[发明专利]一种单相逆变器和三相逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种单相逆变器和三相逆变器。

背景技术

逆变器将直流电源输出的直流电压转换成交流电压后，输出给负载电路，现有的逆变器根据直流电源输出的直流电压的高低，具有两种不同的工作模式。以图1所示的五电平单相逆变器为例，在直流电源3输出低电压时，直流升压电路Boost电路51或Boost电路53工作，该五电平逆变器为五电平工作模式，在直流电源3输出高电压时，直流升压电路Boost电路51和Boost电路53均不工作，此时该五电平逆变器为三电平工作模式。其中，在该五电平逆变器为三电平工作模式时，能够输出“+1”、“0”、“-1”三种电平，当仅有开关管21高频开关工作时，该五电平逆变器输出“+1”电平，当仅有开关管35和开关管39低频开关工作时，该五电平逆变器输出“0”电平，当仅有开关管25高频开关工作时，该五电平逆变器输出“-1”电平。可以看出，当该五电平逆变器处于三电平工作模式，并且输出“+1”电平时，直流电源3输出的高电压通过母线15输出给开关管21，此时流经开关管21的电流较大，而根据导通损耗P的计算公式：P＝I²×R，其中I为流经开关管的电流，R为开关管的导通电阻，可以看出，此时开关管21的导通损耗很大。同理，当该五电平逆变器处于三电平工作模式，并且输出“-1”电平时，开关管25的导通损耗很大。当开关管的导通损耗较大时，使得逆变器的热量损耗较大，从而降低逆变器的工作效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种单相逆变器和三相逆变器，能够实现在直流电源输出高电压时，降低开关管的导通损耗，从而减少逆变器的热量损耗，以提高逆变器的工作效率。

为此，本发明实施例解决技术问题的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种单相逆变器，所述逆变器包括第一逆变拓扑单元、第二逆变拓扑单元、第一直流升压电路、第二直流升压电路、第一二极管、第二二极管、第三二极管、和第四二极管；

直流电源的正输出端和第一直流升压电路的输入端连接到第三二极管的正极；

直流电源的负输出端和第二直流升压电路的输入端连接到第四二极管的负极；

所述直流电源的正输出端和所述直流电源的负输出端之间连接第一逆变拓扑单元；

第一直流升压电路的输出端连接到第三二极管的负极；

第二直流升压电路的输出端连接到第四二极管的正极；

第三二极管的负极和第四二极管的正极之间连接有第二逆变拓扑单元；

所述直流电源、第一直流升压电路和第二直流升压电路的输出电压由储能模块进行储能；

所述第一逆变拓扑单元和第二逆变拓扑单元均由偶数个开关管组成；

所述第一逆变拓扑单元的中点与所述第二逆变拓扑单元的中点相连，作为所述逆变器的交流输出端；所述第一逆变拓扑单元的中点与直流电源的正输出端的连接电路上还串联第一二极管，所述第一二极管使得电流从所述直流电源的正输出端流向第一逆变拓扑单元的中点，所述第一逆变拓扑单元的中点与直流电源的负输出端的连接电路上还串联第二二极管，所述第二二极管使得电流从所述第一逆变拓扑单元的中点流向直流电源的负输出端。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述储能模块包括第一储能单元、第二储能单元、第三储能单元和第四储能单元；

所述第一储能单元的第一端连接到直流电源的正输出端；

所述第二储能单元的第一端连接到直流电源的负输出端；

所述第三储能单元的第一端连接到第一直流升压电路的输出端；

所述第四储能单元的第一端连接到第二直流升压电路的输出端；

所述第一储能单元的第二端、第二储能单元的第二端、和第三储能单元的第二端连接到第四储能单元的第二端。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，若所述第一逆变拓扑单元具有续流支路，则所述第一逆变拓扑单元的续流支路与所述第一储能单元的第二端相连；所述第一储能单元的第二端接地或者所述交流输出端与所述第一储能单元的第二端之间连接交流负载；

若所述第二逆变拓扑单元具有续流支路，则所述第二逆变拓扑单元的续流支路与所述第一储能单元的第二端相连；所述第一储能单元的第二端接地，或者所述交流输出端与所述第一储能单元的第二端之间连接交流负载；

若所述第一逆变拓扑单元和所述第二逆变拓扑单元均不具有续流支路，则所述第一储能单元的第二端接地。