一种新型单相多电平逆变器及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种新型单相多电平逆变器及装置，包括：电平输出组件、与所述电平输出组件电气连接的场效应管组件；其中，所述场效应管组件包括所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及第五开关管，其控制端用于连接控制器，所述电平输出组件用于并在直流电源的两端。以控制第一至第五开关管的开断，实现将直流电源逆变，同时输出高质量的波形和降低滤波装置的成本。出高质量的波形和降低滤波装置的成本。出高质量的波形和降低滤波装置的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种新型单相多电平逆变器及装置


[0001]本技术涉及逆变器领域，特别涉及一种新型单相多电平逆变器及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着电压等级和功率等级的提升，单相多电平逆变器在现代大功率变流
得到诸多应用。与传统单相两电平逆变器相比，单相多电平逆变器的电磁干扰和电压应力更小，谐波含量更低，输出波形更接近理想的正弦波。由于单相多电平逆变器输出电平级别的增加，逆变桥输出波形的谐波分量主要为高次谐波，对于高次谐波分量仅需要较小的滤波电感和滤波电容便可消除。因此单相多电平逆变器一方面减小了滤波装置的体积，另一方面也减小了实际运行中由滤波电感和滤波电容带来的相应损耗。单相多电平逆变器的基本原理是由不同输出电平组成的阶梯波来合成正弦波，这些输出电平基于特定的电路拓扑结构和相应的开关控制策略。目前来说，单相多电平逆变器主要采用以下三种逆变电路拓扑结构：飞跨电容型单相多电平逆变器，二极管钳位NPC型单相多电平逆变器，级联H桥型单相多电平逆变器。
[0003]然而，现有单相多电平逆变器电路拓扑结构复杂、不易控制。
[0004]有鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

[0005]本技术公开了一种新型单相多电平逆变器及装置，至少部分解决了现有技术中所存在的不足。
[0006]本技术第一实施例提供了一种新型单相多电平逆变器，包括：电平输出组件、与所述电平输出组件电气连接的场效应管组件；
[0007]其中，所述场效应管组件包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、悬浮电容、二极管、及负载组件；
[0008]其中，所述第一开关管的第一端与所述电平输出组件的第一端电气连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端电气连接，所述第二开关管的第二端与所述第五开关管的第二端电气连接，所述第五开关管的第二端与所述第四开关管的第二端电气连接，所述第四开关管的第二端与所述电平输出组件的第二端电气连接，所述电平输出组件的中间端与所述第三开关管的第一端电气连接，所述第三开关管的第二端与所述二极管的正极电气连接，所述二极管的负极与所述第四开关管的第一端电气连接，所述二极管的正极通过所述悬浮电容与所述第五开关管的第一端电气连接，所述第五开关管的第一端通过所述负载组件与所述第二开关管的第一端电气连接；
[0009]其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及第五开关管的控制端用于连接控制器，所述电平输出组件用于并在直流电源的两端。
[0010]优选地，电平输出组件包括第一电容、第二电容；
[0011]其中，所述第一电容的第一端与所述直流电源的正极电气连接，所述第一电容的
第二端通过所述第二电容与所述直流电源的负极电气连接。
[0012]优选地，所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端电气连接，所述第一电容的第二端与所述第三开关管的第一端电气连接。
[0013]优选地，所述负载组件包括电阻、及电感；
[0014]所述第五开关管的第一端与所述电阻的第一端电气连接，所述电阻的第二端与通过所述电感与所述第二开关管的第一端电气连接。
[0015]优选地，所述第一电容和所述第二电容的值相同。
[0016]优选地，所述悬浮电容的值为所述直流电源的一半。
[0017]本技术第二实施例提供了一种装置，其特征在于，包括控制器、直流电源，及如上任意一项所述的一种新型单相多电平逆变器；
[0018]其中，所述直流电源并在所述电平输出组件的两侧，所述控制器的输出端与所述场效应管组件的控制端电气连接。
[0019]基于本技术提供的一种新型单相多电平逆变器及装置，通过所述控制器的输出端与所述场效应管组件中的控制端电气连接，以控制第一至第五开关管的开断，实现将直流电源逆变，同时输出高质量的波形和降低滤波装置的成本。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例提供的一种新型单相多电平逆变器的电路拓扑原理图。
[0021]图2是本技术实施例提供的电路调制示意图；
[0022]图3是本技术实施例提供的开关管驱动信号示意图；
[0023]图4是本技术实施例提供的滤波前逆变电压输出曲线示意图；
[0024]图5是本技术实施例提供的滤波后逆变电压输出曲线示意图。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
[0026]以下结合附图对本技术的具体实施例做详细说明。
[0027]本技术公开了一种新型单相多电平逆变器及装置，至少部分解决了现有技术中所存在的不足。
[0028]请参阅图1，本技术第一实施例提供了一种新型单相多电平逆变器，包括：电平输出组件、与所述电平输出组件电气连接的场效应管组件；
[0029]其中，所述场效应管组件包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、悬浮电容Cg、二极管D1、及负载组件Z；
[0030]其中，所述第一开关管S1的第一端与所述电平输出组件的第一端电气连接，所述第一开关管S1的第二端与所述第二开关管S2的第一端电气连接，所述第二开关管S2的第二端与所述第五开关管S5的第二端电气连接，所述第五开关管S5的第二端与所述第四开关管S4的第二端电气连接，所述第四开关管S4的第二端与所述电平输出组件的第二端电气连接，所述电平输出组件的中间端与所述第三开关管S3的第一端电气连接，所述第三开关管S3的第二端与所述二极管D1的正极电气连接，所述二极管D1的负极与所述第四开关管S4的第一端电气连接，所述二极管D1的正极通过所述悬浮电容Cg与所述第五开关管的第一端电气连接，所述第五开关管的第一端通过所述负载组件Z与所述第二开关管S2的第一端电气连接；
[0031]其中，所述第一开关管S1、所述第二开关管S2、所述第三开关管S3、所述第四开关管S4及第五开关管S5的控制端用于连接控制器，所述电平输出组件用于并在直流电源的两端。
[0032]在本实施例中，所述电平输出组件包括第一电容C1、第二电容C2；
[0033]其中，所述第一电容C1的第一端与所述直流电源的正极电气连接，所述第一电容C1的第二端通过所述第二电容C2与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型单相多电平逆变器，其特征在于，包括：电平输出组件、与所述电平输出组件电气连接的场效应管组件；其中，所述场效应管组件包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、悬浮电容、二极管、及负载组件；其中，所述第一开关管的第一端与所述电平输出组件的第一端电气连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端电气连接，所述第二开关管的第二端与所述第五开关管的第二端电气连接，所述第五开关管的第二端与所述第四开关管的第二端电气连接，所述第四开关管的第二端与所述电平输出组件的第二端电气连接，所述电平输出组件的中间端与所述第三开关管的第一端电气连接，所述第三开关管的第二端与所述二极管的正极电气连接，所述二极管的负极与所述第四开关管的第一端电气连接，所述二极管的正极通过所述悬浮电容与所述第五开关管的第一端电气连接，所述第五开关管的第一端通过所述负载组件与所述第二开关管的第一端电气连接；其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及第五开关管的控制端用于连接控制器，所述电平输出组件用于并在直流电源的两端。2.根据权利要求1所述的一种新型...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏天浩，张辑，潘才保，陈丽安，田洪，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：