多电平逆变器制造技术

公开了一种多电平逆变器，其具有足够提高效率同时减少导电损耗的构造，该多电平逆变器包括整流器、平滑单元和逆变器单元，其中，逆变器单元包括置于第一节点和第一输出端之间的第一开关单元、置于第二节点和第一输出端之间的第二开关单元、置于第三节点和第一输出端之间的第三开关单元、置于第一节点和第二输出端之间的第四开关单元、置于第二节点和第二输出端之间的第五开关单元以及置于第三节点和第二输出端之间的第六开关单元。

【技术实现步骤摘要】
多电平逆变器
按照本公开的示例性实施例的教导主要涉及一种逆变器，并且更特别地，涉及一种多电平中压逆变器。
技术介绍
通常，多电平中压逆变器是具有线间电压的rms (均方根)值在600V以上的输入电力的逆变器，并且具有输出相电压中的若干个级。多电平中压逆变器一般性地用于驱动风扇、泵、压缩机、牵引机、起重机和输送机(作为非限制性的示例)的范围从几kW到几丽负载量的大惯性的工业负载。 多电平逆变器的一种形式是级联H桥(Cascaded Η-Bridge, CHB)逆变器构造，其采用多个串联连接的H桥逆变器以用于驱动各个电动机绕组相，或者多电平逆变器的一种形式是从CHB逆变器变形而来的级联NPC (Neutral Point Clamped,中性点钳位)逆变器。近来所使用的NPC逆变器相比传统的级联CHB逆变器由于更小的尺寸是有利的。在各种领域中广泛使用的多电平逆变器需要更高的效率和更少元件数量的拓扑。
技术实现思路
本公开在于提供一种多电平逆变器，其被构造成具有能够通过减少导电损耗来增加效率的结构。 在本公开的一个一般方案中，提供了一种多电平逆变器，该多电平逆变器包括: 整流器，其被构造成通过接收3-相的第一相电压而提供整流的第一整流电压和通过接收3-相的第二相电压提供第二整流电压； 平滑单元，其被构造成通过接收由所述整流器整流的第一整流电压和第二整流电压来提供彼此不同电平的电压给彼此不同的第一节点到第三节点；以及 逆变器单元，其形成有多个开关用于传送由所述平滑单元提供的三个电平的电压，其中 逆变器单元包括置于第一节点和第一输出端之间的第一开关单元、置于第二节点和第一输出端之间的第二开关单元、置于第三节点和第一输出端之间的第三开关单元、置于第一节点和第二输出端之间的第四开关单元、置于第二节点和第二输出端之间的第五开关单元以及置于第三节点和第二输出端之间的第六开关单元。 优选地，但非必须地，第一开关单元到第六开关单元可以包括功率半导体和二极管。 优选地，但非必须地，所述第二开关单元可以包括:具有从第二节点到第一输出端的电流方向性的第一二极管；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性的第一功率半导体；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且串联连接到第一二极管的第二二极管；以及具有与第一功率半导体的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。 优选地，但非必须地，第一开关单元可以包括:具有从第一输出端到第一节点的电流方向性的第一二极管；以及具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第一二极管的一侧连接到另一侧的第一功率半导体。 优选地，但非必须地，第三开关单元可以包括:具有从第三节点到第一输出端的电流方向性的第二二极管；以及具有与第二二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。 优选地，但非必须地，第五开关单元可以包括:具有从第二节点到第二输出端的电流方向性的第一二极管；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第一二极管的一侧连接到另一侧的第一功率半导体；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且串联连接到第一二极管的第二二极管；以及具有与第一功率半导体的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。 优选地，但非必须地，第四开关单元可以包括:具有从第二输出端到第一节点的电流方向性的第一二极管；以及具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第一二极管的一侧连接到另一侧的第一功率半导体。 优选地，但非必须地，第六开关单元可以包括:具有从第三节点到第二输出端的电流方向性的第二二极管；以及具有与第二二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。 优选地，但非必须地，平滑单元可以包括串联连接的第一电容器和第二电容器，其中所述第一电容器接收来自一侧和另一侧的第一整流电压，第二电容器接收来自一侧和另一侧的第二整流电压，并且其中第一电容器和第二电容器的一侧节点、公共节点和另一侧节点分别为第一节点到第三节点。 优选地，但非必须地，所述整流器可以包括:第一二极管和第二二极管，该第一和第二二极管连接第一电容器和第二电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第一相电压的第一相电压；第三二极管和第四二极管，该第三和第四二极管连接第一电容器和第二电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第一相电压的第二相电压；以及第五二极管和第六二极管，该第五和第六二极管连接第一电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第一相电压的第三相电压；第七二极管和第八二极管，该第七和第八二极管连接第二电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第二相电压的第一相电压；第九二极管和第十二极管，该第九和第十二极管连接第二电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第二相电压的第二相电压；以及第十一二极管和第十二二极管，该第十一和第十二二极管连接第二电容器的一侧和另一侧，并且通过公共节点接收第二相电压的第三相电压。 优选地，但非必须地，所述平滑单元可以包括串联连接的第一电容器到第四电容器，其中第一电容器的一侧和第二电容器的另一侧分别为第一节点和第二节点，第四电容器的另一侧是第三节点，通过第一电容器的一侧和第二电容器的另一侧提供第一整流电压，通过第三电容器的一侧和第四电容器的另一侧提供第二整流电压。 优选地，但非必须地，多电平逆变器可以进一步包括移相变换器，该移相变换器包括多个单位功率单元(unit power cells),所述多个单位功率单元形成有整流器、平滑单元以及逆变器单元，所述移相变换器通过接收3-相电压来提供具有预定相位的电力信号给单位功率单元。 本公开的有益效果 如此描述的根据本公开的多电平逆变器具有的有益效果在于，由于通过使用新型多电平逆变器，相比传统的串联连接的NPC逆变器而言功率半导体二极管的数量减少并且导电损耗减少，所以提高了效率同时减少了成本和尺寸。 【附图说明】 图1为图示出根据本公开的包括逆变器的功率转换电路的框图。 图2为图示出图1中所图示的各个单位功率单元的结构的电路图。 图3为图示出包括另一逆变器的功率转换电路的框图。 图4为图示出图2中所图示的各个单位功率单元的结构的框图。 图5到图10为图示出图1和图2中所图示的逆变器单元的操作的电路图。 图11为图示出根据本公开的第一示例性实施例的单位功率单元的电路图。 图12为图示出根据本公开的第二示例性实施例的单位功率单元的电路图。 图13和图14为图示出使用三个单位功率单元和五个单位功率单元的功率转换电路的框图。 图15到图20为图示出图11和图12中所图示的逆变器单元的操作的电路图。 【具体实施方式】 这里描述的以下实施例意图解释实践本公开的已知模式并且意图易于使本领域其他技术人员能够使用所附附图来利用本公开。 图1为图示出根据本公开的包括逆变器的功率转换电路的框图。 参见图1，包括移相变换器和多电平中压逆变器的功率转换电路101包括输入3-相电力102、3_相电动机103、移相变换器104和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电平逆变器，该多电平逆变器包括：整流器，其被构造成通过接收3‑相的第一相电压而提供整流的第一整流电压和通过接收3‑相的第二相电压提供第二整流电压；平滑单元，其被构造成通过接收由所述整流器整流的第一整流电压和第二整流电压来提供彼此不同电平的电压给彼此不同的第一节点到第三节点；以及逆变器单元，其形成有多个开关用于传送由所述平滑单元提供的三个电平的电压，其中所述逆变器单元包括置于第一节点和第一输出端之间的第一开关单元、置于第二节点和第一输出端之间的第二开关单元、置于第三节点和第一输出端之间的第三开关单元、置于第一节点和第二输出端之间的第四开关单元、置于第二节点和第二输出端之间的第五开关单元以及置于第三节点和第二输出端之间的第六开关单元。

