《CN201210256513XA 一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器 1-25》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CN201210256513XA 一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器 1-25（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102769404 A(43)申请公布日 2012.11.07CN102769404A*CN102769404A*(21)申请号 201210256513.X(22)申请日 2012.07.23H02M 7/515(2007.01)(71)申请人阳光电源股份有限公司地址 230088 安徽省合肥市高新区天湖路2号(72)发明人汪洪亮 赵为(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人王宝筠(54) 发明名称一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器(57) 摘要本发明提供的四电平逆变拓扑单元包括四个反向并联二极管的开关管和两个二极管，相对于现有的四电平逆
2、变器中半导体器件数量较多，由此加大了逆变器及其引用电路的成本，且由于四电平逆变器中半导体器件数量较多导致增加逆变器及其应用电路的封装难度的技术问题，本发明提供的四电平逆变拓扑单元在实现单相和多相应用时，在保证将直流逆变为交流的同时，减少了整个逆变器的半导体元器件的数量，体积较小，成本较低，同时，减小了其应用电路的封装难度。(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书12页 附图9页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 3 页 说明书 12 页 附图 9 页1/3页21.一种四电平逆变拓扑单元，其特征在于，包括第一支路、第二支路、开关管T1、开关管T4；每个开关管反
3、向并联一个二极管；该拓扑单元的第一直流输入端M1通过依次串联的第一支路和第二支路与该拓扑单元的第二直流输入端M2相连；该拓扑单元的第三直流输入端M3通过开关管T1与第一支路和第二支路的连接线相连；第一支路和第二支路的连接线通过开关管T4与该拓扑单元的第四直流输入端M4相连；第一支路和第二支路的连接线与该拓扑单元的交流输出端AC相连接；其中，所述第一支路包括串联的二极管DF1和开关管T2，所述第二支路包括串联的开关管T3和二极管DF2。2.根据权利要求1所述的四电平逆变拓扑单元，其特征在于，该四电平逆变拓扑单元对应的六个工作模块分别为：第一工作模态：开关管T2导通，其余开关管均截止；第二工作模态
4、：开关管T1导通，或者开关管T1和开关管T2导通，其余开关管均截止；第三工作模态：开关管T2导通，或者开关管T1和开关管T2导通，其余开关管均截止；第四工作模态：开关管T3导通，其余开关管均截止；第五工作模态：开关管T4导通，或者开关管T3和开关管T4导通，其余开关管均截止；第六工作模态：开关管T3导通，或者开关管T3和开关管T4导通，其余开关管均截止。3.一种四电平逆变器，其特征在于，包括直流输入单元和一个如权1或权2所述的拓扑单元，其中：所述直流输入单元的第一直流正电平PV1+与该逆变单元的第一直流输入端M1相连，所述直流输入单元的第二直流正电平PV2+与该逆变单元的第三直流输入端M3相连
5、，所述直流输入单元的第一直流负电平PV1-与该逆变单元的第二直流输入端M2相连，所述直流输入单元的第二直流负电平PV2-与该逆变单元的第四直流输入端M4相连；该逆变单元的交流输出端AC与该逆变器的交流输出端相连。4.一种四电平逆变器，其特征在于，包括直流输入单元和两个如权1或权2所述的拓扑单元：第一拓扑单元和第二拓扑单元；直流输入单元的第一直流正电平PV1+与第一拓扑单元和第二拓扑单元的各第一直流输入端M1相连；直流输入单元的第一直流负电平PV1-与第一拓扑单元和第二拓扑单元的各第二直流输入端M2相连；直流输入单元的第二直流正电平PV2+与第一拓扑单元和第二拓扑单元的各第三直流输入端M3相连；
