CN203734563U - 九电平单相逆变器 - Google Patents
九电平单相逆变器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203734563U CN203734563U CN201420062446.2U CN201420062446U CN203734563U CN 203734563 U CN203734563 U CN 203734563U CN 201420062446 U CN201420062446 U CN 201420062446U CN 203734563 U CN203734563 U CN 203734563U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power switch
- power
- power supply
- switch
- emitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 12
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Abstract
本实用新型提出了一种九电平单相逆变器，包括交流转接端口、电抗器、功率开关电路及四个直流电源，交流转接端口设有a端和b端，功率开关电路包括十个功率开关，电抗器的一端连接交流转接端口的a端，电抗器的一端连接交流转接端口的a端，电抗器的另一端、交流转接端口的b端分别与功率开关电路电连接。本实用新型可以输出九个不同的电平组合，具有功率开关数量较少、控制开关应力较少、功率损耗小、效率较高、工作更稳定的优点，无需单独设置滤波电路，交流输出电压谐波含量小，输出电流可以近似认为是无谐波的理想正弦电流，可以广泛应用于对电网要求较高的精密测量、通信和医疗设备等仪器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种逆变器，尤其是指一种九电平单相逆变器。
背景技术
变流技术能将蓄电池、太阳能电池及其燃料电池等其他能源转化的电能转换成交流电能并与电网联网，实现能量的并网。因此，变流技术是电力电子技术的主要研究课题，也成为新能源的关键技术，在新能源的开发领域具有及其重要的作用，近年得到了广大学者的关注。
通常把将直流电转换成交流电的电路称为逆变电路，考虑到控制系统等，将其称为逆变器。现在许多逆变器的主电路多是采用传统的H桥电路结构，该种电路可以在交流侧产生三个不同的电平输出并利用这三个电平组合可以等效出所需的交流电压，结构简单，性能可靠，但是总谐波畸变率比较高，波形中的特征谐波较为明显，且需要较大的滤波电抗。为了改善输出电流波形，需要采用改进的多电平逆变器结构：一种是多重化结构，通过多个逆变器配合工作，利用主电路的多重化来降低输出电压的谐波含量，该方法的一个明显缺点是电路结构过于复杂且效率较低；另一种是研究新型的电路结构，通过增加交流侧的输出电平来降低总谐波含量，典型的有二极管钳位型多电平逆变器、电容钳位型多电平逆变器、级联型多电平逆变器等，但对于特殊的应用场合，这些结构依然显得过于复杂，效率较低，由于功率开关较多而给控制系统设计带来困难。
实用新型内容
为了解决现有的多电平逆变器拓扑结构过于复杂、功率开关数量较多的问题，本实用新型提出了一种九电平单相逆变器，可以输出九个不同的电平组合，具有功率开关少、控制策略简单、运行稳定的优点。
本实用新型所采用的技术方案是：一种九电平单相逆变器，包括交流转接端口、电抗器、功率开关电路及直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3和直流电源V4，所述的交流转接端口设有a端和b端，所述的功率开关电路包括功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10，所述电抗器的一端连接交流转接端口的a端，电抗器的另一端与功率开关Q1的发射极、功率开关Q4的集电极电连接，交流转接端口的b端与功率开关Q2的发射极、功率开关Q3的集电极电连接，功率开关Q1的集电极、功率开关Q2的集电极、功率开关Q5的集电极、功率开关Q6的发射极电连接，功率开关Q6的集电极、功率开关Q7的集电极、功率开关Q8的发射极电连接，功率开关Q3的发射极、功率开关Q4的发射极、功率开关Q9的发射极、功率开关Q10的集电极电连接，直流电源V1的正极与功率开关Q8的集电极电连接，直流电源V1的负极、直流电源V2的正极分别与功率开关Q7的发射极电连接，直流电源V2的负极、直流电源V3的正极分别与功率开关Q5的发射极电连接，直流电源V3的负极、直流电源V4的正极分别与功率开关Q9的集电极电连接，直流电源V4的负极与功率开关Q10的发射极电连接。
本实用新型可以输出九个不同的电平组合，具有功率开关少、控制简单、运行稳定的优点。
作为优选，所述的电抗器为平波电抗器。
作为优选，所述的功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均为IGBT。
作为另一优选，所述的功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均为MOSFET。MOSFET元件适用于小功率场合。
作为优选，所述的直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4的电压值相同。这样设计的电路具有非对称性。
作为优选，所述的直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4的两端均分别连接有直流电容。直流电容用于支撑直流电压。
作为优选，所述的电抗器与交流端口之间连接有二极管和滤波电容，所述二极管的正极连接电抗器，二极管的负极连接交流转接端口的a端，所述滤波电容的两端分别连接二极管的正极和交流转接端口的b端。二极管用来防止交流电网能量的倒灌，防止母线电压较低时电网电流流向逆变器侧；滤波电容用于逆变电路的滤波，滤去高频电流分量。
