[发明专利]一种多电平逆变器及供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种多电平逆变器及供电系统。

背景技术

逆变器（inverter）是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置，即能够把直流电能，如电池、蓄电瓶等转变成交流电，所述交流电一般为220v，50HZ的正弦波或方波。多电平逆变器可以将直流电先转化为多个电平的阶梯型方波，再通过滤波器形成正弦波，多电平逆变器实现的电平越多，其转化得到的正弦波的波形越接近标准正弦波形。现有技术中，多电平逆变器可以包括两个逆变单元、多个独立电感或耦合电感、输出滤波电容以及多个功率开关器件，所述两个逆变单元交错并联，用于进行电流的转化，即将直流电转化为交流电，所述多个独立电感或耦合电感与输出滤波电容组成滤波器，用于对输入电路进行滤波并为负载提供能量，通常的，多电平逆变器中输出电压的多电平是由所述多个功率开关器件的不同组合实现的。

但是上述多电平逆变器中，为了实现两个逆变单元的交错并联，需要在两个逆变单元的的外部连接功率开关器件，因此功率开关器件的个数较多，如实现三电平逆变器需要在两相交错并联的逆变单元之外设置2个或4个功率开关器件，因此电路结构较为复杂。

发明内容

本发明的实施例提供一种多电平逆变器及供电系统，能够简化电路结构。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种多电平逆变器，包括：

2个N电平逆变单元，所述N电平逆变单元用于将直流电转化为交流电，2个所述N电平逆变单元的脉冲宽度调制波错开180度相位以使2个所述N电平逆变单元产生的交流电的输出波形错开半个周期，所述N为大于或等于3的整数；

直流电源模块，用于产生直流电，所述直流电源模块的输出端分别与2个所述N电平逆变单元的输入端相连，用于为2个所述N电平逆变单元供电；

变压器，所述变压器包括原边和副边，其中所述原边的电感和副边的电感相互耦合且所述原边的电感一端和副边的电感的一端分别与2个所述N电平逆变单元的输出端连接，以将2个所述N电平逆变单元反相耦合，连接所述原边的电感和副边的电感的另一端相互连接，从而在所述电感的连接处输出W个电平，所述W=2N-1；

滤波器，所述滤波器一端与所述变压器的2个耦合电感之间的连接处连接，另一端接地，用于滤除所述变压器的2个耦合电感之间连接处的电压纹波。

结合第一方面的第一种可实现方式，

2个所述N电平逆变单元包括第一N电平逆变单元和第二N电平逆变单元；

所述第一N电平逆变单元中至少一个开关器件和所述第二N电平逆变单元中至少一个开关器件相互导通使所述第一N电平逆变单元、第二N电平逆变单元、直流电源模块以及变压器形成回路时，在所述变压器的2个耦合电感之间的连接处输出所述W个电平。

结合第一种可实现方式的第二种可实现方式，

所述开关器件为二极管或功率开关。

结合第一方面、第一种可实现方式的第三种可实现方式，

2个所述N电平逆变单元的结构相同。

结合第一方面、第一种可实现方式的第四种可实现方式，

每个所述N电平逆变单元为T型五电平拓扑电路。

结合第一方面、第一种可实现方式的第五种可实现方式，

每个所述N电平逆变单元为I型五电平拓扑电路。

结合第一方面、第一种可实现方式的第六种可实现方式，

每个所述N电平逆变单元为T型三电平拓扑电路。

结合第一方面、第一种可实现方式的第七种可实现方式，

每个所述N电平逆变单元为I型三电平拓扑电路。

结合第一方面、第一至七种可实现方式的第八种可实现方式，

所述滤波器包括：滤波器电感和滤波器输出滤波电容，所述滤波器电感的一端与所述变压器的2个耦合电感之间的连接处连接，所述滤波器电感的另一端与输出滤波电容的一端串联，所述输出滤波电容另一端接地。

第二方面，提供一种供电系统，包括：

直流电源、负载以及以上任意所述的多电平逆变器，所述多电平逆变器将所述直流电源产生的直流电转变为交流电，以为所述负载提供交流电。