一种逆变器制造技术

本申请公开了一种逆变器，该逆变器包含的器件焊接在电路板上，该逆变器包含第一滤波电路、逆变电路以及第二滤波电路，第一滤波电路滤除直流电中包含的电压纹波，并将滤除电压纹波的直流电输入至逆变电路，逆变电路包含T型三电平电路以及电平变换电路，T型三电平电路将直流电变换为直流三电平，电平变换电路结合T型三电平电路将直流三电平变换为交流三电平；第二滤波电路滤除交流电中包含的高次谐波。相对于现有技术而言，本申请实施例通过结构简单的电平变换电路结合T型三电平电路将直流三电平变换为交流三电平，从而驱动负载，这样，通过简化逆变器的电路结构，可以减小逆变器的体积，提高逆变器的功率密度。

An inverter

This application discloses an inverter, which contains devices welded on a circuit board. The inverter includes a first filter circuit, an inverter circuit and a second filter circuit. The first filter circuit filters the voltage ripple contained in the DC current, and inputs the DC current which filters the voltage ripple into the inverter circuit and the inverter circuit. Including T-type three-level circuit and level conversion circuit, T-type three-level circuit converts DC into DC three-level circuit, combined with T-type three-level circuit converts DC three-level into AC three-level circuit, and the second filter circuit filters out the high-order harmonics contained in AC. Compared with the prior art, the embodiment of this application converts DC three-level into AC three-level through a simple level conversion circuit combined with a T-type three-level circuit, thus driving the load. Thus, by simplifying the circuit structure of the inverters, the volume of the inverters can be reduced and the power density of the inverters can be increased.

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器
本申请涉及电力电子领域，尤其涉及一种逆变器。
技术介绍
直流-交流(英文名称：DirectCurrent-AlternatingCurrent，简称DC-AC)逆变器(以下简称逆变器)是一种可以将直流电转换为交流电的装置。通常，逆变器内部可以包含用于滤除直流侧纹波的第一滤波电路、用于将直流电变换为交流电的逆变电路以及用于滤除输出的交流电中包含的高次谐波的第二滤波电路，这样，在逆变器的直流侧施加直流电后，逆变器可以将直流电变换为交流电，进而为不同的用电装置提供交流电源。基于上述逆变器的功能，逆变器被广泛用于各种电器中，例如，在空调中，使用逆变器可以实现对空调的变频；在电动汽车中，逆变器可以将电动汽车内部电池的电能驱动电机，等。逆变器的功率密度指的是逆变器的最大输出功率与逆变器的体积的比值，是衡量逆变器工作性能的重要指标。近年来，随着对电器小型化和智能化要求的提高，针对电器中的逆变器而言，在对逆变器功率需求相同的情况下，要求逆变器的体积较小，功率密度较大。这样，在逆变器体积较小的情况下，可以满足对电器小型化和智能化的要求。然而，在实际应用中，由于逆变器包含的各部分电路的电路结构较为复杂，且电路中的器件所占的体积较大，使得现有的逆变器的体积往往比较大，在逆变器功率一定的情况下，逆变器的功率密度比较低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种逆变器，用于解决现有技术中存在的由于逆变器的电路结构复杂，导致的逆变器的体积较大、逆变器的功率密度较低的问题。