一種三電平逆變器的制造方法
【專利摘要】一種三電平逆變器，涉及逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，其結(jié)構(gòu)包括五個(gè)型號(hào)相同的開關(guān)管，本實(shí)用新型將現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型三電平逆變器的兩個(gè)二極管擇一替換為一個(gè)開關(guān)管，同時(shí)直接去除另外一個(gè)二極管，電路中只包含五個(gè)開關(guān)管，這五個(gè)開關(guān)管均承受一倍直流母線電壓，因此可以統(tǒng)一選擇相同型號(hào)的低耐壓值的開關(guān)管，有利于提升逆變器的轉(zhuǎn)換效率，并且還會(huì)給實(shí)際應(yīng)用中的批量采購(gòu)、生產(chǎn)以及維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)便利。
【專利說(shuō)明】一種三電平逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種三電平逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)由于太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源、變頻器等產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，逆變器轉(zhuǎn)換效率這一指標(biāo)越來(lái)越被重視，由于三電平逆變器跟普通兩電平逆變器比較，具有改善輸出紋波以及降低損耗等優(yōu)點(diǎn)，這就導(dǎo)致三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被廣泛研究。
[0003]目前最常見的三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“I”字型和“T”字型兩種，分別如下圖6和圖7。其中，“I”字型三電平逆變器共有四個(gè)開關(guān)管S1、S2、S3、S4和兩個(gè)二極管Dl，D2，當(dāng)輸出端A要輸出正直流母線+BUS的電壓時(shí)，開關(guān)管S1、S2導(dǎo)通，其他管截止，此時(shí)開關(guān)管S3、S4要一起承受兩倍直流母線電壓，則開關(guān)管S3、S4理想狀態(tài)下只需承受一倍直流母線電壓，并且此時(shí)二極管Dl兩端也承受一倍直流母線電壓；當(dāng)輸出端A要輸出零電平N的電壓時(shí)，開關(guān)管S2、二極管Dl導(dǎo)通或者開關(guān)管S3、二極管D2導(dǎo)通，此時(shí)開關(guān)管S1、S4截止，此時(shí)開關(guān)管S1、S4承受一倍直流母線電壓；當(dāng)輸出端A要輸出負(fù)直流母線-BUS的電壓時(shí)，開關(guān)管S3、S4導(dǎo)通，其他管截止，此時(shí)開關(guān)管S1、S2要一起承受兩倍直流母線電壓，則開關(guān)管S1、S2理想狀態(tài)下只需承受一倍直流母線電壓，并且此時(shí)二極管D2兩端也承受一倍直流母線電壓，理論上所有開關(guān)管和二極管的最高規(guī)格只承受一倍直流母線電壓即可；同理分析得出:“T”字型三電平逆變器有四個(gè)開關(guān)管，S2和S3理論上承受一倍直流母線電壓，而SI和S4理論上則承受兩倍直流母線電壓。兩者比較起來(lái)，“I”字型三電平逆變器多兩個(gè)二極管，這會(huì)增加空間而且還要考慮散熱問(wèn)題，同時(shí)“I”字型三電平逆變器中SI和S4導(dǎo)通時(shí)，S2和S3也要配合導(dǎo)通，這會(huì)額外增加S2和S3的導(dǎo)通損耗。而“T”字型三電平逆變器中SI和S4由于要承受兩倍直流母線電壓，因此需要選擇更高耐壓等級(jí)的開關(guān)管，這無(wú)疑會(huì)增加開關(guān)管的成本以及開關(guān)管的工作損耗。另外，兩者同時(shí)都存在的一個(gè)問(wèn)題則是所用器件不統(tǒng)一，“I”字型三電平逆變器雖然四個(gè)開關(guān)管的型號(hào)可以一致但多了兩個(gè)二極管，而“T”字型則開關(guān)管的型號(hào)都無(wú)法統(tǒng)一，這顯然會(huì)對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的采購(gòu)、生產(chǎn)以及維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)造成不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種三電平逆變器，該三電平逆變器的各開關(guān)管型號(hào)相同，有利于提升三電平逆變器的轉(zhuǎn)換效率，并且還會(huì)給實(shí)際應(yīng)用中的批量采購(gòu)、生產(chǎn)以及維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)便利。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]提供一種三電平逆變器，其輸出端A經(jīng)開關(guān)管S1、S5接到正直流母線+BUS，經(jīng)開關(guān)管S3、S4接到負(fù)直流母線-BUS，本實(shí)用新型中，開關(guān)管S3和S4的接點(diǎn)或者開關(guān)管SI和S5的接點(diǎn)經(jīng)開關(guān)管S2接到零電平輸入端N。[0007]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型將現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型三電平逆變器的兩個(gè)二極管擇一替換為一個(gè)開關(guān)管，同時(shí)直接去除另外一個(gè)二極管，電路中只包含五個(gè)開關(guān)管，這五個(gè)開關(guān)管均承受一倍直流母線電壓，因此可以統(tǒng)一選擇低耐壓值的開關(guān)管，有利于提升逆變器的轉(zhuǎn)換效率，并且還會(huì)給實(shí)際應(yīng)用中的批量采購(gòu)、生產(chǎn)以及維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)便利。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]利用附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0009]圖1是本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式的電路拓?fù)鋱D。
