[发明专利]T型三电平逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器，尤其涉及T型三电平逆变器。

背景技术

逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。光伏并网逆变器对谐波THD、转换效率、安全可靠性方面具有极高要求。而传统的逆变电路采用的是两电平结构，如图1所示，两电平结构的功率器件损耗比较大，会降低转换效率，同时逆变器输出的谐波THD较大，需要更大尺寸的滤波器，输出交流电的质量也不高，对电网造成污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的两电平结构的逆变器功率器件损耗比较大，会降低转换效率，同时逆变器输出的谐波THD较大，输出交流电的质量也不高，会对电网造成污染，为此提供一种T型三电平逆变器。

本发明的技术方案是：T型三电平逆变器，它包括输入电压、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6和输出负载，所述输入电压上并联有吸收电路，所述吸收电路包括串联的电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2之间依次通过开关管Q5、开关管Q6和第一电感L1与所述输出负载的一端相连；所述开关管Q1的一端分别和开关管Q2的一端、第一电感L1和开关管Q6相连，开关管Q1的另一端与输入电压的正极相连，开关管Q2的另一端与输入电压的负极相连；所述开关管Q4的一端通过第二电感L2与输出负载的另一端相连，所述开关管Q4的这一端还与开关管Q3相连，所述开关管Q3与输入电压的负极相连，所述开关管Q4的另一端与输入电压的正极相连。

上述方案中所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6都是IGBT或是MOS管。

本发明的有益效果是与传统逆变电路比：可靠性高，损耗低，效率高，输出交流电质量高，通过调节六个开关管来实现将电压分为了0、U/2、U三种电平。

附图说明

图1是传统的两电平式逆变器；

图2是本发明示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图2所示，本发明包括输入电压、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6和输出负载，所述输入电压上并联有吸收电路，所述吸收电路包括串联的电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2之间依次通过开关管Q5、开关管Q6和第一电感L1与所述输出负载的一端相连；所述开关管Q1的一端分别和开关管Q2的一端、第一电感L1和开关管Q6相连，开关管Q1的另一端与输入电压的正极相连，开关管Q2的另一端与输入电压的负极相连；所述开关管Q4的一端通过第二电感L2与输出负载的另一端相连，所述开关管Q4的这一端还与开关管Q3相连，所述开关管Q3与输入电压的负极相连，所述开关管Q4的另一端与输入电压的正极相连。

其工作原理是：正半周时开关管Q3、Q5、Q6打开， 输出电压从0增大到U/2然后关闭开关管Q5；开关管Q1、Q3、Q6打开，输出电压从U/2增大到U然后关闭开关管Q1；开关管Q3、Q5、Q6打开，输出电压从U减小到U/2然后关闭开关管Q5；开关管Q3、Q6打开，输出电压从U/2减小到0。负半周时开关管Q4、Q5、Q6打开， 输出电压从0减小到-U/2然后关闭开关管Q6；开关管Q2、Q4、Q5打开，输出电压从-U/2减小到-U然后关闭开关管Q2；开关管Q4、Q5、Q6打开， 输出电压从-U增大到到-U/2然后关闭开关管Q6；开关管Q4、Q5打开，输出电压从-U/2增大到0。整个过程中，不管是正半周还是负半周，都将电压分为了0、U/2、U三种电平。

本发明中开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6可以是IGBT也可以是MOS管。输出负载可以是电网。

与传统的两电平逆变器相比：如图1所示的I型拓扑，在驱动设计时需要有4个独立电源；而对于T型共发射极拓扑，只需要3个独立电源；在开关管的耐压选择时，I型电路中开关管也应按照承受2倍BUS电压设计。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。