[发明专利]单相逆变器及其系统和三相逆变器及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器，具体涉及单相逆变器及其系统和三相逆变器及其系统。

背景技术

逆变器起着将直流电转换为交流电的作用。逆变器是发电系统中的重要组成部分。效率是逆变器最重要的性能指标之一。如果效率提升，则能带来相当可观的经济效益。

逆变器内的功率器件和输出滤波电感的损耗限制了逆变器效率的提高。同时市场竞争的日剧激烈和钢铁铜等原材料价格的上涨，给逆变器厂家带来了很大的成本压力。目前由于受功率器件性能的限制，传统的逆变器拓扑的功率器件和滤波电感的损耗已经很难降低。此外，滤波电感体积大，成本高。因此研制高性能低成本的逆变器成为各个逆变器厂家的目标。

传统的2电平拓扑逆变器由于功率开关器件开通后，管压降大，并且通态损耗和开关损耗都非常大，导致功率开关器件的总损耗大，从而降低了整个系统的效率。

中点钳位型(Neutral point clamped，NPC)拓扑由于功率开关器件多和增加了钳位二极管而导致总损耗大、效率低。

因此，期望提供一种能够降低功率开关器件的损耗并降低电感器损耗和成本的逆变器。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于，提供单相逆变器及其系统和三相逆变器及其系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种单相逆变器，包括：第一单相逆变电路和第二单相逆变电路，被配置为并联于直流源两端并且结构相同；驱动电路，被配置为以第一驱动信号驱动所述第一单相逆变电路并以第二驱动信号驱动第二单相逆变电路，所述第一驱动信号由第一调制波和第一载波调制而成，所述第二驱动信号由第二调制波和第二载波调制而成，所述第一调制波和所述第二调制波的相位相同；以及第一耦合电感器和第二耦合电感器，所述第一耦合电感器的输入端接收所述第一单相逆变电路输出的电流，所述第二耦合电感器的输入端接收所述第二单相逆变电路输出的电流，并且所述第一耦合电感器和所述第二耦合电感器反向耦合并且其输出端连接在一起。

根据本发明的另一个方面，提供了一种单相逆变器系统，包括K个如上所述的单相逆变器，K为大于等于1的整数，其中K个所述第一耦合电感器和K个所述第二耦合电感器的输出端连接在一起。

根据本发明的又一个方面，提供了一种三相逆变器，包括：第一三相逆变电路和第二三相逆变电路，被配置为并联于直流源两端并且结构相同，其中，所述第一三相逆变电路包括第一A相逆变电路、第一B相逆变电路和第一C相逆变电路，所述第二三相逆变电路包括第二A相逆变电路、第二B相逆变电路和第二C相逆变电路；驱动电路，被配置为分别以第一A相驱动信号、第一B相驱动信号和第一C相驱动信号驱动所述第一A相逆变电路、所述第一B相逆变电路和所述第一C相逆变电路，并分别以第二A相驱动信号、第二B相驱动信号和第二C相驱动信号驱动所述第二A相逆变电路、所述第二B相逆变电路和所述第二C相逆变电路，调制所述第一A相驱动信号所用的第一A相调制波与调制所述第二A相驱动信号所用的第二A相调制波的相位相同，调制所述第一B相驱动信号所用的第一B相调制波与调制所述第二B相驱动信号所用的第二B相调制波的相位相同，调制所述第一C相驱动信号所用的第一C相调制波与调制所述第二C相驱动信号所用的第二C相调制波的相位相同；包括第一A相耦合电感器和第二A相耦合电感器的A相滤波电路；包括第一B相耦合电感器和第二B相耦合电感器的B相滤波电路；包括第一C相耦合电感器和第二C相耦合电感器的C相滤波电路；其中，所述耦合电感器的输入端分别接收所述第一A相逆变电路、所述第二A相逆变电路、所述第一B相逆变电路、所述第二B相逆变电路、所述第一C相逆变电路和所述第二C相逆变电路的相应输出电流，所述第一A相耦合电感器和所述第二A相耦合电感器反向耦合并且其输出端连接在一起，所述第一B相耦合电感器和所述第二B相耦合电感器反向耦合并且其输出端连接在一起，所述第一C相耦合电感器和所述第二C相耦合电感器反相耦合并且其输出端连接在一起。