一种五电平逆变器及其漏电流控制方法技术

本申请公开了一种五电平逆变器及其漏电流控制方法，其中，所述五电平逆变器，在电源的两端并联有串联的第一开关管和第二开关管作为附加桥臂，控制第一开关管和第二开关管的导通状态，并采用一定的控制策略，使得五电平逆变器的第一节点与电源的负极性端之间的电压在过零点时平滑过渡，减小尖峰，从而减小漏电流的幅值。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及逆变器
，特别是涉及。
技术介绍
根据逆变器的应用场合和控制方式的不同，可以划分为离网型逆变器和并网逆变器，在并网型逆变器中根据是否带有变压器又可以划分为变压器隔离型逆变器和无变压器型逆变器。无变压器型逆变器由于系统结构简单、效率高、体积小、成本低等诸多优点，得到快速发展，并在光伏发电系统中广泛应用。但是，无变压器型逆变器由于不能实现直流输入源和交流负载间的电气隔离，存在漏电流，现有技术中抑制漏电流的方案大致分为两类，第一类是滤波电感为对称结构，保证共模电压为常数，属于低漏电流解决方案，采用单极性调制，从效率上说其输出桥臂电压为三电平，效率较低；第二类是交流侧和直流侧直接相连，采用单电感模式，该类方案需要构造直流电压，其最大效率也只有98.6%。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供，以抑制漏电电流，技术方案如下:本申请提供一种五电平逆变器，包括:电源、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一开关管集合、第二开关管集合、第三开关管集合、第一节点、第二节点、第三节点和第四节点，其中:所述第一电容和所述第二电容串联后并联在所述电源的两端，所述第一电容和所述第二电容的公共节点为第四节点；所述第一开关管和所述第二开关管串联后并联在所述电源的两端，所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点为所述第三节点，且第一开关管的控制端输入有第一控制信号，所述第二开关管的控制端输入有第二控制信号；所述第一节点连接所述第一电感的一端，所述第一电感的另一端通过交流电网连接所述第二节点；所述第一节点通过第一开关管集合连接所述电源的负极性端，所述第一节点通过第二开关管集合连接所述第四节点，所述第一节点通过第三开关管集合连接所述电源的正极性端；所述第二节点连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述第三节占.所述第三开关管的第一端连接所述电源的正极性端，第二端连接所述第二节点，控制端输入第三控制信号；所述第四开关管的第一端连接所述第二节点，第二端连接所述电源的负极性端，控制端输入第四控制信号。本申请还提供了一种五电平逆变器漏电流控制方法，应用于上述的五电平逆变器，包括:在所述五电平逆变器的输出的电压值由O上升的时刻开始的第一预设时间段内，控制所述第二开关管集合和所述第二开关管导通的第一状态，与所述第二开关管集合和所述第一开关管导通的第二状态交替进行；在所述五电平逆变器的输出的电压值下降至O的时刻之前的第二预设时间段内，控制所述第一开关管集合和所述第二开关管导通的第三状态，与所述第二开关管集合和所述第二开关管导通的第四状态交替进行； 在所述五电平逆变器的输出的电压值从O下降的时刻开始的第三预设时间段内，控制所述第三开关管集合和所述第一开关管导通的第五状态，与所述第二开关管集合和所述第一开关管导通的第六状态交替进行；在所述五电平逆变器的输出的电压值上升至O的时刻之前的的第四预设时间阶段内，控制所述第三开关管集合和所述第一开关管导通的第七状态，与所述第二开关管集合和所述第一开关管导通的第八状态交替进行。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述五电平逆变器在电源的两端并联有互相串联的第一开关管和第二开关管作为附加桥臂，控制第一开关管和第二开关管的导通状态，使得五电平逆变器的第一节点与电源的负极性端之间的电压在过零点时平滑过渡，减小尖峰，从而减小漏电流的幅值。