【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器领域，尤其涉及一种多电平逆变器。
技术介绍
逆变器将直流电转换为交流电，是电机驱动变频器、感应加热装置、不间断电源(UPS)，及风能、太阳能光伏、与燃料电池等新能源发电系统中的重要组成部分。其中，输出谐波是逆变器最重要的电气指标之一，低谐波能改进电能质量。现在市场中的逆变器多为传统两电平逆变器，可以在电路的逆变中点形成一个正负对称的方波，通过滤波电路滤波成为正弦波。但是，由于两电平电压形成的方波的级数太少，LC滤波电路在将方波滤波成正弦波时，容易产生较大的谐波，从而造成电能质量的下降。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多电平逆变器，可以在逆变器的逆变中点输出具有多种电平的方波，增加了输出电压的电平数，从而减下了输出谐波，进而提高了电能质量。本专利技术实施例提供了一种多电平逆变器，所述逆变器包括第一直流电源电路，第一电平控制电路以及第一滤波电路，其中：所述第一电平控制电路与所述第一直流电源电路连接，包括至少三个半桥以及第一变压器，所述第一变压器包括至少三个绕组，所述第一变压器的绕组数量与所述至少三个半桥数量对应一致，所述第一变压器的相邻两个绕组之间反相耦合，所述至少三个半桥包括第一半桥，所述第一半桥包括两个功率开关管和两个二极管，其中第一功率开关管的集电极与第一二极管的负极连接作为第一输入端接入所述第一直流电源电路的电源正极，第二功率开关管的发射...
【技术保护点】
一种多电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一直流电源电路，第一电平控制电路以及第一滤波电路，其中：所述第一电平控制电路与所述第一直流电源电路连接，包括至少三个半桥以及第一变压器，所述第一变压器包括至少三个绕组，所述第一变压器的绕组数量与所述至少三个半桥数量对应一致，所述第一变压器的相邻两个绕组之间反相耦合，所述至少三个半桥包括第一半桥，所述第一半桥包括两个功率开关管和两个二极管，其中第一功率开关管的集电极与第一二极管的负极连接作为第一输入端接入所述第一直流电源电路的电源正极，第二功率开关管的发射极与第二二极管的正极连接作为第二输入端接入所述第一直流电源电路的电源负极，所述第一功率开关管的发射极与所述第一二极管的正极、所述第二功率开关管的集电极以及所述第二二极管的负极连接作为所述第一半桥的输出端，所述至少三个半桥与所述第一半桥的结构一致，所述至少三个半桥的输出端分别与所述第一变压器的至少三个绕组的同名端对应连接，所述第一变压器的至少三个绕组的异名端连接作为所述第一电平控制电路的输出端，所述第一电平控制电路用于将所述第一直流电源电路提供的直流电压转换成具有多种电平的方波，并由所述第一电...
【技术特征摘要】
1.一种多电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一直流电源电路，
第一电平控制电路以及第一滤波电路，其中：
所述第一电平控制电路与所述第一直流电源电路连接，包括至少三个半桥
以及第一变压器，所述第一变压器包括至少三个绕组，所述第一变压器的绕组
数量与所述至少三个半桥数量对应一致，所述第一变压器的相邻两个绕组之间
反相耦合，所述至少三个半桥包括第一半桥，所述第一半桥包括两个功率开关
管和两个二极管，其中第一功率开关管的集电极与第一二极管的负极连接作为
第一输入端接入所述第一直流电源电路的电源正极，第二功率开关管的发射极
与第二二极管的正极连接作为第二输入端接入所述第一直流电源电路的电源负
极，所述第一功率开关管的发射极与所述第一二极管的正极、所述第二功率开
关管的集电极以及所述第二二极管的负极连接作为所述第一半桥的输出端，所
述至少三个半桥与所述第一半桥的结构一致，所述至少三个半桥的输出端分别
与所述第一变压器的至少三个绕组的同名端对应连接，所述第一变压器的至少
三个绕组的异名端连接作为所述第一电平控制电路的输出端，所述第一电平控
制电路用于将所述第一直流电源电路提供的直流电压转换成具有多种电平的方
波，并由所述第一电平控制电路的输出端向所述第一滤波电路输出所述具有多
种电平的方波；
所述第一滤波电路与所述第一电平控制电路连接，用于将所述第一电平控
制电路输出的多种电平的方波滤波成正弦波输出。
2.如权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，
所述至少三个半桥包括第一半桥、第二半桥、第三半桥，所述第一变压器
