[发明专利]耦合电感逆变器拓扑

说明书

公开了一种多电平逆变器拓扑。功率转换器电路在其输入端转换DC电源，以在其输出端提供交流电(AC)。所述功率转换器电路可以具有控制器，可操作地连接到开关的多个串联连接。所述控制器可控制所述开关的多个串联连接中的一个或多个，以转换DC输入，从而跨所述功率转换器电路的两个端子提供具有DC位移的多电平AC电压。然后，可以使用开关的多个串联连接来转换具有DC位移的所述多电平AC电压，以相对于中性电位、接地电位或所述功率转换器电路的端子中的至少一个在第一输出端子提供单相AC电压。

相关申请交叉引用

本申请是于2020年1月15日递交的第62/961,377号美国临时专利申请和于2021年1月13日递交的第17/148,322号美国非临时专利申请的非临时申请并要求其优先权，每一专利申请均以引用方式全部并入本文。

背景技术

多电平逆变器是一种功率电子器件，能够在其输出端提供期望的交流(AC)电压电平。期望的AC电压输出通过转换多电平逆变器输入处的一个或多个输入直流(DC)电压电平来输出。具有三个或更多输出电压电平的多电平逆变器可以在其输出端提供合并电压(Vout)。与两电压电平在其输出端合并的逆变器相比，多电平逆变器的合并电压(Vout)相对于时间的差动变化较小。因此，电压的低差动变化可以提供合并电压(Vout)的低谐波失真。因此，合并电压(Vout)的低谐波失真可以提高合并电压(Vout)的平滑度。合并电压(Vout)的平滑度提高可能与输出电压电平数量的增加成正比。然而，多电平逆变器的更平滑的合并电压(Vout)可能需要更加复杂的控制器。输出电压电平数量的增加还可能进一步需要增加用于实现多电平逆变器的组件的数量。所增加的组件数量可以包括比逆变器更多的开关，所述逆变器在其输出端合并有两个电压电平。在其输出端合并两个电压电平的逆变器可能需要复杂度较低的控制器。

发明内容

以下发明内容是仅用于说明性目的的一些发明构思的简短总结，并不用于限制详细描述中的发明和示例。

本文公开的示意性实施例可以是关于电力系统中的电源的实施例，该系统可以包括各组电源的互连。每组电源可以包含来自可再生能源和不可再生能源的不同类型的电力。可再生能源可由光伏(PV)系统、风能或波能提供。例如，不可再生能源可以包括用于驱动涡轮或发电机的燃料。

本文公开的说明性实施例可以包括用于向负载和/或存储设备供电的电力系统。电力系统可以包括各种直流(DC)电源组之间的连接，例如，所述直流电源组也可以以各种串联、并联、串联并联和并联串联组合的方式连接。一些说明性实施例可以涉及将DC电源连接到功率转换器电路以在其输出端提供交流电(AC)。功率转换器电路可以是多电平逆变器拓扑，其可以包括一对输入端子以及第一电容器和第二电容器的第一串联连接。第一串联连接可以跨该一对输入端子连接。第一电容器与第二电容器的连接可以在第一端子处。第二串联连接可以包括串联连接的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。第二串联连接可以跨该一对输入端子连接。第一开关与第二开关的连接可以在第二端子处。第二开关与第三开关的连接可以在第三端子处。第三开关与第四开关的连接可以在第四端子处。第一端子可以与第三端子连接。

两个或更多开关的多个其他串联连接可以跨第二端子和第四端子连接。所述两个或更多开关的多个其他串联连接中的每一个可包括中间(例如，中心)节点。各个电感器可以耦合到每个所述中间(例如，中心)节点，连接在所述中间节点和(例如，输出)端子之间，并且被配置为合并所述中间(例如，中心)节点的电压。