[发明专利]一种两级式单相逆变器

权利要求书

1.一种两级式单相逆变器，其特征在于，包括直流输入电源、直流-直流升压电路、单相多电平逆变电路和控制电路，直流-直流升压电路的输入端接直流输入电源，输出端接单相多电平逆变电路的输入端；直流输入电源的电压低于单相多电平逆变电路交流输出的电压峰值时，在Boost模式下工作，直流-直流升压电路工作于SPWM高频开关状态，单相多电平逆变电路工作于工频换相状态；直流输入电源的电压高于单相多电平逆变电路交流输出的电压峰值时，在Buck模式下工作，直流-直流升压电路工作于旁路工作状态，而单相多电平逆变电路工作于SPWM高频开关状态。

2.根据权利要求1所述的两级式单相逆变器，其特征在于，控制电路包括控制器、输入电压采样电路、输出电压采样电路、第一驱动电路和第二驱动电路，输入电压采样电路的采样信号输出端、输出电压采样电路的采样信号输出端、第一驱动电路的控制端和第二驱动电路的控制端分别接微控制器; 第一驱动电路的驱动信号输出端接直流-直流升压电路，第二驱动电路的驱动信号输出端接单相多电平逆变电路。

3.根据权利要求2所述的两级式单相逆变器，其特征在于，控制电路包括输入电流采样电路和输出电流采样电路，输入电流采样电路的采样信号输出端和输出电流采样电路的采样信号输出端分别接微控制器。

4.根据权利要求2所述的两级式单相逆变器，其特征在于，直流-直流升压电路包括Boost变换电路，Boost变换电路包括第三电感、第七开关管，二极管和直流母线电容，第三电感的第一端接直流输入电源的正极，第二端接第七开关管的高电位端和二极管的阳极；二极管的阴极接直流母线电容的正极，直流母线电容的负极和第七开关管的低电位端接直流输入电源的负极，第七开关管的控制端接第一驱动电路的驱动信号输出端。

5.根据权利要求4所述的两级式单相逆变器，其特征在于，单相多电平逆变电路包括H6多电平逆变电路和交流输出滤波电路， H6多电平逆变电路6个开关管，开关管包括体二极管；第一开关管的高电位端和第三开关管的高电位端接Boost变换电路输出端的正极；第二开关管的低电位端和第四开关管的低电位端接Boost变换电路输出端的负极；第一开关管的低电位端接第六开关管的高电位端，第六开关管的低电位端接第二开关管的高电位端；第三开关管的低电位端接第四开关管的高电位端；第五开关管的高电位端接第三开关管的低电位端，第五开关管的低电位端接第二开关管的高电位端；交流输出滤波电路包括第一电感、第二电感和第三电容，第一电感接在第一开关管的低电位端与多单相多电平逆变电路的第一交流输出端之间，第二电感接在第三开关管的低电位端与单相多电平逆变电路第二交流输出端之间；第三电容接在多单相多电平逆变电路的两个交流输出端之间，H6多电平逆变电路6个开关管的控制端分别接第二驱动电路对应的驱动信号输出端。

6.根据权利要求5所述的两级式单相逆变器，其特征在于，直流输入电源的电压低于单相多电平逆变电路交流输出的电压峰值时，第七开关管处于SPWM高频开关状态，直流母线电容上得到正弦调制波形；当单相多电平逆变电路交流输出的电压值从负值上升到零后，第一开关管和第四开关管一直处于导通状态时，直流输入电源的能量经过第一开关管、第四开关管和交流输出滤波电路输出正弦波交流电压的正半周；当单相多电平逆变电路交流输出的电压值从正值下升到零后，第三开关管、第六开关管和第二开关管一直处于导通状态时，直流输入电源的能量经过第三开关管、第六开关管，第二开关管和交流输出滤波电路输出正弦波交流电压的负半周。