[发明专利]一种七电平DC-AC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种七电平DC-AC变换器，它适用于光伏逆变和直流开关电源。

背景技术

近年来，多电平变换技术现已成为电力电子行业的热门，主要是由于它具有输出电平数量多、开关频率低、输出谐波小等特点，越来越受到界内和用户的关注。在多电平的变换电路中，为了获得良好的输出特性，从用户角度上讲，希望输出电平越多越好，但从设计角度上讲，输出的电平越多，意味着电路所用的开关器件就越多，而且所用的开关器件不可避免采用串联的结构形式，因为开关器件的耐压有限，因此，为了解决开关器件串联的静态、动态均压问题，就必须附加均压电路。毫无疑问，随着均压电路的加入以及开关器件数量的增加，电路自然具备多种工作模式(即通过控制开关器件不同的组合导通可得到多种工作模式)，通过各工作模式的组合，即可得到多电平输出。目前，七电平变换没有较理想的拓扑电路结构，其电路组成中所用的开关器件和均压器件较多，然而，开关器件和均压器件越多，就意味着控制模式越复杂，必然使电路的实用性降低。因此，如何在减少开关器件和均压器件数量的同时，又能提高输出的电平数量，应该是多电平电路发展的方向之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种七电平DC-AC变换器，做到在变换器中用尽量少的开关器件和均压器件而达到七电平输出，从而使电路结构简单和控制模式简单，使电路实用性提高。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

在DC电源的正、负输入端上依次接有两个串联的输入电容和一个桥路，在所述桥路左半桥的上桥臂上串联第一自关断开关器件及其反向并联二极管，在所述桥路左半桥的下桥臂上串联第二自关断开关器件及其反向并联二极管，在所述桥路右半桥的上桥臂上串联第三自关断开关器件及其反向并联二极管和第四自关断开关器件及其反向并联二极管，在所述桥路右半桥的下桥臂上串联第五自关断开关器件及其反向并联二极管和第六自关断开关器件及其反向并联二极管，在所述的第三、第四自关断开关器件的串联点与第五、第六自关断开关器件的串联点之间连接一个浮动均压电容，在所述两个输入电容的串联点与第一、第二自关断开关器件的串联点之间连接第一输出变压器，在第一、第二自关断开关器件的串联点和第四、第五自关断开关器件的串联点之间连接第二输出变压器，所述第一输出变压器和第二输出变压器的副边绕组串联。

通过上述技术方案可以看出，本发明采用两个输入电容和一个桥路和两个输出变压器，在桥路中设有六支开关器件和一支均压电容，通过控制六支开关器件不同的组合导通，构造出七电平输出。本电路的特点是结构简单，所含有的开关器件和均压器件少(六支开关器件和一支浮动均压电容)，而且逆变主体是一个桥路结构，使其逆变控制模式简单、可靠。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

图2是本变换器控制输出3U_in/2k电平时的电流流向图。

图3是本变换器控制输出U_in/k电平时的电流流向图。

图4是本变换器控制输出U_in/k电平时的电流流向图。

图5是本变换器控制输出U_in/2k电平时的电流流向图。

图6是本变换器控制输出-U_in/2k电平时的电流流向图。

图7是本变换器控制输出-U_in/k电平时的电流流向图。

图8是本变换器控制输出-U_in/k电平时的电流流向图。

图9是本变换器控制输出-3U_in/3k电平时的电流流向图。

图10是本变换器输出的七电平工频正弦逆变波形图。

具体实施方式