一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路制造技术

本发明专利技术涉及一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，它包括第一分裂电感支路、第二分裂电感支路、第一输出电路和第二输出电路；第一分裂电感支路和第二分裂电感支路依次与输入电源并联，第一输出电路的一端与输入电源正极连接，第二输出电路的一端与输入电源负极连接；第一分裂电路支路和第二分裂电感支路与第一输出电路和第二输出电路连接，通过调节第一分裂电感支路或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态选择第一输出电路或者第二输出电路输出不同电平电压。本发明专利技术整个拓扑电路简单，采用分裂电感支路可以不用考虑直流侧电容分压不均的问题，同时使用数量更少的开关管便可输出两路幅值、频率皆可调节的单相三电平交流电压。平交流电压。平交流电压。

【技术实现步骤摘要】
一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路


[0001]本专利技术涉及电能转换
，一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路。

技术介绍

[0002]效率高、成本低是研究人员在设计电力电子变换器时遵循的原则之一，在不同的电能转换
中，往往每个交流负载都需要配备一个逆变器，这使得用电设备的体积和成本增加；为了提高 质量和系统的可靠性，现有技术提出九开关逆变器和三相T型三电平双输出逆变器，这两种逆变器都可以输出两路幅值、频率皆可调节的三相交流电压，不同的是，九开关逆变器只能输出两种电平，三相T型三电平双输出逆变器可以输出三种电平，但是却需要更多的开关管，如21个开关管，进而导致整体电路需要的开关管多、电路复杂、体积增加，而且实现上下两路输出时，输入侧两个电容的电压具有较大地波动，需要对直流侧电容电压进行平衡控制，进一步增加了电路的复杂程度和体积。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，解决了现有技术中需要的开关管多、电路复杂以及体积大的问题。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，它包括第一分裂电感支路、第二分裂电感支路、第一输出电路和第二输出电路；所述第一分裂电感支路和第二分裂电感支路依次与输入电源并联，所述第一输出电路与第二输出电路中有两个输出电路共用的开关管，第一输出电路的一端与输入电源正极连接，第二输出电路的一端与输入电源负极连接；所述第一分裂电路支路和第二分裂电感支路与第一输出电路和第二输出电路连接，通过调节第一分裂电感支路或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态选择第一输出电路或者第二输出电路输出不同电平电压。
[0006]所述第一分裂电感支路包括第一分裂电感、第一二极管、第三二极管、第七开关管和第九开关管；所述第七开关管的集电极与输入电源的正极、第一二极管的阴极连接，发射极与第一分裂电感的一端、第三二极管的阴极连接，第九开关管的集电极与第一分裂电感的另一端、第一二极管的阳极，发射极与输入电源的负极、第三二极管的阳极连接。
[0007]所述第二分裂电感支路包括第二分裂电感、第二二极管、第四二极管、第八开关管和第十开关管；所述第八开关管的集电极与输入电源的正极、第二二极管的阴极连接，发射极与
第二分裂电感的一端、第四二极管的阴极连接，第十开关管的集电极与第二分裂电感的另一端、第二二极管的阳极，发射极与输入电源的负极、第四二极管的阳极连接。
[0008]所述第一输出电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一开关管与第三开关管串接组成第一输出电路的第一桥臂，第二开关管与第四开关管串接组成第一输出电路的第二桥臂，第一开关管、第二开关管的集电极均与输入电源的正极连接，第一开关管的发射极与第三开关管的集电极连接，第二开关管的发射极与第四开关管的集电极连接，第一分裂电感的中点与第一桥臂的中点连接并引出一节点，该节点作为第一输出电路的输出端A，第二分裂电感的中点与第二桥臂的中点连接并引出另一节点，该节点作为第一输出电路的输出端B；通过调节控制第一分裂电感支路和/或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态使得第一输出电路实现多种电平电压的输出。
[0009]所述第二输出电路包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；所述第三开关管与第五开关管串接组成第二输出电路的第一桥臂，第四开关管与第六开关管串接组成第二输出电路的第二桥臂，第三开关管的、第四开关管的发射极均与输入电源的负极连接，第一桥臂的中点连接并引出一节点，该节点作为第二输出电路的输出端C，第二桥臂的中点连接并引出另一节点，该节点作为第二输出电路的输出端D；通过调节控制第一分裂电感支路和/或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态使得第二输出电路实现多种电平电压的输出。
