种五电平逆变器制造技术

本实用新型专利技术公开一种五电平逆变器，第一全控型功率器件的正极端子与第七全控型功率器件的正极端子连接，第二全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的负极端子连接，第三全控型功率器件的负极端子与第五全控型功率器件的正极端子连接，第三全控型功率器件的正极端子与第四全控型功率器件的正极端子连接，第五全控型功率器件的负极端子与第六全控型功率器件的负极端子连接，第四全控型功率器件的负极端子分别与第六全控型功率器件的正极端子、第一全控型功率器件的负极端子第二全控型功率器件的正极端子连接，第七全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的正极端子连接。此种逆变器的导通损耗低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种五电平逆变器，第一全控型功率器件的正极端子与第七全控型功率器件的正极端子连接，第二全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的负极端子连接，第三全控型功率器件的负极端子与第五全控型功率器件的正极端子连接，第三全控型功率器件的正极端子与第四全控型功率器件的正极端子连接，第五全控型功率器件的负极端子与第六全控型功率器件的负极端子连接，第四全控型功率器件的负极端子分别与第六全控型功率器件的正极端子、第一全控型功率器件的负极端子第二全控型功率器件的正极端子连接，第七全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的正极端子连接。此种逆变器的导通损耗低。【专利说明】一种五电平逆变器
本技术涉及一种五电平逆变器，尤其涉及一种导通损耗小的五电平逆变器。
技术介绍
如图1所示，传统五电平电路包括第一至八二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8和第一至六IGBT S1、S2、Sic、S2c、S3、S4，其与电源、第一、二电解电容Cl、C2及第一负载Rl配合连接，具体来说，所述电源正极分别连接Cl的正极及S1、S3的正极端子，SI的负极端子分别与Dl的阴极、S2的正极端子连接；所述电源负极分别连接C2的负极和S2c、S4的负极端子，S2c的正极端子分别与Slc的负极端子和D2的阳极连接，Cl的负极、C2的正极、Dl的阳极和D2的阴极分别接地，而S2的负极端子与Slc的正极端子连接，并共同连接第一负载的一端，而第一负载的另一端分别连接S3的负极端子和S4的正极端子；所述第一至六IGBT S1、S2、Sic、S2c、S3、S4 分别与二极管 D3、D4、D5、D6、D7、D8 反向并联。其中，第一负载Rl根据实际情况确定，图1中以电感与电阻的串联结构为例进行说明。所述传统五电平电路能够输出Vdc，Vdc/2，0，-Vdc/2，_Vdc五个电平，其中，Vdc表示电源的输出电压，与两电平、三电平电路相比具有较低的损耗，同时可以减少输出电流的谐波，减少输出滤波器尺寸。传统五电平电路在风能发电、光伏发电等系统中得到了广泛应用。如图2所不,传统五电平电路在输出Vdc (即加在第一负载Rl两端的电压为Vdc)时，虚线表示电流为正，点划线表示电流为负，不管电流正或负，电流输出都需要经过三个功率器件，具有较高的导通损耗。如图3所不，传统五电平电路在输出Vdc/2 (即加在第一负载Rl两端的电压为Vdc/2)时，虚线表示电流为正，点划线表示电流为负，不管电流正或负，电流输出都需要经过三个功率器件，具有较高的导通损耗。如图4所示，传统五电平电路在输出O (即加在第一负载Rl两端的电压为Vdc/2)时，虚线表示电流为正，点划线表示电流为负，不管电流正或负，电流输出都需要经过三个功率器件，具有较高的导通损耗。综上，传统的五电平电路具有较高的导通损耗，有待改进。
技术实现思路
本技术的目的，在于提供一种导通损耗低的五电平逆变器。为了达成上述目的，本技术的解决方案是:一种五电平逆变器，具有第一至三输入端和第四、五输出端，第一至三输入端与电源、第三、四电解电容配合连接，第四、五输出端与第二负载连接，所述五电平逆变器的第一输入端分别连接电源正极与第三电解电容的正极，第二输入端分别连接电源负极与第四电解电容的负极，第三输入端分别连接第三电解电容的负极与第四电解电容的正极，且第三输入端接地，第四输出端连接第二负载的正极，第五输出端连接第二负载的负极；其特征在于:所述五电平逆变器包括第一至八全控型功率器件，第一全控型功率器件的正极端子与第七全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第一输入端；第二全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的负极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第二输入端；第三全控型功率器件的负极端子与第五全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第三输入端；第三全控型功率器件的正极端子与第四全控型功率器件的正极端子连接，第五全控型功率器件的负极端子与第六全控型功率器件的负极端子连接，第四全控型功率器件的负极端子分别与第六全控型功率器件的正极端子、第一全控型功率器件的负极端子第二全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第四输出端；第七全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第五输出端；且各个全控型功率器件均带有一个反并联二极管，所述第三、四、五和第六全控型功率器件采用Mosfet。