[发明专利]一种多电平电路、并网逆变器及其调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种多电平电路、并网逆变器及其调制方法。 

背景技术

逆变器的分类，一般是根据逆变器应用场合和控制方式的不同可分为离网型逆变器和并网型逆变器，在并网型逆变器中根据是否带有变压器又可分为变压器隔离型逆变器和无变压器型逆变器。 

无变压器型逆变器由于系统结构简单，效率高，体积小，成本低等诸多优点，得到了快速的发展。 

但是无变压器型逆变器由于不能实现直流输入源和交流负载间的电气隔离，漏电流问题是其可靠性的关键指标之一。 

为获得较高的效率，常采用单极性调制策略，传统的H4拓扑已不能同时兼顾漏电流和高效率。为消除单极性SPWM调制产生的高频共模电压，必须使得续流阶段的续流回路嵌位在太阳能电池电压的一半，才能达到消除共模电压漏电流的目的。采用改进型拓扑，如H5、H6、Heric拓扑，实现了单极性调制策略，在一定程度上解决了漏电流问题，其桥臂输出电压等效为三电平输出。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多电平电路、并网逆变器及其调制方法和系统，实现兼顾漏电流和高效率两方面的问题。 

本发明提供一种多电平电路，所述多电平电路包括第一、二直流升压电路、与直流电源相并联的对称双Buck电路； 

所述第一直流升压电路包括：第一直流斩波器和第四电容串联，且直流电源的负母线端与第四电容相连，直流电源的正母线端连接第一直流斩波器； 

所述第一直流斩波器和第四电容的公共端与第一开关管和第一二极管的公共端之间连有第九开关管； 

所述第二直流升压电路还包括：第五电容和第二直流斩波器串联，且直流电源的负母线端与第二直流斩波器相连，直流电源的正母线端连接第五电容； 

第二开关管和第二二极管的公共端与所述第二直流斩波器和第五电容的公共端之间连有第十开关管； 

所述对称双Buck电路包括：第一电容和第二电容串联后并联在所述直流电源两侧，第一二极管和第二二极管串联后与所述直流电源并联，第一电容与第一二极管之间设置有第一开关管，第二二极管与第二电容之间设置有第二开关管；第一二极管和第一开关管的公共端与七电平电路输出端之间设置有第一电感，第二开关管和第二二极管的公共端与七电平电路输出端之间设置有第二电感；第一电容与第二电容的连接点与第一二极管和第二二极管的连接点直接相连。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明实施例所述多电平电路，由于电路包括直流升压电路、与直流电源相并联的对称双Buck电路；所述直流升压电路工作时，可以实现多电平调节方式工作。 

当本发明实施例所述多电平电路应用于并网逆变器时，可以满足在直流电源输出电压不能达到逆变电压的要求时，通过直流升压电路的升压从而逆变电压的要求，实现逆变。 

本发明实施例所述并网逆变器的调制方法，在调制波的第一半周期和第二半周期是间隔地出现第三模态C和第四模态D，这样可以有效抵消第三模态C和第四模态D时双Buck电路的第一电容C1和第二电容C2上产生的电压波动。并且第一、二电容C1、C2和第一、二电感L1、L2的持续放电和持续充电时间都较短，大大减小了第一、二电容C1、C2和第一、二电感L1、L2的端电压波动，从而减小输出电压的纹波，改善了输出波形。并且，本发明实施例所述并网逆变器的调制方法和装置，可以使得开关管按照五电平或者七电平的调节方式工作，提高了效率。同时由于电平数目增多，电平之间的电压差减少，共模电压也相应减少，从而抑制了漏电流。 

附图说明

图1是本发明多电平电路应用于并网逆变器第一实施例电路图； 

图2是本发明多电平电路应用于并网逆变器第二实施例电路图； 

图3a是本发明实施例多电平电路的第一种工作模态A示意图； 

图3b是本发明实施例多电平电路的第二种工作模态B示意图； 

图3c是本发明实施例多电平电路的第三种工作模态C示意图； 

图3d是本发明实施例多电平电路的第四种工作模态D示意图； 

图3e是本发明实施例多电平电路的第五种工作模态E示意图； 

图3f是本发明实施例多电平电路的第五种工作模态F示意图； 

图3g是本发明实施例多电平电路的第五种工作模态G示意图； 

图4是本发明实施例所述并网逆变器中五电平电路的调制方法第一实施例的原理图； 

图5a是本发明实施例所述并网逆变器中七电平电路的调制方法第一实施例的原理图；