[发明专利]使用新三端开关网络的飞跨电容电压箝位型多电平逆变器

摘要

本发明公开使用新三端开关网络的飞跨电容电压箝位型多电平逆变器，其中飞跨电容电压箝位型多电平单相半桥逆变器，包括四个功率开关管及其体二极管，两个输入滤波电容，一个反相耦合的两绕组变压器，一个输出滤波电感和一个滤波电容，四个功率二极管，及两个飞跨电容。本发明可扩展到两种结构的单相全桥逆变器、及三相桥式逆变器电路中。本发明使用了新型三端开关网络，与通用两电平、或传统飞跨电容电压箝位型多电平逆变拓扑比较，上、下桥臂的功率开关管之间无需设置死区、并且能同时开通工作，在逆变中点实现多电平输出，从而改进输出电压谐波、减小输出滤波电感的尺寸与体积、降低开关器件损耗，因此降低系统材料成本、提高逆变器的系统性能。

主权项

使用新型三端开关网络的飞跨电容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，四个功率二极管，及两个飞跨电容；其中第一功率开关管的集电极和第四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一飞跨电容的一端相连，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二飞跨电容的一端相连；第一功率二极管的阴极和第二功率二极管的阳极与第一飞跨电容的另一端相连，第三功率二极管的阴极和第四功率二极管的阳极与第二飞跨电容的另一端相连；第二功率开关管的发射极和第二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三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；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；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用一个输入电源代替。