[实用新型]基于D/A转换技术的多电平逆变器

说明书

技术领域：本实用新型涉及一种功率变换逆变器，特别是多电平逆变器。

背景技术：多电平逆变器的波形失真小、谐波含量低、开关损耗少，在中大功率电力系统中应用较多。一般的多电平逆变器主要采用二极管钳位型、电容飞跨型或级联型等结构，这些逆变器的电路结构都较复杂，开关器件多，如果需要增加输出的阶梯波电平数，必须同时大量增加独立直流电源数，为使电路控制不至于太复杂，一般只能控制为3-5个电平。而且，应用较多的级联型逆变器中有大量直接串联在电源两端的开关管，自身不具有稳压功能，还需增加PWM调压系统，更加复杂。

发明内容：针对现有技术的不足，本实用新型提供一种电路简单，输出阶梯波电平数较多的基于D/A转换技术的多电平逆变器。

本实用新型包括逆变主电路及周边控制电路，逆变主电路采用功率D/A转换电路及相连接的极性转换电路和LC滤波器组成，一个以上的独立直流电源则和功率D/A转换电路的输入端对应连接。

本实用新型将弱电控制技术中的D/A转换技术应用到中大功率逆变器中，输出的电平数为2^N+1-1个，其中N为D/A转换的位数，也即独立直流电源数，这样只需较少的电源数，即可获得较多的电平数，电路中的开关器件少，控制简单，开关频率低，损耗少。而且，D/A转换电路的转换效率高，可以输出复杂的波形，并可引入自稳压功能。

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

附图说明：图1是实施例的电路框图；

图2是图1中逆变主电路的电路连线图。

实施例：如图1所示，逆变主电路采用功率D/A转换电路及相连接的极性转换电路和LC滤波器组成，一个以上的独立直流电源则和功率D/A转换电路的输入端对应连接。周边控制电路包括相连接的标准波发生器、可变增益放大器、波形处理电路、A/D转换电路和延时驱动电路。

工作时，标准波发生器产生波形，一般是正弦波，经过可变增益放大器放大，再经过波形处理电路整流，波形处理电路同时生成极性转换控制信号输到极性转换电路。整流后信号经A/D转换，如果是采样频率一定的常规A/D转换，最后输出的正弦阶梯波的阶梯高度不等高。如果是对正弦模拟量实时转换，最后输出的正弦阶梯波是等高的。转换的信号经过延时驱动电路，可以使尖峰脉冲减少，然后功率D/A转换电路输出全波信号，再通过极性转换电路转换为正弦交流电，经过LC滤波器输出。

本实施例在LC滤波器的输出端和可变增益放大器之间还连接有幅度检测电路构成反馈自稳压装置，幅度检测电路可以检测最后输出的信号，反馈入可变增益放大器，改变输入的波形幅度，进行自稳压。

由于功率D/A转换的最后输出的电平数为2^N+1-1个，对于逆变输出为220伏的交流电，由于导通压降损耗的存在，相应的独立直流电源数一般不需要超过8个。

独立直流电源可以采用多个独立的蓄电池，也可以采用一个蓄电池经由DC-DC变换器得到N个直流电源，或者还可以用一个蓄电池通过多个DC-DC变换器分别产生多组独立直流电源。如图2所示，用一个蓄电池E经DC-DC高频变换，获得N个独立直流电源。功率D/A转换电路由多对分别对应配合的开关功率件(S11至S1n)和导通功率件(S21至S2n)组成，对数和独立直流电源数相同，且每对开关功率件S1n和导通功率件S2n的开关状态相反。开关S31、S32、S33和S34配合组成极性转换电路，将功率D/A转换后的全波整流信号通过半周转换合成完整的正弦波。当电源数较多时，输出的电平数已很多，波形接近正弦波，LC滤波后谐波非常少，滤波损失较少，电路效率高。