本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于直流-交流變換技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種無(wú)橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)的三相雙輸入逆變器。

背景技術(shù)：

隨著航空電源、新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車等技術(shù)的快速發(fā)展，高可靠性高效率逆變器逆變技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注。

傳統(tǒng)三相逆變器的開(kāi)關(guān)橋臂由兩個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)而成，開(kāi)關(guān)橋臂直接和直流電源串聯(lián)，為了防止開(kāi)關(guān)橋臂直通，必須給開(kāi)關(guān)管加入合適的死區(qū)時(shí)間。這會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出波形質(zhì)量變差，并且逆變器在受到干擾時(shí)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管仍然存在同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致直流電源短路的危險(xiǎn)。

另一方面，在高電壓大功率逆變場(chǎng)合中，多電平逆變技術(shù)得到越來(lái)越多的關(guān)注，人們提出了不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略，但是多電平逆變器仍然存在電路復(fù)雜、控制方法復(fù)雜等缺點(diǎn)，影響逆變器系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出高可靠性五電平三相雙輸入逆變器，用于從結(jié)構(gòu)機(jī)理上提高對(duì)多個(gè)輸入直流電壓源進(jìn)行直流-三相交流變換時(shí)的可靠性，并形成五電平調(diào)制，減少諧波。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了兩種方案。

所述高可靠性五電平三相雙輸入逆變器第一種結(jié)構(gòu)由第一直流輸入電壓源(V_in1)、第二直流輸入電壓源(V_in2)、第一開(kāi)關(guān)管(S₁)、第二開(kāi)關(guān)管(S₂)、第三開(kāi)關(guān)管(S₃)、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)、第五開(kāi)關(guān)管(S₅)、第六開(kāi)關(guān)管(S₆)、第七開(kāi)關(guān)管(S₇)、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)、第九開(kāi)關(guān)管(S₉)、第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)、第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)、第十二開(kāi)關(guān)管(S1₂)、第一二極管(D₁)、第二二極管(D₂)、第三二極管(D₃)、第四二極管(D₄)、第五二極管(D₅)、第六二極管(D₆)、第七二極管(D₇)、第八二極管(D₈)、第九二極管(D₉)、第十二極管(D₁₀)、第十一二極管(D₁₁)、第十二二極管(D₁₂)第一濾波電感(L₁)、第二濾波電感(L₂)、第三濾波電感(L₃)、第四濾波電感(L₄)、第五濾波電感(L₅)、第六濾波電感(L₆)構(gòu)成。并且第一直流輸入電壓源(V_in1)必須不低于第二直流輸入電壓源(V_in2)的電壓。

所述高可靠性五電平三相雙輸入逆變器第二種結(jié)構(gòu)由第一直流輸入電壓源(V_in1)、第二直流輸入電壓源(V_in2)、第一開(kāi)關(guān)管(S₁)、第二開(kāi)關(guān)管(S₂)、第三開(kāi)關(guān)管(S₃)、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)、第五開(kāi)關(guān)管(S₅)、第六開(kāi)關(guān)管(S₆)、第七開(kāi)關(guān)管(S₇)、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)、第九開(kāi)關(guān)管(S₉)、第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)、第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)、第十二開(kāi)關(guān)管(S1₂)、第一二極管(D₁)、第四二極管(D₄)、第五二極管(D₅)、第六二極管(D₆)、第七二極管(D₇)、第八二極管(D₈)、第九二極管(D₉)、第十二二極管(D₁₂)第一濾波電感(L₁)、第二濾波電感(L₂)、第三濾波電感(L₃)、第四濾波電感(L₄)、第五濾波電感(L₅)、第六濾波電感(L₆)構(gòu)成。并且第一直流輸入電壓源(V_in1)必須不低于第二直流輸入電壓源(V_in2)的電壓。

該三相逆變器的輸入電源的連接方式為：

對(duì)第一種結(jié)構(gòu)：

第一直流輸入電壓源(V_in1)的正極連接于第一開(kāi)關(guān)管(S₁)、第五開(kāi)關(guān)管(S₅)、第九開(kāi)關(guān)管(S₉)的集電極和第四二極管(D₄)、第八二極管(D₈)、第十二二極管(D₁₂)的負(fù)極；第一直流輸入電壓源(V_in1)的負(fù)極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的負(fù)極、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)的發(fā)射極、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)的發(fā)射極、第十二開(kāi)關(guān)管(S₁₂)的發(fā)射極和第一二極管(D₁)的正極、第五二極管(D₅)的正極、第九二極管(D₉)的正極。