6、直流输入单元的第二直流负电平PV2-与第一拓扑单元和第二拓扑单元的各第四直流输入端M4相连；第一拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第一交流输出端相连，第二拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第二交流输出端相连。权 利 要 求 书CN 102769404 A2/3页35.一种四电平逆变器，其特征在于，包括直流输入单元和三个如权1或权2所述的拓扑单元：第一拓扑单元、第二拓扑单元和第三拓扑单元；直流输入单元的第一直流正电平PV1+与第一拓扑单元和、第二拓扑单元和第三拓扑单元的各第一直流输入端M1相连；直流输入单元的第一直流负电平PV1-与第一拓扑单元、第二拓扑单元和第三拓扑单元的各第二直流输入端M
7、2相连；直流输入单元的第二直流正电平PV2+与第一拓扑单元、第二拓扑单元和第三拓扑单元的各第三直流输入端M3相连；直流输入单元的第二直流负电平PV2-与第一拓扑单元、第二拓扑单元和第三拓扑单元的各第四直流输入端M4相连；第一拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第一交流输出端相连，第二拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第二交流输出端相连，第三拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第三交流输出端相连。6.一种四电平逆变器，其特征在于，包括直流输入单元和四个如权1或权2所述的拓扑单元：第一拓扑单元、第二拓扑单元、第三拓扑单元和第四拓扑单元；直流输入单元的第一直流正电平PV1+与第一拓扑单元和、第二拓
8、扑单元、第三拓扑单元和第四拓扑单元的各第一直流输入端M1相连；直流输入单元的第一直流负电平PV1-与第一拓扑单元、第二拓扑单元、第三拓扑单元和第四拓扑单元的各第二直流输入端M2相连；直流输入单元的第二直流正电平PV2+与第一拓扑单元、第二拓扑单元、第三拓扑单元和第四拓扑单元的各第三直流输入端M3相连；直流输入单元的第二直流负电平PV2-与第一拓扑单元、第二拓扑单元、第三拓扑单元和第四拓扑单元的各第四直流输入端M4相连；。第一拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第一交流输出端相连，第二拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第二交流输出端相连，第三拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第三交流输出端相
9、连，第四拓扑单元的交流输出端AC与该逆变器的第四交流输出端相连。7.根据权利要求3、4、5和6任意一项所述的四电平逆变器，其特征在于，所述直流输入单元包括电容CA1、电容CA2、电容CA3、电感L1、电感L2、开关管TB1、开关管TB2、二极管DB1和二极管DB2，其中：直流电源的正端与电容CA1的第一端相连，直流电源的负端与电容CA1的第二端相连；电容CA1的第一端和直流电源的连接线通过依次串联的电感L1和开关管TB1与电容CA1的第二端和直流电源的连接线相连；电容CA1的第一端和直流电源的连接线通过依次串联的开关管TB2和电感L2与电容CA1的第二端和直流电源的连接线相连；电感L1和开关管
10、TB1的连接线通过依次串联的二极管DB1和电容CA2与电容CA1的第二端和直流电源的连接线相连；电容CA1的第一端和直流电源的连接线通过依次串联的电容CA3和二极管DB2与开关权 利 要 求 书CN 102769404 A3/3页4管TB2和电感L2的连接线相连；二极管DB1和电容CA2的连接线与该直流输入单元的第二直流正电平PV2+相连，电容CA1的第一端和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流正电平PV1+相连，电容CA1的第二端和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流负电平PV1-相连，电容CA3和二极管DB2的连接线与该直流输入单元的第二直流负电平PV2-相连。8.根据权利要求
11、3、4、5和6任意一项所述的四电平逆变器，其特征在于，所述直流输入单元包括电容CA1、电容CA2、电容CA3、电感L1、电感L2、开关管TB1、开关管TB2、二极管DB1和二极管DB2，其中：直流电源的正端与电容CA1的第一端相连，直流电源的负端与电容CA1的第二端相连；电容CA1的第一端和直流电源的连接线通过依次串联的电感L1和开关管TB1与电容CA1的第二端和直流电源的连接线相连；电容CA1的第一端和直流电源的连接线通过依次串联的开关管TB2和电感L2与电容CA1的第二端和直流电源的连接线相连；电感L1和开关管TB1的连接线通过依次串联的二极管DB1和电容CA2与电容CA1的第一端和直流电