本实用新型的有益效果是：具有功率开关数量较少、控制开关应力较少、功率损耗小、效率较高、工作更稳定的优点，无需单独设置滤波电路，交流输出电压谐波含量小，输出电流可以近似认为是无谐波的理想正弦电流，可以广泛应用于对电网要求较高的精密测量、通信和医疗设备等仪器。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路图；
图2是本实用新型的另一种电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，一种九电平单相逆变器，包括交流转接端口J1、电抗器L1、功率开关电路及直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3和直流电源V4，交流转接端口J1设有a端和b端，功率开关电路包括功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10，电抗器L1的一端连接交流转接端口J1的a端，电抗器L1的另一端与功率开关Q1的发射极、功率开关Q4的集电极电连接，交流转接端口J1的b端与功率开关Q2的发射极、功率开关Q3的集电极电连接，功率开关Q1的集电极、功率开关Q2的集电极、功率开关Q5的集电极、功率开关Q6的发射极电连接，功率开关Q6的集电极、功率开关Q7的集电极、功率开关Q8的发射极电连接，功率开关Q3的发射极、功率开关Q4的发射极、功率开关Q9的发射极、功率开关Q10的集电极电连接，直流电源V1的正极与功率开关Q8的集电极电连接，直流电源V1的负极、直流电源V2的正极分别与功率开关Q7的发射极电连接，直流电源V2的负极、直流电源V3的正极分别与功率开关Q5的发射极电连接，直流电源V3的负极、直流电源V4的正极分别与功率开关Q9的集电极电连接，直流电源V4的负极与功率开关Q10的发射极电连接。交流转接端口J1用于连接负载，实际应用中可以为感性负载也可以是阻性负载等对电源要求较高的负载，本实用新型可以在这个负载侧产生用户所需的电压波形。
其中，电抗器L1为平波电抗器，用于平波作用，平波电抗器的选取可以根据直流电压和交流侧电压选取，其值可以选择容量的变频器容量的5%-10%。直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4均为电压值是vdc的直流电源，负责平衡直流电压，并提供交流侧能量。
功率开关电路由十个功率开关构成，通过采用适当的PWM控制，可以在交流侧产生所需的电压波形。功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均采用IGBT，IGBT的选取主要根据电路需要转换的功率和逆变器的电流来选取，并且要考虑一定的余量。功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4负责控制逆变器输出端的换相，利用PWM原理可以拟合出任何波形。功率开关Q5和功率开关Q6、功率开关Q7和功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10分别构成三对互补的功率开关，负责控制逆变器输出端电压的幅值的变化，可以增加输出波形对参考波形的逼真程度，减少逆变器输出电流中的谐波，减少功率开关损耗，提高逆变器的工作性能。本实用新型通过控制不同的功率开关组合可以在交流侧接入端产生不同的九个电平输出：0、vdc、-vdc、2vdc、-2vdc、3vdc、-3vdc、4vdc和-4vdc。
本实用新型利用不同的功率开关组合而形成14种工作模式，而这14种工作模式中可以有九种不同的直流电压输出：功率开关Q1、功率开关Q6、功率开关Q8、功率开关Q10和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4同时输出电流，此时的交流输出电压为4vdc；功率开关Q1、功率开关Q6、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3同时输出电流，直流电源V4处于悬空状态，此时的交流输出电压为3vdc；功率开关Q1、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q10和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4同时输出电流，直流电源V1处于悬空状态，此时的交流输出电压为3vdc；功率开关Q1、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q9和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2输出电流，直流电源V3、直流电源V4处于悬空状态，此时的交流输出电压为2vdc；功率开关Q1、功率开关Q5、功率开关Q10和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V3、直流电源V4输出电流，直流电源V1、直流电源V2处于悬空状态，此时的交流输出电压为2vdc；功率开关Q1、功率开关Q5、功率开关Q9和功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V3输出电流，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3处于悬空状态，此时的交流输出电压为vdc；功率开关Q1、功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4均处于悬空状态，此时的交流输出电压为0；功率开关Q4、功率开关Q10、功率开关Q8、功率开关Q6和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4同时输出电流，为反向，此时的交流输出电压为-4vdc；功率开关Q4、功率开关Q10、功率开关Q7、功率开关Q6和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