第二直流輸入源(V_in2)的正極通過(guò)六個(gè)二極管(D₂、D₃、D₆、D₇、D₁₀、D₁₁)、六個(gè)開(kāi)關(guān)管(S₂、S₃、S₆、S₇、S₁₀、S₁₁)接入到電路；第二二極管(D₂)的正極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第二二極管(D₂)的負(fù)極連接于第二開(kāi)關(guān)管(S₂)的集電極；第三開(kāi)關(guān)管(S₃)的發(fā)射極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第三開(kāi)關(guān)管(S₃)的集電極連接于第三二極管(D₃)的負(fù)極；第六二極管(D₆)的正極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第六二極管(D₆)的負(fù)極連接于第六開(kāi)關(guān)管(S₆)的集電極；第七開(kāi)關(guān)管(S₇)的發(fā)射極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第七開(kāi)關(guān)管(S₇)的集電極連接于第七二極管(D₇)的負(fù)極；第十二極管(D₁₀)的正極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第十二極管(D₁₀)的負(fù)極連接于第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)的集電極；第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)的發(fā)射極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)的集電極連接于第十一二極管(D₁₁)的負(fù)極。第二直流輸入電壓源(V_in2)的負(fù)極連接于第一直流輸入電壓源(V_in1)的負(fù)極、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)的發(fā)射極、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)的發(fā)射極、第十二開(kāi)關(guān)管(S₁₂)的發(fā)射極和第一二極管(D₁)的正極、第五二極管(D₅)的正極、第九二極管(D₉)的正極。

對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)：

第一直流輸入電壓源(V_in1)連接方式與第一種相同。

第二直流輸入源(V_in2)的正極通過(guò)兩個(gè)二極管(D₆、D₇)、六個(gè)開(kāi)關(guān)管(S₂、S₃、S₆、S₇、S₁₀、S₁₁)接入到電路；第六二極管(D₆)的正極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第六二極管(D₆)的負(fù)極連接于第二開(kāi)關(guān)管(S₂)的集電極、第六開(kāi)關(guān)管(S₆)的集電極、第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)的集電極；第七二極管(D₇)的負(fù)極連接于第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第七二極管(D₇)的正極連接于第三開(kāi)關(guān)管(S₃)的集電極、第七開(kāi)關(guān)管(S₇)的集電極、第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)的集電極。

該三相逆變器的橋臂的連接方式為：

對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)：

(橋臂1)第一開(kāi)關(guān)管(S₁)的發(fā)射極連接于第二開(kāi)關(guān)管(S₂)的發(fā)射極、第一二極管(D₁)的負(fù)極、第一濾波電感(L₁)的一端；第四二極管(D₄)的正極連接于第三二極管(D₃)的正極、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)的集電極、第二濾波電感(L₂)的一端；第一濾波電感(L₁)和第二濾波電感(L₂)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之一。(橋臂2)第五開(kāi)關(guān)管(S₅)的發(fā)射極連接于第六開(kāi)關(guān)管(S₆)的發(fā)射極、第五二極管(D₅)的負(fù)極、第三濾波電感(L₃)的一端；第八二極管(D₈)的正極連接于第七二極管(D₇)的正極、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)的集電極、第四濾波電感(L₄)的一端；第二濾波電感(L₂)和第三濾波電感(L₃)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之二。(橋臂3)第九開(kāi)關(guān)管(S₉)的發(fā)射極連接于第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)的發(fā)射極、第九二極管(D₉)的負(fù)極、第五濾波電感(L₅)的一端；第十二二極管(D₁₂)的正極連接于第十一二極管(D₁₁)的正極、第十二開(kāi)關(guān)管(S₁₂)的集電極、第六濾波電感(L₆)的一端；第五濾波電感(L₅)和第六濾波電感(L₆)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之三。

