一橫橋臂和第一豎橋臂連接而成，所述第二 T型橋臂由第二橫橋臂和第二豎橋臂連接而成，所述第一橫橋臂與所述第一豎橋臂的交叉點(diǎn)與所述反相耦合的兩繞組變壓器的第一繞組的同名端連接，所述第二橫橋臂與所述第二豎橋臂的交叉點(diǎn)與所述反相耦合的兩繞組變壓器的第二繞組的異名端連接，所述第一電平控制電路用于將所述直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸鄠€(gè)電平值的梯形波后經(jīng)所述反相耦合的兩繞組變壓器的第一繞組的異名端與第二繞組的同名端的連接點(diǎn)輸出到所述第一濾波電路；
[0008]所述第一濾波電路，與所述第一電平控制電路的所述反相耦合的兩繞組變壓器的第一繞組的異名端與第二繞組的同名端的連接點(diǎn)連接，用于將所述具有多個(gè)電平值的梯形波轉(zhuǎn)變?yōu)檎也ㄝ敵觥?br>[0009]其中可選地，所述電源電路包括至少一個(gè)輸入電源、第一輸入濾波電容以及第二輸入濾波電容:
[0010]所述第一輸入濾波電容的正極與所述至少一個(gè)輸入電源的正極連接，所述第二輸入濾波電容的負(fù)極與所述至少一個(gè)輸入電源的負(fù)極連接；
[0011 ]所述第一輸入濾波電容的負(fù)極與所述第二輸入濾波電容的正極連接，構(gòu)成直流母線中點(diǎn)。
[0012]其中可選地，所述第一豎橋臂的兩端分別連接在所述至少一個(gè)輸入電源的兩極，所述第一橫橋臂的一端與所述直流母線中點(diǎn)連接，所述第一橫橋臂的另一端與所述第一豎橋臂連接，所述第一橫橋臂與所述第一豎橋臂的交叉點(diǎn)將所述第一豎橋臂分為上下兩部分；
[0013]所述第一豎橋臂的上部分具體包括第一功率開關(guān)管以及第一體二極管，所述第一豎橋臂的下部分具體包括第一功率二極管，所述第一橫橋臂具體包括第二功率開關(guān)管、第二體二極管以及第三功率二極管，所述第一功率開關(guān)管的集電極分別與所述第一體二極管的陰極和所述電源電路的電源的正極連接，所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極分別與所述第一體二極管的陽極、所述第二功率開關(guān)管的發(fā)射極、所述第二體二極管的陽極和所述第一功率二極管的陰極連接，所述第一功率二極管的陽極和所述至少一個(gè)輸入電源的負(fù)極連接，所述第二功率開關(guān)管的集電極分別與所述第二體二極管的陰極和所述第三功率二極管的陰極連接，所述第三功率二極管的陽極和所述直流母線中點(diǎn)連接；
[0014]所述第二豎橋臂的兩端分別連接在所述至少一個(gè)輸入電源的兩極，所述第二橫橋臂的一端與所述直流母線中點(diǎn)連接，所述第二橫橋臂的另一端與所述第二豎橋臂連接，所述第二橫橋臂與所述第二豎橋臂的交叉點(diǎn)將所述第二豎橋臂分為上下兩部分；
[0015]所述第二豎橋臂的上部分具體包括第二功率二極管，所述第二豎橋臂的下部分具體包括第四功率開關(guān)管以及第四體二極管，所述第二橫橋臂具體包括第三功率開關(guān)管、第二體二極管以及第四功率二極管，所述第二功率二極管的陰極和所述電源電路的電源的正極連接，所述第二功率二極管的陽極分別與所述第三功率開關(guān)管的集電極、所述第三體二極管的陰極、所述第四功率開關(guān)管的集電極和所述第四體二極管的陰極連接，所述第三功率開關(guān)管的發(fā)射極分別與所述第三體二極管的陽極和所述第四功率二極管的陽極連接，所述第四功率二極管的陰極和所述直流母線中點(diǎn)連接，所述第四功率開關(guān)管的發(fā)射極分別與所述第四體二極管的陽極和所述至少一個(gè)輸入電源的負(fù)極連接。
[0016]其中可選地，所述第一濾波電路包括輸出濾波電感、輸出濾波電容以及負(fù)載:
[0017]所述輸出濾波電感的一端分別與所述反相耦合的兩繞組變壓器的第一繞組的異名端和第二繞組的同名端連接，構(gòu)成逆變中點(diǎn)，所述輸出濾波電感的另一端分別與所述輸出濾波電容的正極和所述負(fù)載的一端連接，所述輸出濾波電容的負(fù)極和所述負(fù)載的另一端連接。
[0018]其中可選地，所述四個(gè)功率開關(guān)管分別由第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng):
[0019]所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波和第一載波調(diào)制而成，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第二載波調(diào)制而成，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第三載波調(diào)制而成，所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第四載波調(diào)制而成；
[0020]所述調(diào)制波為正弦波，所述第一載波、所述第二載波、所述第三載波以及所述第四載波為三角波；
[0021]所述第三載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第二載波的相位和所述第三載波的相位相差180度，所述第四載波的相位和所述第一載波的相位相差180度。
[0022]其中可選地，當(dāng)所述第一功率開關(guān)管在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于O且小于0.5的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第一方波，所述第一方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和O;
