[发明专利]多电平逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器，特别涉及多电平逆变器。

背景技术

逆变器是一种电能转换装置，主要实现由直流到交流的能量转换。并网逆变器包括光伏并网逆变器、风能并网逆变器、燃料电池并网逆变器等。并网逆变器能将可再生能源产生的能量高效能的转换为可并接至市电的与市电同频率、同相位的交流电。

按其电路形式来划分：半桥逆变电源及全桥逆变电源。其中全桥逆变电源的控制方式有两种：单极性SPWM调制，双极性SPWM调制。双极性SPWM调制同一桥臂的两个开关管互补驱动，由于开关管导通、截止特性的不一致性以及死区时间的控制电路参数的不一致，可能导致同一桥臂的两个开关管同时导通，进而导致开关管损坏。单极性SPWM控制有：在市电负半周都只有一个开关管作高频切换，导致输出电感的利用率下降，进而降低了逆变器电源的效率；该种控制方式的导致DC端的电磁干扰问题相当突出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种多电平逆变器，以达到提升逆变器效率并改善直流电磁干扰的效果。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，多电平逆变器，包括直流能量产生装置、交流能量产生装置、调制电路及MCU，其特征在于，还包括逆变电路，所述逆变电路包括开关模块一、开关模块二、开关模块三、开关模块四、开关模块五、开关模块六、开关模块七、开关模块八、开关模块九、二极管一、二极管二、二极管三、二极管四、二极管五、二极管六、二极管七、二极管八、二极管九、电感一、电感二及分压模块，所述直流能量产生装置的正极分别与分压模块、二极管一的阴极及开关模块一的输入端连接，开关模块一的输出端分别与开关模块二的输入端、开关模块三的输入端、二极管一的阳极、二极管二的阴极及二极管三的阴极连接，开关模块二的输出端分别与电感一的一端、开关模块四的输入端、开关模块七的输出端、二极管四的阴极及二极管七的阳极连接，开关模块三的输出端分别与电感二的一端、开关模块五的输入端、开关模块九的输出端、二极管五的阴极及二极管九的阳极连接，电感一的另一端通过交流能量产生装置与电感二的另一端连接，开关模块七的输入端分别与开关模块六的输入端、二极管七的阴极及二极管六的阴极连接，开关模块六的输出端分别与二极管六的阳极、开关模块八的输出端、二极管八的阳极及分压模块连接，分压模块还分别与直流能量产生装置的负极、开关模块四的输出端、开关模块五的输出端、二极管四的阳极及二极管五的阳极连接，开关模块八的输入端分别与开关模块九的输入端、二极管八的阴极及二极管九的阴极连接，所述开关模块一S1的控制端、开关模块四S4的控制端及开关模块五S5的控制端分别通过调制电路与MCU连接，开关模块二S2的控制端、开关模块三S3的控制端、开关模块六S6的控制端、开关模块七S7的控制端、开关模块八S8的控制端及开关模块九S9的的控制端与MCU连接；

所述MCU上设置有高频脉冲信号输出端及工频脉冲信号输出端，用于控制开关模块一、开关模块二、开关模块三、开关模块四、开关模块五、开关模块六、开关模块七、开关模块八及开关模块九的工作状态；

所述调制电路，用于将MCU输出的高频脉冲信号与正弦信号调制成用于驱动的开关模块一、开关模块四及开关模块五高频触发信号；将所述正弦信号与所述交流能量产生装置的交流电源同频率且同相位；

所述分压模块，用于降低逆变器环节的输入纹波，还用于对母线分压。

具体的，所述分压模块包括电容一及电容二，所述电容一的正极与直流能量产生装置的正极连接，电容一的负极分别与电容二的阳极及开关模块六的输入端连接，电容二的负极与直流能量产生装置的负极连接。

进一步的，所述电容一及电容二分别为母线电容。

具体的，所述电感一及电感二为滤波电感。

具体的，所述直流能量产生装置为阳能电池板、风能电池或燃料电池。

本发明的有益效果是，在功率回路中串联一个开关管，并在每个桥臂中间与母线电容中点增加了两个开关管和两个二极管，使得无论在正半周或负半周，两个电感同时工作，在提高电感利用率的同时，改善了DC的电磁干扰问题；

由于续流装置的引入，使得储能装置不参与续流过程，a、b两点的电位在续流过程中电位保持基本相等，且逆变状态与续流状态a、b两点电位变化量较小，这也降低了DC电磁干扰问题；

本发明中的逆变装置采用的三个开关管皆作高频切换，这使得无论在正负半周，两个滤波电感L1、L2的内侧接线端的电位都呈高频脉冲，其外侧接线端为市电，这提高了滤波电感的利用率；