12、源的连接线相连；电容CA1的第二端和直流电源的连接线通过依次串联的电容CA3和二极管DB2与开关管TB2和电感L2的连接线相连；二极管DB1和电容CA2的连接线与该直流输入单元的第二直流正电平PV2+相连，电容CA1的第一端和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流正电平PV1+相连，电容CA1的第二端和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流负电平PV1-相连，电容CA3和二极管DB2的连接线与该直流输入单元的第二直流负电平PV2-相连。9.根据权利要求3、4、5和6任意一项所述的四电平逆变器，其特征在于，所述直流输入单元包括电容CB1、电容CB2、电容CA2、电容CA3、电感L1、电感
13、L2、开关管TB1、开关管TB2、二极管DB1和二极管DB2，其中：直流电源的正端通过依次串联的电容CB1和电容CB2与直流电源的负端相连；电容CB 1和直流电源的连接线通过依次串联的电感L1、开关管TB1、开关管TB2和电感L2与电容CB2和直流电源的连接线相连；电容CB1和电容CB2的连接线与开关管TB1和开关管TB2的连接线相连；电感L1和开关管TB1的连接线通过依次串联的二极管DB1和电容CA2与电容CB1和直流电源的连接线相连；电容CB2和直流电源的连接线通过依次串联的电容CA3和二极管DB2与开关管TB2和电感L2的连接线相连；二极管DB1和电容CA2的连接线与该直流输入单元的第二
14、直流正电平PV2+相连，电容CB1和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流正电平PV1+相连，电容CB2和直流电源的连接线与该直流输入单元的第一直流负电平PV1-相连，电容CA3和二极管DB2的连接线与该直流输入单元的第二直流负电平PV2-相连。权 利 要 求 书CN 102769404 A1/12页5一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器技术领域0001 本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器。背景技术0002 逆变器是将直流电转变为交流电的设备。随着技术的不断发展和进步，人们生活水平的不断提高，逆变器也成为了人们应急和外出的一种重要设备。目前的逆变器多为
15、二极管钳位型逆变器或飞跨电容型逆变器。0003 图1和图2分别示出了传统四电平逆变器的部分结构。其中，图1为二极管钳位型四电平逆变器的部分结构，图2为飞跨电容型四电平逆变器的部分结构。在图1所示逆变器结构中，通过电容C1、C2和C3产生四个不同电位的电信号，并且每个四电平拓扑单元包括六个开关管和十个二极管；在图2所示逆变器结构中，每个四电平拓扑单元包括六个开关管和六个二极管，且逆变器中通过设置电容C1、C2、C3、C4、C5和C6来产生四个不同电位的电信号。0004 由上述可知，传统的二极管钳位型四电平逆变器和飞跨电容型四电平逆变器中半导体器件数量较多，由此加大了逆变器及其应用电路的成本，同时
16、，增加了逆变器及其应用电路的封装难度。发明内容0005 本申请所要解决的技术问题是提供一种四电平逆变拓扑单元及四电平逆变器，用以解决现有的四电平逆变器中半导体器件数量较多，由此加大了逆变器及其引用电路的成本的技术问题，同时避免了由于四电平逆变器中半导体器件数量较多导致增加逆变器及其应用电路的封装难度的技术问题。0006 本申请提供了一种四电平逆变拓扑单元，包括第一支路、第二支路、开关管T1、开关管T4；0007 每个开关管反向并联一个二极管；0008 该拓扑单元的第一直流输入端M1通过依次串联的第一支路和第二支路与该拓扑单元的第二直流输入端M2相连；0009 该拓扑单元的第三直流输入端M3通过开关管T1与第一支路和第二支路的连接线相连；0010 第一支路和第二支路的连接线通过开关管T4与该拓扑单元的第四直流输入端M4相连；0011 第一支路和第二支路的连接线与该拓扑单元的交流输出端AC相连接；0012 其中，所述第一支路包括串联的二极管DF1和开关管T2，所述第二支