【技术特征摘要】
2013.06.05 KR 10-2013-00643911.一种多电平逆变器，该多电平逆变器包括: 整流器，其被构造成通过接收3-相的第一相电压而提供整流的第一整流电压和通过接收3-相的第二相电压提供第二整流电压； 平滑单元，其被构造成通过接收由所述整流器整流的第一整流电压和第二整流电压来提供彼此不同电平的电压给彼此不同的第一节点到第三节点；以及 逆变器单元，其形成有多个开关用于传送由所述平滑单元提供的三个电平的电压，其中 所述逆变器单元包括置于第一节点和第一输出端之间的第一开关单元、置于第二节点和第一输出端之间的第二开关单元、置于第三节点和第一输出端之间的第三开关单元、置于第一节点和第二输出端之间的第四开关单元、置于第二节点和第二输出端之间的第五开关单元以及置于第三节点和第二输出端之间的第六开关单元。2.如权利要求1所述的多电平逆变器，其中第一开关单元到第六开关单元包括功率半导体和二极管。3.如权利要求1所述的多电平逆变器，其中所述第二开关单元包括:具有从第二节点到第一输出端的电流方向性的第一二极管；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性的第一功率半导体；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且串联连接到第一二极管的第二二极管；以及具有与第一功率半导体的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。4.如权利要求1所述的多电平逆变器，其中第一开关单元包括:具有从第一输出端到第一节点的电流方向性的第一二极管；以及具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第一二极管的一侧连接到另一侧的第一功率半导体。5.如权利要求4所述的多电平逆变器，其中第三开关单元包括:具有从第三节点到第一输出端的电流方向性的第二二极管；以及具有与第二二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。6.如权利要求1所述的多电平逆变器，其中第五开关单元包括:具有从第二节点到第二输出端的电流方向性的第一二极管；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且将第一二极管的一侧连接到另一侧的第一功率半导体；具有与第一二极管的电流方向性相反的电流方向性并且串联连接到第一二极管的第二二极管；以及具有与第一功率半导体的电流方向性相反的电流方向性并且将第二二极管的一侧连接到另一侧的第二功率半导体。7.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞安橹，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR