一种多电平电路结构制造技术

一种多电平电路结构，包括多级电平输出电路，每级电平输出电路包括多个串联的电容、并联电容两端的两电平电路单元或三电平电路单元，电平电路单元呈对称分布，上级电平电路单元的输出端作为下级电平电路单元的输入端，第一级电平电路单元的输入端作为电路的输入端，最后一级电平电路单元的输出端作为电路的输出端。本发明专利技术具有以下明显的优点：1.本发明专利技术通过设置多个两电平电路单元和三电平电路单元的组合实现多电平电路结构；2.采用相同或相似的电平电路单元，使得结构清晰，并且可以做成标准电路的组装，使得结构简洁、方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多电平电源供电、电力电子
，具体涉及一种多电平电路的变频电源或多电平的逆变电源中的多电平电路结构。
技术介绍
随着现代变流技术的发展，新技术在工业设备中得到广泛的应用，变频技术具有的卓越节能效果、方便操作以及便于安装维护等优点，但由于工况条件差异较大，特别是对应要求输出波形质量高，同时能解决高电压情况下。目前的多电平电路结构主要有采用H桥功率单元进行级联组成、采用钳位二极管方式的多电平、采用跨接电容方式的多电平、采用MMC模块结构级联方式的多电平，在H桥级联方式的多电平中要求各个功率单元的供电模式是相互独立的，这就使得要求带有隔离变压器，且级联后首尾单元之间供电侧的绝缘要求高；对于钳位二极管方式的多电平，在电平数比较多时，二极管器件的数量就大量增加；对于跨接电容方式的多电平，由于电容的体积和各电平之间所跨接的电容使得装置整机的结构比较复杂；对于采用MMC模块结构级联方式时，每个MMC结构中需要电容，使得整体结构也比较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有多电平电路结构存在的不足，提出本专利技术的多电平电路结构来解决上述不足。 本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的:包括多级电平输出电路，每级电平输出电路包括多个串联的电容、并联电容两端的两电平电路单元或三电平电路单元，电平电路单元呈对称分布，上级电平电路单元的输出端作为下级电平电路单元的输入端，第一级电平电路单元的输入端作为电路的输入端，最后一级电平电路单元的输出端作为电路的输出端。电平电路单元可以是三电平电路单元，包括串联的4只可全控的功率开关器件和2只快恢复二极管功率器件，二极管阳极接第三功率开关与第四功率开关之间，二极管阴极接第一功率开关与第二功率开关之间，功率开关串联的中点作为三电平的输出端，另两端作为输入端。电平电路单元可以是两电平电路单元，包括串联的2只可全控的功率开关器件，串联的中点作为两电平电路单元的输出端，另两端作为输入端。通过组合可以得到三电平、四电平、五电平、六电平、七电平等的多种电路结构，电路中的电容数目比输出的电平数少1，如=N电平输出电路，电路中就由N-1电容串联完成。优选的，三电平电路包括2个两电平电路单元和2个电容的一级电平输出电路。优选的，四电平电路包括由2个两电平电路单元和2个电容构成的一级电平输出电路、I个两电平电路单元和I个电容构成的二级电平输出电路。优选的，五电平电路包括由2个两电平电路单元和2个电容构成的一级电平输出电路、I个三电平电路单元和I个电容构成的二级电平输出电路。优选的，五电平电路包括由2个三电平电路单元和4个电容构成的一级电平输出电路。优选的，六电平电路包括由2个三电平电路单元和4个电容构成的一级电平输出电路、I个两电平电路单元和I个电容构成的二级电平输出电路。优选的，六电平电路包括由2个两电平电路单元和2个电容构成的一级电平输出电路、2个两电平电路单元和2个电容构成的二级电平输出电路、I个两电平电路单元和I个电容构成的三级电平输出电路。优选的，七电平电路包括由2个三电平电路单元和4个电容构成的一级电平输出电路、I个三电平电路单元和2个电容构成的二级电平输出电路。与现有技术相比本专利技术具有以下明显的优点:(I)本专利技术通过设置多个两电平电路单元和三电平电路单元的组合实现多电平电路结构。(2)采用相同或相似的电平电路单元，使得结构清晰，并且可以做成标准电路的组装，使得结构简洁、方便。