本申请实施例提供一种逆变器，用于将直流电变换为交流电，其特征在于，所述逆变器包含的器件焊接在电路板上，所述逆变器包含第一滤波电路、逆变电路以及第二滤波电路，其中：所述直流电输入至所述第一滤波电路，所述第一滤波电路用于滤除所述直流电中包含的电压纹波，并将滤除电压纹波的所述直流电输入至所述逆变电路；所述逆变电路包含T型三电平电路以及电平变换电路，所述T型三电平电路用于将滤除电压纹波的所述直流电变换为直流三电平，所述电平变换电路用于结合所述T型三电平电路将所述直流三电平变换为交流三电平，并得到交流电；所述第二滤波电路用于滤除所述交流电中包含的高次谐波。本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的逆变器，用于将直流电变换为交流电，其中的逆变电路包含T型三电平电路以及电平变换电路，T型三电平电路用于将直流电变换为直流三电平，电平变换电路结合T型三电平电路将直流三电平变换为交流三电平。这样，通过结构简单的电平变换电路结合T型三电平电路将直流三电平变换为交流三电平，从而驱动负载，相对于现有技术而言，可以简化逆变器的电路结构，减小逆变器的体积，提高逆变器的功率密度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种逆变器的电路结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种逆变器中的逆变电路的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种逆变器的第一滤波电路的结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种逆变器的电路结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种逆变器输出交流信号的仿真拓扑图。具体实施方式逆变器是一种将直流电变换为交流电的装置，被广泛应用于各种电器中。随着对电器小型化和智能化的要求的不断提高，要求逆变器的体积较小，功率密度较大。然而，在现有技术中，由于逆变器的电路结构比较复杂，且电路中的器件所占的体积较大，使得现有的逆变器的体积往往较大，功率密度较小。例如，用于滤除直流侧纹波的直流母线电容的容量较大，电容的容量大意味着电容的体积较大；逆变器中需要包含两组逆变电路构成用于驱动负载的电压差，两组逆变电路使得逆变器的体积较大；逆变器中采用的传统开关器件，由于其工作在高频开关状态下时导通损耗较高，导致其在工作过程中的温度不断升高，甚至高于正常的工作温度，为了使开关器件维持在正常的工作温度，需要单独采用散热器等散热装置对其进行散热，而散热器等散热装置会导致逆变器的体积较大，功率密度较低，等等。本申请实施例提供的逆变器，一方面采用新的拓扑结构，通过简化逆变器中的电路结构，可以大幅度的减小逆变器的体积，增加逆变器的功率密度；另一方面采用新的宽带隙半导体功率器件作为开关器件，宽带隙半导体功率器件具有功率密度高，发热少、能量损耗小的特点，使得逆变器中无需使用散热装置，进而解决现有技术中存在的逆变器的体积较大、功率密度较低的问题。除此之外，由于逆变器中无需使用散热装置，使得逆变器基于全电路板的设计成为可能。下面结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请实施例提供的逆变器可以是单相逆变器，用于将直流电变换为单相的交流电，其中，所述直流电可以是直流电压，所述单相的交流电可以是单相的交流电压。相对于现有技术而言，本申请实施例提供的逆变器的体积相对较小，在逆变器输出功率一定的情况下，逆变器的功率密度较高。本申请实施例中，所述逆变器中包含的器件均焊接在电路板上，也就是说，本申请实施例的逆变器是基于全电路板设计得到，这样，不仅可以减少逆变器内部寄生参数、提升逆变器抗电磁干扰能力、降低系统故障率、提高系统可靠性，而且，基于全电路板设计的逆变器更加易于工业化大批量的流水线生产。本申请实施例中，所述第一控制器根据第一预设控制算法生成所述第一控制信号，所述第二控制器根据第二预设控制算法生成所述第二控制信号，所述第三控制器根据第三预设控制算法生成所述第三控制信号。由于所述第一控制信号控制所述T型三电平电路中的开关管，所述第二控制信号控制所述电平变换电路中的开关管，且所述电平变换电路与所述T型三电平电路结合将直流三电平变换为交流三电平，因此，本申请实施例中所述第一控制信号与所述第二控制信号相关联。在实际应用中，为了得到相关联的所述第一控制信号以及所述第二控制信号，可以令所述第一预设控制算法以及所述第二预设控制算法均采用相同的控制策略(例如均使用比例谐振控制策略)，并同时由所述第一预设控制算法以及所述第二预设控制算法分别计算得到所述第一控制信号以及所述第二控制信号，其中，可以根据所述第一控制信号以及所述第二控制信号对开关管进行控制的目的，对所述第一预设控制算法以及所述第二预设控制算法中包含的参数和/或公式进行调整。