进一步的，所述第一、二、七、八全控型功率器件采用Mosfet或IGBT。进一步的，所述Mosfet 为 CoolMosfet。采用上述方案后，本技术将Mosfet加入五电平逆变器，并与IGBT的结合，显著地降低导通损耗，提高效率。尤其是在光伏等新能源系统中，系统通常会工作于较低的功率范围，本技术对于降低导通损耗的作用将更加明显。【专利附图】【附图说明】图1是传统五电平电路图。图2是传统五电平电路输出Vdc时的电流路径图。图3是传统五电平电路输出Vdc/2时的电流路径图。图4是传统五电平电路输出O时的电流路径图。图5是本技术实施例的五电平逆变器电路图。图6是图5的五电平逆变器输出Vdc时电路正半周的电流路径图。图7是图5的五电平逆变器输出Vdc/2时电路正半周的电流路径图。图8是图5的五电平逆变器输出O时电路正半周的电流路径图。图9是图5的五电平逆变器输出-Vdc时电路负半周的电流路径图。图10是图5的五电平逆变器输出-Vdc/2时电路负半周的电流路径图。图11是图5的五电平逆变器输出O时电路负半周的电流路径图。【具体实施方式】以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图5所示，一种五电平逆变器，与电源、第三、四电解电容C3、C4、第二负载R2连接，包括第一至八全控型功率器件，下面分别介绍。在电力电子范围内，全控型功率器件一般都指IGBT或者Mosfet。所述第三、四、五、六全控型功率器件采用Mosfet，且分别带有反并联二极管，如图5中的T3、T4、T5、T6，而第一、二、七、八全控型功率器件T1、T2、T7、T8可采用Mosfet或IGBT，且在同一电路结构中，Tl、Τ2、Τ7、Τ8采用的类型可以不同，在本实施例中，所述Tl、Τ2、Τ7、Τ8分别与一个反并联二极管D10、D11、D13、D14连接。特别的，本实施例中的Mosfet选用CoolMosfet，可使逆变器损耗更低。在本实施例中，第二负载R2采用电感与电阻的串联结构。需要说明的是，下文中T3、T4、T5、T6的正、负极端子是指其中包含的全控型功率器件的正、负极。如图5所示，本技术一种五电平逆变器，具有与电源、第三、四电解电容C3、C4配合连接的第一至三输入端05、06、O和与第二负载R2连接的第四、五输出端03、04，所述五电平逆变器的第一输入端05分别连接电源正极与第三电解电容C3的正极，第二输入端06分别连接电源负极与第四电解电容C4的负极，第三输入端O分别连接第三电解电容C3的负极与第四电解电容C4的正极，且第三输入端O接地，第四输出端03连接R2的正极，第五输出端04连接R2的负极。Tl的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五电平逆变器，具有第一至三输入端和第四、五输出端，第一至三输入端与电源、第三、四电解电容配合连接，第四、五输出端与第二负载连接，所述五电平逆变器的第一输入端分别连接电源正极与第三电解电容的正极，第二输入端分别连接电源负极与第四电解电容的负极，第三输入端分别连接第三电解电容的负极与第四电解电容的正极，且第三输入端接地，第四输出端连接第二负载的正极，第五输出端连接第二负载的负极；其特征在于：所述五电平逆变器包括第一至八全控型功率器件，第一全控型功率器件的正极端子与第七全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第一输入端；第二全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的负极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第二输入端；第三全控型功率器件的负极端子与第五全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第三输入端；第三全控型功率器件的正极端子与第四全控型功率器件的正极端子连接，第五全控型功率器件的负极端子与第六全控型功率器件的负极端子连接，第四全控型功率器件的负极端子分别与第六全控型功率器件的正极端子、第一全控型功率器件的负极端子第二全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第四输出端；第七全控型功率器件的负极端子与第八全控型功率器件的正极端子连接，该连接点作为所述五电平逆变器的第五输出端；且各个全控型功率器件均带有一个反并联二极管，所述第三、四、五和第六全控型功率器件采用Mosfet。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，黄金伟，汤小琪，林建，韩建华，
申请(专利权)人：上海交通大学无锡研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32