[发明专利]一种单相七电平逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种单相七电平逆变器。

背景技术

近年来，多电平技术越来越受关注，相比传统的两电平技术，多电平技术具有器件开关应力低，开关损耗小，输出滤波器小以及谐波含量小的特点，其主要应用于大中三相逆变器。

参见图l，该图为现有技术中提供的二极管嵌位型五电平逆变器拓扑。

图l所示的二极管嵌位型的五电平逆变器的结构中，二极管DB1、DB2、DB3、DB4、DB5和DB6均为嵌位式二极管，其作用是为电流提供通路和保护电容不被短路。例如，第一二极管DB1用于将开关管Tl下端的电位嵌位于第一电容Cl的下端；第二二极管DB2用于将开关管T5下端的电位嵌位于第一电容Cl的下端；其他二极管DB3、DB4、DB5和DB6类似，在此不再赘述。

然而，要达到为电流提供通路和保护电容不被短路的目的，嵌位式二极管则需要阻断多倍电平电压，通常需要多个相同标称值的嵌位式二极管串联，但是基于嵌位式二极管的分散性以及杂散参数的影响，标称值相同的嵌位式二极管所能承受的压力也有所差别，这样串联起来可能引起有的嵌位式二极管两端过电压。因此，需要均压措施和很大的RC（相移电路）吸收电路，但是这样将导致逆变器中的电感和滤波电容的积庞大，成本增加。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种单相七电平逆变器，用以解决现有二极管嵌位型的五电平逆变器系统体积庞大以及成本较高的技术问题。

一种单相七电平逆变器，其特征在于，包括：

串联的第一直流源和第二直流源；

输入端并联在第一直流源两端的升压电路；

依次串联的第一电容、第二电容和第三电容；所述第二电容和第三电容的公共端分别与所述升压电路的第一输出端和第一直流源的负极相连；所述第一电容未连接第二电容的一端与所述升压电路的第二输出端相连；所述第一电容和第二电容的公共端与第一直流源的正极相连；

阴极与所述第一电容和第二电容的公共端相连的第一二极管，所述第一二极管的阳极连接有第一开关管的输入端；

阳极与所述第一电容和第二电容的公共端相连的第二二极管，所述第二二极管的阴极连接有第二开关管的输入端；

阳极与所述第二电容和第三电容的公共端相连的第三二极管，所述第三二极管的阴极连接有第三开关管的输入端；

阴极与所述第二电容和第三电容的公共端相连的第四二极管，所述第四二极管的阳极连接有第四开关管的输入端；

所述第一开关管的输出端与第四开关管的输出端相连；

所述第二开关管的输出端与第三开关管的输出端相连；

输出端与所述升压电路的第二输出端相连的第五开关管，所述第五开关管的输入端连接有第六开关管的输出端，所述第六开关管的输入端与第二直流源的负极相连；

输出端与第五开关管的输出端相连的第七开关管，所述第七开关管的输入端与所述第三开关管的输出端相连；

输入端与第二直流源的负极相连的第八开关管，所述第八开关管的输出端与所述四开关管的输出端相连；

阴极与所述升压电路的第二输出端相连的第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第四开关管的输出端相连；

阳极与第二直流源的负极相连的第六二极管，所述第六二极管的阴极与所述第三开关管的输出端相连。

优选地，所述开关管为金属氧化物半导体管或结型场效应管或绝缘栅双极型晶体管；

当所述开关管为金属氧化物半导体管管或结型场效应管时，所述开关管的输入端为源极，所述输出端为漏极，所述开光管的控制端为栅极；

当所述开关管为绝缘栅双极型晶体管时，所述开关管的输入端为集电极，所述开光管的输出端为发射极，所述控制端为基极。

优选地，所述二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管或超快速恢复二极管。

优选地，单相七电平逆变器的滤波并网单元包括：第一电感、第二电感和滤波电容，其中：

滤波电容第一端与第五开关管输入端相连；

第一电感和第二电感相串联；

第一电感和第二电感的公共端与滤波电容的第二端相连，第一电感未与第二电感相连的一端与第三开关管的输出端相连；第二电感未与第一电感相连的一端与第四开关管的输出端相连。

优选地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的控制端连接有控制芯片，所述控制芯片控制所述单相七电平逆变器实现八种有功工作模态；