[0023]當(dāng)所述第一功率開關(guān)管在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于0.5且小于I的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第二方波，所述第二方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和1/2倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓；
[0024]當(dāng)所述第四功率開關(guān)管在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于O且小于0.5的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第三方波，所述第三方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括-1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和O;
[0025]當(dāng)所述第四功率開關(guān)管在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于0.5且小于I的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第四方波，所述第四方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括-1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和-1/2倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓。
[0026]其中可選地，所述多電平逆變器還包括第二電平控制電路以及第二濾波電路:
[0027]所述第二電平控制電路與所述第一電平控制電路結(jié)構(gòu)一致，所述第二濾波電路與所述第一濾波電路結(jié)構(gòu)一致，所述第一濾波電路與所述第二濾波電路并聯(lián)后輸出。
[0028]其中可選地，所述多電平逆變器包括第一至第八功率開關(guān)管，所述第一至第八功率開關(guān)管分別由第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)至第八驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng):
[0029]所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波和第一載波調(diào)制而成，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第二載波調(diào)制而成，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第三載波調(diào)制而成，所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第四載波調(diào)制而成，所述第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第五載波調(diào)制而成，所述第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第六載波調(diào)制而成，所述第七驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第七載波調(diào)制而成，所述第八驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第八載波調(diào)制而成；
[0030]所述調(diào)制波為正弦波，所述第一載波、所述第二載波、所述第三載波、所述第四載波、所述第五載波、所述第六載波、所述第七載波以及所述第八載波為三角波；
[0031]所述第三載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第二載波的相位和所述第三載波的相位相差180度，所述第四載波的相位和所述第一載波的相位相差180度，所述第五載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第七載波相對(duì)所述第五載波移相180度，所述第六載波的相位和所述第七載波的相位相差180度，所述第八載波的相位和所述第五載波的相位相差180度。
[0032 ]其中可選地，所述多電平逆變器還包括第五功率開關(guān)管、第五體二極管、第六功率開關(guān)管以及第六體二極管:
[0033]所述第五體二極管的陰極分別與所述至少一個(gè)輸入電源的正極和所述第五功率開關(guān)管的集電極連接，所述第五體二極管的陽極分別與所述第五功率開關(guān)管的發(fā)射極、所述第六體二極管的陰極、所述第六功率開關(guān)管的集電極和所述輸出濾波電容以及所述輸出負(fù)載的另一端連接，所述第六體二極管的陽極分別與所述第六功率開關(guān)管的發(fā)射極和所述至少一個(gè)輸入電源的負(fù)極連接。
[0034]其中可選地，所述第一至第六功率開關(guān)管分別由第一至第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng):
[0035]所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波和第一載波調(diào)制而成，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第