附图说明图1为两电平电路单元电路 图2为三电平电路单元电路 图3为实施例一的三电平电路结构电路 图4为实施例二的四电平电路结构电路 图5为实施例三的五电平电路结构电路 图6为实施例四的五电平电路结构电路 图7为实施例五的六电平电路结构电路 图8为实施例六的六电平电路结构电路 图9为实施例七的七电平电路结构电路 图中:T1、T2、T3、T4、T5、T6为开关器件， D1、D2为二极管， 1A1、1A2、2A1、2A2、2A3、3A1、3A2、5A3、6A1、6A2、6A3、6A4、6A5 为两电平电路单元， 3B3、4B1、4B2、5B1、5B2、7B1、7B2、7B3 为三电平电路单元，1C1、1C2、2C1、2C2、2C3、3C1、3C2、3C3、3C4、4C1、4C2、4C3、4C4、5C1、5C2、5C3、5C4、5C5、6C1、6C2、6C3、6C4、6C5、7C1、7C2、7C3、7C4、7C5、7C6 为电容，1V01、1V02、2V01、2V02、3V01、3V02、4V01、4V02、5V01、5V02、6V01、6V02、6V03、6V04、7V0U7V02为输出点， P为正输入端，1P1、1P2、2P1、2P2、3P3、4P1、4P2、5P1、5P2、6P1、6P2、6P4、6P5、7P1、7P2、7P3 为节点， N为负输入端，1N1、1N2、2N1、2N2、2N3、3N3、4N1、4N2、5N1、5N2、5N3、6N1、6N2、6N3、6N4、6N5、7N1、7N2、7N3为节点， O为输入点，VO为输出。具体实施例方式以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。如图1所示的两电平电路单元电路图，由2个全控功率开关器件T1、T2组成，开关器件Tl与开关器件Τ2进行串联，串联的中点为输出V0，开关器件Tl的另一端为正输入端P，开关器件Τ2的另一端为负输入端N，两个开关器件Tl、Τ2需要反向并联快恢复二极管。如图2所示的三电平电路单元电路图，包括4个全控功率开关器件Τ3、Τ4、Τ5、Τ6和2个快恢复二极管D1、D2，4个开关器件T3、T4、T5、T6进行串联，串联方向相同，在开关器件Τ4与Τ5的串联点为该三电平电路单元的输出V0，其中2个快恢复二极管D1、D2进行串联，串联方向相同，二极管Dl、D2的串联点为输入点0，串联后的二极管的阴极连接到开关器件T3与T4的串联点上，阳极连接到开关器件T5与T6的串联点上，开关器件T3的另一端为正输入端P，开关器件T6的另一端为负输入端N,在4个开关器件T3、T4、T5、T6中需要反向并联快恢复二极管。如图3所示给出了实施例一，包括由2个两电平电路单元1A1、1A2和两个电容ICl、1C2组成的一个三电平电路结构电路图，电容1C1、1C2进行串联，形成节点IPlUNl(1P2)、1N2三点，节点IPl连接到两电平电路单元IAl的正输入端，节点1N2连接到两电平电路单元1A2的负输入端，两电平电路单元IAl的负输入端与两电平电路单元1A2的正输入端直接相连，然后连接到电容ICl、1C2的串联点INI (1P2)，两电平电路单元IAl的输出节点1V01UV02直接相连后作为输出V0，IAl模块电路中的全控功率开关器件T2不具有反向并联的快恢复二极管，1A2模块电路中的全控功率开关器件Tl不具有反向并联的快恢复二极管。如图4所示给出了实施例二，3个两电平电路单元2A1、2A2、2A3和3个电容2C1、2C2、2C3组成的一个四 电平电路结构电路图，电容2C1与两电平电路单元2A1相并联然后与电容2C2串联，电容2C2的另一端与电容2C3和两电平电路单元2A2并联后再串联，节点2P1、2N1分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电平电路结构，其特征是：包括多级电平输出电路，每级电平输出电路包括多个串联的电容、并联电容两端的两电平电路单元或三电平电路单元，所述电平电路单元呈对称分布，上级电平电路单元的输出端作为下级电平电路单元的输入端，第一级电平电路单元的输入端作为电路的输入端，最后一级电平电路单元的输出端作为电路的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，尹彭飞，
申请(专利权)人：山东新风光电子科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：