[0010]圖2、圖3、圖4分別為圖1的三電平逆變器的三種情況的工作回路。
[0011]圖5是本實(shí)用新型的第二種實(shí)施方式的電路拓?fù)鋱D。
[0012]圖6是現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型三電平逆變器的電路拓?fù)鋱D。
[0013]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的“T”字型三電平逆變器的電路拓?fù)鋱D。
【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0015]本實(shí)施例的一種三電平逆變器，其輸出端A經(jīng)開關(guān)管S1、S5接到正直流母線+BUS，經(jīng)開關(guān)管S3、S4接到負(fù)直流母線-BUS，本實(shí)施例中，開關(guān)管S3和S4的接點(diǎn)或者開關(guān)管SI和S5的接點(diǎn)經(jīng)開關(guān)管S2接到零電平輸入端N。
[0016]當(dāng)開關(guān)管S3和S4的接點(diǎn)經(jīng)開關(guān)管S2接到零電平輸入端N時(shí)，如圖1所示。
[0017]當(dāng)開關(guān)管SI和S5的接點(diǎn)經(jīng)開關(guān)管S2接到零電平輸入端N時(shí)，如圖5所示。
[0018]零電平輸入端N可以是連接電網(wǎng)的零線也可能僅僅就是正負(fù)直流母線之間的分壓中點(diǎn)。本實(shí)用新型提出的三電平逆變器主要包括五個(gè)開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5，所述開關(guān)管可以是半導(dǎo)體開關(guān)管，如IGBT (絕緣柵雙極性晶體管)、MOSFET (金屬氧化物硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，也可以是其他任何類型的開關(guān)管。另外，圖中標(biāo)識(shí)的Dl，D2，D3，D4，D5可以是開關(guān)管自身的體二極管也可以是額外增加的二極管。
[0019]圖2、圖3、圖4為本實(shí)用新型的三電平逆變器的三種情況工作回路，以黑色粗線代表導(dǎo)通的電路，淺色的細(xì)線代表不導(dǎo)通的電路。圖2中，當(dāng)只有開關(guān)管SI和S5導(dǎo)通時(shí)，輸出端A輸出正直流母線電壓，而開關(guān)管S3和S4 —起承受兩倍直流母線電壓，理想狀態(tài)下各承受一倍直流母線電壓；圖3中，當(dāng)開關(guān)管S2或者S3導(dǎo)通時(shí)，輸出端A輸出零電平，此時(shí)開關(guān)管S4承受一倍直流母線電壓，而開關(guān)管SI和S5共同承受一倍直流母線電壓；圖4中，當(dāng)只有開關(guān)管S3和S4導(dǎo)通時(shí)，輸出端A輸出為負(fù)直流母線電壓，開關(guān)管S2承受一倍直流母線電壓，而開關(guān)管SI和S5共同承受兩倍直流母線電壓，理想狀態(tài)下各承受一倍直流母線電壓，因此，在挑選開關(guān)管時(shí)，五個(gè)開關(guān)管均可挑選低耐壓值的開關(guān)管。
[0020]其中，本實(shí)用新型的四個(gè)開關(guān)管S1、S2、S3、S4的驅(qū)動(dòng)邏輯跟現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型以及“T”字型的三電平逆變器中S1、S2、S3、S4驅(qū)動(dòng)邏輯完全一致，而另外一個(gè)開關(guān)管S5的驅(qū)動(dòng)則只需要一個(gè)低頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此本實(shí)用新型的的三電平逆變器的驅(qū)動(dòng)邏輯可以直接參考現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型以及“T”字型的三電平逆變器驅(qū)動(dòng)邏輯。
[0021]本實(shí)用新型將現(xiàn)有技術(shù)的“I”字型三電平逆變器的兩個(gè)二極管擇一替換為一個(gè)開關(guān)管，另一個(gè)二極管直接去除，電路中只包含五個(gè)開關(guān)管，這五個(gè)開關(guān)管均承受一倍直流母線電壓，因此可以統(tǒng)一選擇相同型號(hào)的低耐壓值的開關(guān)管，有利于提升逆變器的轉(zhuǎn)換效率，并且還會(huì)給實(shí)際應(yīng)用中的批量采購(gòu)、生產(chǎn)以及維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)便利。
[0022]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三電平逆變器，其輸出端A經(jīng)開關(guān)管S1、S5接到正直流母線+BUS，經(jīng)開關(guān)管S3、S4接到負(fù)直流母線-BUS，其特征在于:開關(guān)管S3和S4的接點(diǎn)或者開關(guān)管SI和S5的接點(diǎn)經(jīng)開關(guān)管S2接到零電平輸入端N。
【文檔編號(hào)】H02M7/483GK203423632SQ201320511976
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】胡高宏, 陳永華 申請(qǐng)人:廣東易事特電源股份有限公司