[发明专利]一种三电平单相单级升压逆变器及其控制方法

说明书

本发明提供一种三电平单相单级升压逆变器及其控制方法，第一电感(L₁)、电源(U_in)、第一桥臂和第二桥臂；所述电源的正极与所述第一电感(L₁)连接构成串联电路；所述第一桥臂和第二桥臂连接后与所述第一电感(L₁)和电源(U_in)串联的电路连接，用于接收电压控制信号；所述第一桥臂和第二桥臂分别包括多个开关管；通过各桥臂开关管的一个开关周期使三电平单相单级升压逆变器输出5个电压，所述5个电压构成交流电压的一个波形，使所述三电平单相单级升压逆变器输出交流电压每个桥臂输出电压可以得到三个电平，与两电平逆变器相比，其输出电压的谐波含量可以大幅度降低，从而能够减小输出滤波元件，提高波形质量。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种三电平单相单级升压逆变器及其控制方法。

背景技术

逆变器是光伏发电系统的核心部件。为了适应光伏阵列输出电压变化范围宽的特点，光伏逆变器通常采用Boost变换器级联电压型全桥逆变器的两级式结构。然而，两级式系统的变换效率相对较低。此外，由于这种结构不含高频或低频变压器，功率管高频开关时会导致光伏电池板的对地电容产生高频共模电压，形成较大的高频漏电流，危及设备和人员安全。采用单相三电平Z源逆变器可以较好的解决上述问题。然而。其存在功率器件和无源器件较多，成本高。控制复杂，升压能力不足等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种三电平单相单级升压逆变器，包括：第一电感(L₁)、电源(U_in)、第一桥臂和第二桥臂；

所述电源的正极与所述第一电感(L₁)连接构成串联电路；

所述第一桥臂和第二桥臂连接后与所述第一电感(L₁)和电源(U_in)串联的电路连接，用于接收电压控制信号；

所述第一桥臂和第二桥臂分别包括多个开关管；通过各桥臂开关管的一个开关周期使三电平单相单级升压逆变器输出五个电压，所述五个电压构成交流电压的一个波形。

优选的，所述第一桥臂，包括：第一二极管(D₁)、第七二极管(D₇)、第一桥臂上桥臂和第一桥臂下桥臂；

所述第一桥臂上桥臂包括：第一开关管(S₁)与第二开关管(S₂)；

所述第一开关管(S₁)的负极与所述第二开关管(S₂)的正极连接；

所述第一桥臂下桥臂包括：第三开关管(S₃)和第四开关管(S₄)；

所述第三开关管(S₃)的负极与所述第四开关管(S₄)的正极连接；

所述第二开关管(S₂)负极与所述第三开关管(S₃)正极连接；

所述第一二极管(D₁)的阳极与所述第一电感(L₁)连接，所述第一二极管(D₁)的阴极与所述第一桥臂上桥臂的中点连接；

所述第七二极管(D₇)的阳极与所述第一桥臂下桥臂的中点连接，所述第七二极管(D₇)的阴极与所述电源负极连接。

优选的，所述第二桥臂，包括：第二二极管(D₂)、第八二极管(D₈)、第二桥臂上桥臂和第二桥臂下桥臂；