所述第三控制信号用于控制所述第一滤波电路中的开关管，在实际应用中，生成所述第三控制信号的所述第三预设控制算法可以具有与所述第一预设控制算法以及所述第二预设控制算法相同的控制策略(例如比例谐振控制策略)，在根据所述第三预设控制算法生成所述第三控制信号时，可以根据所述第三控制信号对开关管进行控制的目的，对所述第三预设控制算法中包含的参数和/或公式进行调整。针对所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述第三控制信号，由于其控制的开关管的个数均大于1，因此，针对其中任一个控制信号而言，其可以包含多路不同的信号，该多路不同的信号之间相互关联，并分别控制不同的开关管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器，用于将直流电变换为交流电，其特征在于，所述逆变器中包含的器件焊接在电路板上，所述逆变器包含第一滤波电路、逆变电路以及第二滤波电路，其中：所述直流电输入至所述第一滤波电路，所述第一滤波电路用于滤除所述直流电中包含的电压纹波，并将滤除电压纹波的所述直流电输入至所述逆变电路；所述逆变电路包含T型三电平电路以及电平变换电路，所述T型三电平电路用于将滤除电压纹波的所述直流电变换为直流三电平，所述电平变换电路用于结合所述T型三电平电路将所述直流三电平变换为交流三电平，并得到交流电；所述第二滤波电路用于滤除所述交流电中包含的高次谐波。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器，用于将直流电变换为交流电，其特征在于，所述逆变器中包含的器件焊接在电路板上，所述逆变器包含第一滤波电路、逆变电路以及第二滤波电路，其中：所述直流电输入至所述第一滤波电路，所述第一滤波电路用于滤除所述直流电中包含的电压纹波，并将滤除电压纹波的所述直流电输入至所述逆变电路；所述逆变电路包含T型三电平电路以及电平变换电路，所述T型三电平电路用于将滤除电压纹波的所述直流电变换为直流三电平，所述电平变换电路用于结合所述T型三电平电路将所述直流三电平变换为交流三电平，并得到交流电；所述第二滤波电路用于滤除所述交流电中包含的高次谐波。2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述T型三电平电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容以及第二电容，所述电平变换电路包含第五开关管以及第六开关管，其中：所述第一电容的正极与所述直流电的正极相连，负极与所述第二电容的正极相连，所述第二电容的负极与所述直流电的负极相连；所述第一开关管的集电极与所述第一电容的负极相连，所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的发射极相连，所述第二开关管的集电极分别与所述第三开关管的发射极以及所述第四开关管的集电极相连，所述第三开关管的集电极分别与所述第一电容的正极以及所述第五开关管的集电极相连，所述第四开关管的发射极分别与所述第二电容的负极以及所述第六开关管的发射极相连，所述第五开关管的发射极与所述第六开关管的集电极相连。3.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述T型三电平电路与第一控制器相连，所述第一控制器生成第一控制信号，所述第一控制信号控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管的开启与关闭，实现将所述第一滤波电路输出的直流电变换为直流三电平；所述电平变换电路与第二控制器相连，所述第二控制器生成第二控制信号，所述第二控制信号控制所述第五开关管以及所述第六开关管的开启与关闭，实现将所述直流三电平变换为交流三电平。4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管的开关频率采用高频频率，所述第五开关管和所述第六开关管的开关频率等于工频频率。5.如权利要求1至4任一项所述的逆变器，其特征在于，所述第一滤波电路包含纹波抑制电路，所述纹波抑制电路用于生成补偿电压，所述补偿电压用于补偿所述逆变器工作时所述直流电中包含的电压纹波，所述补偿电压的幅值与所述电压纹波的幅值相同，所述补偿电压的相位与所述电压纹波的相位相反。6.如权利要求5所述的逆变器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友，冀晓帆，吴峂，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11