[发明专利]使用新型三端开关网络的二极管电压箝位型多电平逆变器

权利要求书

1.使用新型三端开关网络的二极管电压箝位型多电平单相半桥逆变器，其特征在于包括：两个输入电源，两个输入滤波电容，四个功率开关管及其体二极管，一个反相耦合的两绕组变压器，一个输出滤波电感和一个输出滤波电容，和四个功率二极管；其中第一功率开关管的集电极和第二功率二极管的阴极及第一输入滤波电容的正极与第一输入电源的正极相连，第四功率开关管的发射极和第一功率二极管的阳极及第二输入滤波电容的负极与第二输入电源的负极相连；第一输入滤波电容的负极和第一输入电源的负极与第二输入滤波电容的正极和第二输入电源的正极相连，构成中点地电位；第一功率开关管的发射极和第二功率开关管的集电极与第三功率二极管的阴极相连，第三功率开关管的发射极和第四功率开关管的集电极与第四功率二极管的阳极相连，第三功率二极管的阳极和第四功率二极管的阴极与中点电位相连；第二功率开关管的发射极和第一功率二极管的阴极与反相耦合变压器第一绕组的同名端相连，第三功率开关管的集电极和第二功率二极管的阳极与反相耦合变压器第二绕组的异名端相连；输出滤波电感的一端与反相耦合变压器第一绕组的异名端及第二绕组的同名端相连，另一端与输出滤波电容及输出负载的一端相连，输出滤波电容及输出负载的另一端与中点地电位相连；四个功率开关管由四个驱动信号驱动，其中第一驱动信号由第一调制波和第一载波调制而成，第二驱动信号由第二调制波和第二载波调制而成，第三驱动信号由第三调制波和第三载波调制而成，第四驱动信号由第四调制波和第四载波调制而成；所述第一载波的相位和第三载波的相位相差180度，第二调制波和第四调制波为工频正弦波，第二载波的相位和第四载波的相位相差180度；

所述输出滤波电感还能集成到反相耦合的两绕组变压器中，或者把反相耦合的两绕组变压器的漏感用作所述输出滤波电感；或者无需所述输出滤波电感、与/或输出滤波电容，由感性负载本身构成滤波电路；所述两个输入电源还能用一个输入电源代替。

2.根据权利要求1所述的使用新型三端开关网络的二极管电压箝位型多电平单相半桥逆变器，其特征在于还包括第二级滤波电感，连接到由所述输出滤波电感和输出滤波电容构成的输出端，以构成LCL滤波电路。

3.使用新型三端开关网络的二极管电压箝位型多电平单相全桥逆变器，其特征在于包括两个如权利要求1所述的二极管电压箝位型多电平单相半桥逆变器的桥臂，具体包括：两个输入电源，两个输入滤波电容，八个功率开关管及其体二极管，两个反相耦合的两绕组变压器，两个输出滤波电感和一个输出滤波电容，和八个功率二极管；其中第一功率开关管的集电极和第二功率二极管的阴极及第五功率开关管的集电极和第六功率二极管的阴极与第一输入滤波电容的正极和第一输入电源的正极相连，第四功率开关管的发射极和第一功率二极管的阳极及第八功率开关管的发射极和第五功率二极管的阳极与第二输入滤波电容的负极和第二输入电源的负极相连，第一输入滤波电容的负极和第一输入电源的负极与第二输入滤波电容的正极和第二输入电源的正极相连，构成中点地电位；第一功率开关管的发射极和第二功率开关管的集电极与第三功率二极管的阴极相连，第三功率开关管的发射极和第四功率开关管的集电极与第四功率二极管的阳极相连，第三功率二极管的阳极和第四功率二极管的阴极与中点电位相连；第二功率开关管的发射极和第一功率二极管的阴极与第一反相耦合变压器第一绕组的同名端相连，第三功率开关管的集电极和第二功率二极管的阳极与第一反相耦合变压器第二绕组的异名端相连；第五功率开关管的发射极和第六功率开关管的集电极与第七功率二极管的阴极相连，第七功率开关管的发射极和第八功率开关管的集电极与第八功率二极管的阳极相连，第七功率二极管的阳极和第八功率二极管的阴极与中点电位相连；第六功率开关管的发射极和第五功率二极管的阴极与第二反相耦合变压器第一绕组的同名端相连，第七功率开关管的集电极和第六功率二极管的阳极与第二反相耦合变压器第二绕组的异名端相连；第一输出滤波电感的一端与第一反相耦合变压器第一绕组的异名端及第二绕组的同名端相连，另一端与输出滤波电容及输出负载的一端相连；第二输出滤波电感的一端与第二反相耦合变压器第一绕组的异名端及第二绕组的同名端相连，另一端与输出滤波电容及输出负载的另一端相连；八个功率开关管由八个驱动信号驱动，其中第一驱动信号由第一调制波和第一载波调制而成，第二驱动信号由第二调制波和第二载波调制而成，第三驱动信号由第三调制波和第三载波调制而成，第四驱动信号由第四调制波和第四载波调制而成，第五驱动信号由第五调制波和第五载波调制而成，第六驱动信号由第六调制波和第六载波调制而成，第七驱动信号由第七调制波和第七载波调制而成，第八驱动信号由第八调制波和第八载波调制而成；所述第一调制波和第三调制波的相位相同，第一载波的相位和第三载波的相位相差180度，第二调制波和第四调制波为工频正弦波，第二载波的相位和第四载波的相位相差180度；第五调制波和第七调制波的相位相同，第五载波的相位和第七载波的相位相差180度，第六调制波和第八调制波为工频正弦波，第六载波的相位和第八载波的相位相差180度；第一调制波和第五调制波的相位相同，第一载波的相位和第五载波的相位相差180度，第二调制波和第六调制波与载波的相位相同；

所述输出滤波电感还能集成到反相耦合的两绕组变压器中，或者把反相耦合的两绕组变压器的漏感用作所述输出滤波电感；或者仅使用一个输出滤波电感、或者无需输出滤波电感与/或输出滤波电容，由感性负载本身构成滤波电路；所述两个输入电源还能由一个输入电源代替。