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一种五电平逆变器的电路原理示意图；图2为本申请实施例另一种五电平逆变器的电路原理不意图；图3为本申请实施例提供的五电平逆变器的第一工作模态示意图；图4为本申请实施例提供的五电平逆变器的第二工作模态示意图；图5为本申请实施例提供的五电平逆变器的第三工作模态示意图；图6为本申请实施例提供的五电平逆变器的第四工作模态示意图；图7为本申请实施例提供的五电平逆变器的第五工作模态示意图；图8为本申请实施例提供的五电平逆变器的第六工作模态示意图；图9为本申请实施例提供的五电平逆变器的第七工作模态示意图；图10为本申请实施例提供的五电平逆变器的第八工作模态示意图；图11为本申请实施例提供的五电平逆变器的第九工作模态示意图；图12为本申请实施例提供的五电平逆变器的第十工作模态示意图；图13为本申请实施例提供的五电平逆变器的第i^一工作模态示意图；图14为本申请实施例提供的五电平逆变器的第十二工作模态示意图15为本申请实施例提供的五电平逆变器在第一种控制方式下的输出电压和漏电流的波形示意图；图16为与图15相对应的相电压和漏电流的波形示意图；图17为传统的五电平逆变器的输出电压和漏电流的波形示意图；图18为传统的五电平逆变器的相电压、漏电流的波形示意图；图19为本申请实施例提供的五电平逆变器在第二种控制方式下的输出电压和漏电流的波形示意图；图20为与图19相对应的相电压和漏电流的波形示意图；图21为传统的五电平逆变器在工频切换时电压及漏电流的波形示意图；图22为图21中漏电流由负压穿越到正电压的放大示意图；图23为图21中的漏电流由正压穿越到负电压的放大示意24为本申请实施例提供的五电平逆变器采用图15所示的第一种控制方式后的输出的电压、漏电流的波形示意图；图25为图24中漏电流由负压穿越到正压的放大示意图；图26为图24中漏电流由正压穿越到负压的放大示意图；图27为本申请实施例提供的五电平逆变器采用图19所示的第二种控制方式后的输出的电压、漏电流的波形示意图；图28为图27中漏电流由负压穿越到正压的放大示意图；图29为图27中漏电流由正压穿越到负压的放大示意图；图30为本申请实施例提供的与图1对应的第一种五电平逆变器的电路结构示意图；图31为本申请实施例提供的与图1对应的第二种五电平逆变器的电路结构示意图；图32为本申请实施例提供的与图1对应的第三种五电平逆变器的电路结构示意图；图33为本申请实施例提供的与图1对应的第四种五电平逆变器的电路结构示意图；图34为本申请实施例提供的与图1对应的第五种五电平逆变器的电路结构示意图；图35为本申请实施例提供的与图1对应的第六种五电平逆变器的电路结构示意图；图36为本申请实施例提供的与图1对应的第七种五电平逆变器的电路结构示意图；图37为本申请实施例提供的与图1对应的第八种五电平逆变器的电路结构示意图；图38为本申请实施例提供的与图1对应的第九种五电平逆变器的电路结构示意图；图39为本申请实施例提供的与图2对应的第一种五电平逆变器的电路结构示意图40为本申请实施例提供的与图2对应的第二种五电平逆变器的电路结构示意图；图41为本申请实施例提供的与图2对应的第三种五电平逆变器的电路结构示意图；图42为本申请实施例提供的与图2对应的第四种五电平逆变器的电路结构示意图；图43为本申请实施例提供的与图2对应的第五种五电平逆变器的电路结构示意图；图44为本申请实施例提供的与图2对应的第六种五电平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五电平逆变器，其特征在于，包括：电源、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一开关管集合、第二开关管集合、第三开关管集合、第一节点、第二节点、第三节点和第四节点，其中：所述第一电容和所述第二电容串联后并联在所述电源的两端，所述第一电容和所述第二电容的公共节点为第四节点；所述第一开关管和所述第二开关管串联后并联在所述电源的两端，所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点为所述第三节点，且第一开关管的控制端输入有第一控制信号，所述第二开关管的控制端输入有第二控制信号；所述第一节点连接所述第一电感的一端，所述第一电感的另一端通过交流电网连接所述第二节点；所述第一节点通过第一开关管集合连接所述电源的负极性端，所述第一节点通过第二开关管集合连接所述第四节点，所述第一节点通过第三开关管集合连接所述电源的正极性端；所述第二节点连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述第三节点；所述第三开关管的第一端连接所述电源的正极性端，第二端连接所述第二节点，控制端输入第三控制信号；所述第四开关管的第一端连接所述第二节点，第二端连接所述电源的负极性端，控制端输入第四控制信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洪亮，宋炀，李晓迅，代尚方，胡兵，薛丽英，周灵兵，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：