4同时输出电流，为反向，直流电源V1处于悬空状态，此时的交流输出电压为-3vdc；功率开关Q4、功率开关Q10、功率开关Q5和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V3、直流电源V4同时输出电流，为反向，直流电源V1、直流电源V2处于悬空状态，此时的交流输出电压为-2vdc；功率开关Q4、功率开关Q9、功率开关Q8、功率开关Q6和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3同时输出电流，为反向，直流电源V4处于悬空状态，此时的交流输出电压为-3vdc；功率开关Q4、功率开关Q9、功率开关Q7、功率开关Q6和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V2、直流电源V3同时输出电流，为反向，直流电源V1、直流电源V4处于悬空状态，此时的交流输出电压为-2vdc；功率开关Q4、功率开关Q10、功率开关Q5和功率开关Q2导通，其他功率开关断开时，直流电源V3输出电流，为反向，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V4处于悬空状态，此时的交流输出电压为-vdc；功率开关Q4、功率开关Q3导通，其他功率开关断开时，直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4均处于悬空状态，此时的交流输出电压为0。
实施例2
实施例2中，如图2所示，电抗器L1与交流端口J1之间连接有二极管D1和滤波电容C1，二极管D1的正极连接电抗器L1，二极管D1的负极连接交流转接端口的a端，滤波电容C1的两端分别连接二极管D1的正极和交流转接端口J1的b端，二极管D1用来防止交流电网能量的倒灌，防止母线电压较低时电网电流流向逆变器侧，滤波电容C1用于逆变电路的滤波，滤去高频电流分量。功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均为MOSFET。其他和实施例1中相同。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种九电平单相逆变器，其特征在于：包括交流转接端口、电抗器、功率开关电路及直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3和直流电源V4，所述的交流转接端口设有a端和b端，所述的功率开关电路包括功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10，所述电抗器的一端连接交流转接端口的a端，电抗器的另一端与功率开关Q1的发射极、功率开关Q4的集电极电连接，交流转接端口的b端与功率开关Q2的发射极、功率开关Q3的集电极电连接，功率开关Q1的集电极、功率开关Q2的集电极、功率开关Q5的集电极、功率开关Q6的发射极电连接，功率开关Q6的集电极、功率开关Q7的集电极、功率开关Q8的发射极电连接，功率开关Q3的发射极、功率开关Q4的发射极、功率开关Q9的发射极、功率开关Q10的集电极电连接，直流电源V1的正极与功率开关Q8的集电极电连接，直流电源V1的负极、直流电源V2的正极分别与功率开关Q7的发射极电连接，直流电源V2的负极、直流电源V3的正极分别与功率开关Q5的发射极电连接，直流电源V3的负极、直流电源V4的正极分别与功率开关Q9的集电极电连接，直流电源V4的负极与功率开关Q10的发射极电连接。
2.根据权利要求1所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的电抗器为平波电抗器。
3.根据权利要求1所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均为IGBT。
4.根据权利要求1所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的功率开关Q1、功率开关Q2、功率开关Q3、功率开关Q4、功率开关Q5、功率开关Q6、功率开关Q7、功率开关Q8、功率开关Q9和功率开关Q10均为MOSFET。
5.根据权利要求1所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4的电压值相同。
6.根据权利要求1或5所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3、直流电源V4的两端均分别连接有直流电容。
7.根据权利要求1所述的九电平单相逆变器，其特征在于：所述的电抗器与交流端口之间连接有二极管和滤波电容，所述二极管的正极连接电抗器，二极管的负极连接交流转接端口的a端，所述滤波电容的两端分别连接二极管的正极和交流转接端口的b端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420062446.2U CN203734563U (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 九电平单相逆变器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420062446.2U CN203734563U (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 九电平单相逆变器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203734563U true CN203734563U (zh) | 2014-07-23 |
Family