[0010]所述第一分裂电感包括两个串联的电感，通过两个串联电感分压得到1/2的直流母线电压，所述第一开关管与第三开关管串联组成的第一输出电路的第一桥臂的中点与两个串联电感的中点连接；所述第二分裂电感包括两个串联的电感，通过两个串联电感分压得到1/2的直流母线电压，所述第二开关管与第四开关管串联组成的第一输出电路的第二桥臂与的中点与两个串联电感的中点连接。
[0011]本专利技术具有以下优点：一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，整个拓扑电路简单，采用分裂电感支路可以不用考虑直流侧电容分压不均的问题，同时使用数量更少的开关管便可输出两路幅值、频率皆可调节的单相三电平交流电压，可用于新能源发电、双交流电机的独立控制等等需要双交流的场景。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的电路拓扑图；图2为第一输出电路输出（负载）电压为Vcc时的电路拓扑图；图3为第一输出电路输出（负载）电压为Vcc/2时的电路拓扑图；图4为第一输出电路输出（负载）电压为0时的电路拓扑图；图5为第一输出电路输出（负载）电压为
‑
Vcc/2时的电路拓扑图；图6为第一输出电路输出（负载）电压为
‑
Vcc时的电路拓扑图；图7为第二输出电路输出（负载）电压为Vcc时的电路拓扑图；图8为第二输出电路输出（负载）电压为Vcc/2时的电路拓扑图；图9为第二输出电路输出（负载）电压为0时的电路拓扑图；图10为第二输出电路输出（负载）电压为
‑
Vcc/2时的电路拓扑图；
图11为第二输出电路输出（负载）电压为
‑
Vcc时的电路拓扑图。
具体实施方式
[0013]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。
[0014]如图1所示，本专利技术具体涉及一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，它包括第一分裂电感支路、第二分裂电感支路、第一输出电路和第二输出电路；其中，第一分裂电感支路和第二分裂电感支路依次与输入电源并联，所述第一输出电路与第二输出电路中有两个输出电路共用的开关管，第一输出电路的一端与输入电源正极连接，第二输出电路的一端与输入电源负极连接；第一分裂电路支路和第二分裂电感支路与第一输出电路和第二输出电路连接，通过调节第一分裂电感支路和/或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，其特征在于：它包括第一分裂电感支路、第二分裂电感支路、第一输出电路和第二输出电路；所述第一分裂电感支路和第二分裂电感支路依次与输入电源并联，所述第一输出电路与第二输出电路中有两个输出电路共用的开关管，第一输出电路的一端与输入电源正极连接，第二输出电路的一端与输入电源负极连接；所述第一分裂电路支路和第二分裂电感支路与第一输出电路和第二输出电路连接，通过调节第一分裂电感支路或第二分裂电感支路中开关管的开闭状态选择第一输出电路或者第二输出电路输出不同电平电压。2.根据权利要求1所述的一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，其特征在于：所述第一分裂电感支路包括第一分裂电感、第一二极管、第三二极管、第七开关管和第九开关管；所述第七开关管的集电极与输入电源的正极、第一二极管的阴极连接，发射极与第一分裂电感的一端、第三二极管的阴极连接，第九开关管的集电极与第一分裂电感的另一端、第一二极管的阳极，发射极与输入电源的负极、第三二极管的阳极连接。3.根据权利要求2所述的一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，其特征在于：所述第二分裂电感支路包括第二分裂电感、第二二极管、第四二极管、第八开关管和第十开关管；所述第八开关管的集电极与输入电源的正极、第二二极管的阴极连接，发射极与第二分裂电感的一端、第四二极管的阴极连接，第十开关管的集电极与第二分裂电感的另一端、第二二极管的阳极，发射极与输入电源的负极、第四二极管的阳极连接。4.根据权利要求3所述的一种分裂电感式非对称双输出多电平变换器拓扑电路，其特征在于：所述第一输出电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一开关管与第三开关管串接组成第一输出电路的第一桥臂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湘峰，詹胜强，郭芳，林聪，祝姗姗，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：