[发明专利]一种多电平逆变器

摘要

本发明实施例公开了一种多电平逆变器，包括：电源电路、第一电平控制电路及第一滤波电路；电源电路，用于向第一电平控制电路提供直流电压；第一电平控制电路，与电源电路连接，用于将所述直流电压转变为梯形波后输出到第一滤波电路，具体包括至少一个反相耦合的两绕组变压器、第一T型桥臂和第二T型桥臂，第一T型桥臂由第一横桥臂和第一竖桥臂连接而成，第二T型桥臂由第二横桥臂和第二竖桥臂连接而成，第一横桥臂与第一竖桥臂的交叉点与变压器的第一绕组的同名端连接，第二横桥臂与第二竖桥臂的交叉点与变压器的第二绕组的异名端连接；第一滤波电路，与第一电平控制电路连接，用于将梯形波转变为正弦波输出。采用本发明，可以提高转换效率。

主权项

1.一种多电平逆变器，其特征在于，所述多电平逆变器包括电源电路、第一电平控制电路以及第一滤波电路，其中：所述电源电路，用于向所述第一电平控制电路提供直流电压；所述第一电平控制电路，与所述电源电路连接，包括至少一个反相耦合的两绕组变压器及第一T型桥臂和第二T型桥臂，所述第一T型桥臂由第一横桥臂和第一竖桥臂连接而成，所述第二T型桥臂由第二横桥臂和第二竖桥臂连接而成，所述第一横桥臂与所述第一竖桥臂的交叉点与所述反相耦合的两绕组变压器的第一绕组的同名端连接，所述第二横桥臂与所述第二竖桥臂的交叉点与所述反相耦合的两绕组变压器的第二绕组的异名端连接，所述第一电平控制电路用于将所述直流电压转变为具有多个电平值的梯形波后经所述反相耦合的两绕组变压器的第一绕组的异名端与第二绕组的同名端的连接点输出到所述第一滤波电路；所述第一滤波电路，与所述第一电平控制电路的所述反相耦合的两绕组变压器的第一绕组的异名端与第二绕组的同名端的连接点连接，用于将所述具有多个电平值的梯形波转变为正弦波输出；所述电源电路包括至少一个输入电源、第一输入滤波电容以及第二输入滤波电容，其中：所述第一输入滤波电容的正极与所述至少一个输入电源的正极连接，所述第二输入滤波电容的负极与所述至少一个输入电源的负极连接；所述第一输入滤波电容的负极与所述第二输入滤波电容的正极连接，构成直流母线中点；所述第一竖桥臂的两端分别连接在所述至少一个输入电源的两极，所述第一横桥臂的一端与所述直流母线中点连接，所述第一横桥臂的另一端与所述第一竖桥臂连接，所述第一横桥臂与所述第一竖桥臂的交叉点将所述第一竖桥臂分为上下两部分；所述第一竖桥臂的上部分具体包括第一功率开关管以及第一体二极管，所述第一竖桥臂的下部分具体包括第一功率二极管，所述第一横桥臂具体包括第二功率开关管、第二体二极管以及第三功率二极管，所述第一功率开关管的集电极分别与所述第一体二极管的阴极和所述电源电路的电源的正极连接，所述第一功率开关管的发射极分别与所述第一体二极管的阳极、所述第二功率开关管的发射极、所述第二体二极管的阳极和所述第一功率二极管的阴极连接，所述第一功率二极管的阳极和所述至少一个输入电源的负极连接，所述第二功率开关管的集电极分别与所述第二体二极管的阴极和所述第三功率二极管的阴极连接，所述第三功率二极管的阳极和所述直流母线中点连接；所述第二竖桥臂的两端分别连接在所述至少一个输入电源的两极，所述第二横桥臂的一端与所述直流母线中点连接，所述第二横桥臂的另一端与所述第二竖桥臂连接，所述第二横桥臂与所述第二竖桥臂的交叉点将所述第二竖桥臂分为上下两部分；所述第二竖桥臂的上部分具体包括第二功率二极管，所述第二竖桥臂的下部分具体包括第四功率开关管以及第四体二极管，所述第二横桥臂具体包括第三功率开关管、第三体二极管以及第四功率二极管，所述第二功率二极管的阴极和所述电源电路的电源的正极连接，所述第二功率二极管的阳极分别与所述第三功率开关管的集电极、所述第三体二极管的阴极、所述第四功率开关管的集电极和所述第四体二极管的阴极连接，所述第三功率开关管的发射极分别与所述第三体二极管的阳极和所述第四功率二极管的阳极连接，所述第四功率二极管的阴极和所述直流母线中点连接，所述第四功率开关管的发射极分别与所述第四体二极管的阳极和所述至少一个输入电源的负极连接；所述四个功率开关管分别由第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号以及第四驱动信号驱动，其中：所述第一驱动信号由调制波和第一载波调制而成，所述第二驱动信号由所述调制波和第二载波调制而成，所述第三驱动信号由所述调制波和第三载波调制而成，所述第四驱动信号由所述调制波和第四载波调制而成；所述调制波为正弦波，所述第一载波、所述第二载波、所述第三载波以及所述第四载波为三角波；所述第三载波相对所述第一载波移相180度，所述第二载波的相位和所述第三载波的相位相差180度，所述第四载波的相位和所述第一载波的相位相差180度；当所述第一功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于0且小于0.5的区间时，所述电平控制电路向所述滤波电路输出第一方波，所述第一方波包括两种电平值，所述两种电平值包括1/4倍的所述至少一个输入电源的电压和0；当所述第一功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于0.5且小于1的区间时，所述电平控制电路向所述滤波电路输出第二方波，所述第二方波包括两种电平值，所述两种电平值包括1/4倍的所述至少一个输入电源的电压和1/2倍的所述至少一个输入电源的电压；当所述第四功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于0且小于0.5的区间时，所述电平控制电路向所述滤波电路输出第三方波，所述第三方波包括两种电平值，所述两种电平值包括‑1/4倍的所述至少一个输入电源的电压和0；当所述第四功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于0.5且小于1的区间时，所述电平控制电路向所述滤波电路输出第四方波，所述第四方波包括两种电平值，所述两种电平值包括‑1/4倍的所述至少一个输入电源的电压和‑1/2倍的所述至少一个输入电源的电压。