ID=51204605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420062446.2U Expired - Lifetime CN203734563U (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 九电平单相逆变器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203734563U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103762877A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-04-30 | 宁波绿凯节能科技有限公司 | 九电平单相逆变器 |
-
2014
- 2014-02-12 CN CN201420062446.2U patent/CN203734563U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103762877A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-04-30 | 宁波绿凯节能科技有限公司 | 九电平单相逆变器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102097966A (zh) | 级联型兆瓦级光伏并网逆变器 | |
| CN105576982A (zh) | 非隔离型直流变压器 | |
| CN103326606A (zh) | 一种单相五电平逆变器 | |
| CN103956927A (zh) | 一种电压有源箝位的无变压器型单相光伏逆变器 | |
| CN104638971A (zh) | 一种光伏并网逆变器及其控制方法 | |
| CN102664546A (zh) | 一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构及其应用 | |
| CN101442269B (zh) | 三电平升压逆变器 | |
| CN103312211A (zh) | 一种单相并网逆变器的控制方法 | |
| CN202586797U (zh) | 一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构及其应用 | |
| CN102403920B (zh) | 三电平半桥光伏并网逆变器 | |
| EP3157120B1 (en) | Modular multi-level flexible direct-current topology circuit suitable for fault ride-through | |
| CN202183738U (zh) | 自生成级联电源的级联型多电平逆变电路 | |
| CN204578373U (zh) | 一种用于中低压直流配电的高频链多电平直流变压器 | |
| CN203734563U (zh) | 九电平单相逆变器 | |
| CN203734562U (zh) | 十一电平单相逆变器 | |
| CN203537260U (zh) | 七电平单相逆变器电路 | |
| CN202334357U (zh) | 三电平半桥光伏并网逆变器 | |
| CN104167946A (zh) | 带续流开关的中点箝位型单相非隔离光伏逆变器主电路拓扑 | |
| CN108092536A (zh) | 一种器件混合型主动钳位五平变流器 | |
| CN105281364B (zh) | 一种基于多相逆变单元的光伏发电系统 | |
| CN203537261U (zh) | 七电平单相光伏并网逆变器 | |
| CN103762877A (zh) | 九电平单相逆变器 | |
| CN203537259U (zh) | 五电平单相光伏并网逆变器 | |
| CN103633867A (zh) | 七电平单相逆变器电路 | |
| CN203251237U (zh) | 一种三相四线制三电平光伏并网逆变器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 315800 Ningbo Free Trade West Zone Entrepreneurship Avenue International Student Entrepreneurship Park 107-109, Zhejiang Province Patentee after: Lukai Technology (Ningbo) Co.,Ltd. Address before: 315800 Ningbo Free Trade West Zone Entrepreneurship Avenue International Student Entrepreneurship Park 107-109, Zhejiang Province Patentee before: NINGBO GREENTECH ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230512 Address after: 314000 No. 93 Haizhou East Road, Xiashi Street, Haining City, Jiaxing City, Zhejiang Province (self declared) Patentee after: Zhejiang Zhenyun Technology Co.,Ltd. Address before: 315800 Ningbo Free Trade West Zone Entrepreneurship Avenue International Student Entrepreneurship Park 107-109, Zhejiang Province Patentee before: Lukai Technology (Ningbo) Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140723 |