包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述第一绕组与所述第二绕组反相耦合，
所述第二绕组与所述第三绕组反相耦合，所述第一半桥的输出端与所述第一变
压器的第一绕组的同名端连接，所述第二半桥的输出端与所述第一变压器的第
二绕组的同名端连接，所述第三半桥的输出端与所述第一变压器的第三绕组的
同名端连接，所述第一变压器的第一绕组的异名端与所述第一变压器的第二绕
组的异名端以及所述第一变压器的第三绕组的异名端连接作为所述第一电平控
\t制电路的输出端。
3.如权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，所述第一滤波电路包
括第一滤波电感、第一电容以及第一负载，其中：
所述第一滤波电感，一端与所述第一电平控制电路的输出端连接，另一端
与所述第一电容的正极连接；
所述第一电容，正极与所述第一负载的一端连接作为输出端，负极与所述
第一负载的另一端连接并接地。
4.如权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，所述第一直流电源电
路包括第一输入电源、第二输入电源、第二电容以及第三电容，其中：
所述第一输入电源，正极与所述第二电容的正极连接，负极与所述第二电
容的负极连接并接地；
所述第二输入电源，正极与所述第三电容的正极连接并接地，负极与所述
第三电容的负极连接。
5.如权利要求2所述的多电平逆变器，其特征在于，所述第一电平控制电
路的三个半桥包括六个功率开关管，分别为第一功率开关管、第二功率开关管、
第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管，所述
六个功率开关管分别由六个驱动信号驱动，所述第一功率开关管由第一驱动信
号、所述第二功率开关管由第二驱动信号、所述第三功率开关管由第三驱动信
号、所述第四功率开关管由第四驱动信号、所述第五功率开关管由第五驱动信
号、所述第六功率开关管由第六驱动信号，其中：
所述第一驱动信号与所述第二驱动信号由正弦波的正、负半周分别与第一
三角载波调制而成，所述第三驱动信号和所述第四驱动信号由所述正弦波的正、
负半周分别与第二三角载波调制而成，所述第五驱动信号和所述第六驱动信号
由所述正弦波的正、负半周分别与第三三角载波调制而成；
所述第二三角载波与所述第一三角载波的相位相差120度，所述第三三角
载波与所述第一三角载波的相位相差240度。
6.如权利要求1～5任一所述的多电平逆变器，其特征在于，
当所述第一功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于0小于1/3的区间
时，所述第一电平控制电路向所述第一滤波电路输出第一方波，所述第一方波
包括两种电平，所述两种电平分别为-1/6倍的所述直流电压和-1/2倍的所述直流
电压；
当所述第一功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于1/3小于2/3的区
间时，所述第一电平控制电路向所述第一滤波电路输出第二方波，所述第二方
波包括两种电平，所述两种电平分别为-1/6倍的所述直流电压和1/6倍的所述直
流电压；
当所述第一功率开关管在一个开关周期内的占空比在大于2/3小于1的区间
时，所述第一电平控制电路向所述第一滤波电路输出第三方波，所述第三方波
包括两种电平，所述两种电平分别为1/6倍的所述直流电压或1/2倍的所述直流
电压；
所述第一滤波电路将所述第一电平控制电路输出的所述第一方波、所述第
二方波以及所述第三方波生成的方波通过滤波后转换为正弦波输出。
7.如权利要求3所述的多电平逆变器，其特征在于，所述多电平逆变器还
包括第二电平控制电路以及第二滤波电感，其中：
所述第二电平控制电路与所述第一电平控制电路结构一致，所述第二电平
控制电路与所述第一电平控制电路并联；
所述第二滤波电感，一端与所述第二电平控制电路的输出端连接，另一端
与所述第一滤波电路的所述第一电容的负极连接。
8.如权利要求3所述的多电平逆变器，其特征在于，所述多电平逆变器还
包括第四半桥，其中：
所述第四半桥与所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡炎申，
申请(专利权)人：深圳茂硕电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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