[实用新型]逆变单元及逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种逆变单元及包括所述逆变单元的逆变器。

背景技术

随着传统能源的日益减少，电力系统正面临巨大的变革。光伏发电、风力发电等技术因具有不消耗燃料、无噪声、无污染和可持续性发展等优势已经成为未来电力系统的发展方向。

并网逆变器作为光伏发电系统与电网接口的核心设备，对其结构与控制方法的研究在提高电力系统的发电效率、降低成本等方面具有极其重要的意义。其中，多电平逆变器因具有输出电压谐波小、电磁干扰小，能提高电源质量，减小滤波器体积和控制产生的高次谐波等诸多优势，广泛应用于高压大功率场合。但是，由于现有的二极管钳位型五电平逆变器需要采用数量较多的箝位二极管，现有的电容飞跨型五电平逆变器控制复杂，现有的H桥级联型五电平逆变器需要采用数量较多的独立直流电源(其中每个H桥模块都需要采用独立的直流电源)，因而抑制了五电平逆变器在实际生产中的推广和使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种不需采用箝位二极管、不需采用数量较多的独立直流电源，且控制简单的逆变单元及包括所述逆变单元的逆变器。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

所述逆变单元包括母线电容C₁、母线电容C₂、母线电容C₃、晶体管S₁至晶体管S₁₀、分别与晶体管S₁至晶体管S₁₀反向并联的二极管D₁至二极管D₁₀，以及飞跨电容C_ph，

所述母线电容C₁、母线电容C₂和母线电容C₃依次串联，且母线电容C₁的正极端与直流电源的正极端连接，母线电容C₃的负极端与直流电源的负极端连接；

所述晶体管S₁的集电极分别与母线电容C₁的负极端和母线电容C₂的正极端连接，所述晶体管S₁的发射极与晶体管S₂的发射极连接，所述晶体管S₅的集电极与母线电容C₁的正极端连接，所述晶体管S₂的集电极和晶体管S₅的发射极均与晶体管S₇的集电极连接，所述晶体管S₇的发射极和晶体管S₉的集电极均与飞跨电容C_ph的正极端连接，所述晶体管S₃的集电极分别与母线电容C₂的负极端和母线电容C₃的正极端连接，所述晶体管S₃的发射极与晶体管S₄的发射极连接，所述晶体管S₆的发射极与母线电容C₃的负极端连接，所述晶体管S₄的集电极和晶体管S₆的集电极均与晶体管S₈的发射极连接，所述晶体管S₈的集电极和晶体管S₁₀的发射极均与飞跨电容C_ph的负极端连接，所述晶体管S₉的发射极和晶体管S₁₀的集电极均与交流输出节点连接，

所述母线电容C₁、母线电容C₃和飞跨电容C_ph两端的电压值均为V_dc，所述母线电容C₂两端的电压值为2V_dc，且所述直流电源两端的电压值为4V_dc。

本实用新型还提供一种逆变器，包括三相逆变单元，其中每相逆变单元均采用上述逆变单元。

有益效果：

本实用新型所述逆变器在单相和多相应用时，与现有技术相比，采用的半导体元器件较少，尤其不需采用箝位二极管，而且只需采用一个独立的直流电源，因而极大地减小了逆变器的体积和成本，同时也降低了逆变器的损耗，提高了逆变器的效率；

本实用新型所述逆变器的控制方式简单、易行，便于推广和使用；

本实用新型所述逆变器尤其适用于高电压、大功率的应用场合。