對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)：

(橋臂1)第一開(kāi)關(guān)管(S₁)的發(fā)射極連接于第二開(kāi)關(guān)管(S₂)的發(fā)射極、第一二極管(D₁)的負(fù)極、第一濾波電感(L₁)的一端；第四二極管(D₄)的正極連接于第三開(kāi)關(guān)管(S₃)的集電極、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)的集電極、第二濾波電感(L₂)的一端；第一濾波電感(L₁)和第二濾波電感(L₂)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之一。(橋臂2)第五開(kāi)關(guān)管(S₅)的發(fā)射極連接于第六開(kāi)關(guān)管(S₆)的發(fā)射極、第五二極管(D₅)的負(fù)極、第三濾波電感(L₃)的一端；第八二極管(D₈)的正極連接于第七開(kāi)關(guān)管(S₇)的集電極、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)的集電極、第四濾波電感(L₄)的一端；第二濾波電感(L₂)和第三濾波電感(L₃)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之二。(橋臂3)第九開(kāi)關(guān)管(S₉)的發(fā)射極連接于第十開(kāi)關(guān)管(S₁₀)的發(fā)射極、第九二極管(D₉)的負(fù)極、第五濾波電感(L₅)的一端；第十二二極管(D₁₂)的正極連接于第十一開(kāi)關(guān)管(S₁₁)的集電極、第十二開(kāi)關(guān)管(S₁₂)的集電極、第六濾波電感(L₆)的一端；第五濾波電感(L₅)和第六濾波電感(L₆)的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之三。

該三相逆變器特有的五電平調(diào)制策略為：調(diào)制波為三相正弦電壓信號(hào)，載波為兩個(gè)三角波，分別為：峰峰值V_in1-V_in2、偏置V_in2-V_in1/2的第一三角波，峰峰值為V_in2、偏置V_in1/2-V_in2的第二三角波。

對(duì)于A相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₂導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₂關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₃導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₃關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₄導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₄關(guān)斷。

對(duì)于B相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₅導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₅關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₆導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₆關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₇導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₇關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₈導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₈關(guān)斷。

對(duì)于C相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₉導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₉關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₀導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₁₀關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₁₁導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₁關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₂導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₂關(guān)斷。

三相雙輸入逆變器開(kāi)關(guān)管的選用方法：

對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)，開(kāi)關(guān)管既可以選用帶有寄生體二極管的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)器件，也可以選用不帶有寄生體二極管的IGBT器件。

對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)，開(kāi)關(guān)管只能選用不帶有寄生體二極管的IGBT器件。

有益效果：

本發(fā)明的逆變器處于任何模態(tài)時(shí)，上橋臂和下橋臂之一與拓?fù)渲械哪硞€(gè)二極管反向串聯(lián)，從結(jié)構(gòu)上避免了直通，提高了可靠性。如圖2所示，第一開(kāi)關(guān)管(S₁)、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)導(dǎo)通。此時(shí)，對(duì)于橋臂1，第一開(kāi)關(guān)管(S₁)導(dǎo)通，第一二極管(D₁)、第二二極管(D₂)都截止，并且第四開(kāi)關(guān)管(S₄)與第四二極管(D₄)反向串聯(lián)，避免了第一開(kāi)關(guān)管(S₁)和第四開(kāi)關(guān)管(S₄)可能的直通風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于橋臂2，第八開(kāi)關(guān)管(S₈)導(dǎo)通，第七二極管(D₇)、第八二極管(D₈)都截止，并且第五開(kāi)關(guān)管(S₅)與第五二極管(D₅)反向串聯(lián)，避免了第五開(kāi)關(guān)管(S₅)和第八開(kāi)關(guān)管(S₈)可能的直通風(fēng)險(xiǎn)。其他模態(tài)以及B相C相于與此同理。

本發(fā)明利用雙輸入電源和增加的D₂、D₃、D₆、D₇、D₁₀、D₁₁和S₂、S₃、S₆、S₇、S₁₀、S₁₁構(gòu)成多電平輸出。系統(tǒng)雙輸入源V_in1與V_in2電壓不同，通過(guò)控制達(dá)到分時(shí)向逆變器供電的目的；

本發(fā)明克服了普通三相多電平逆變器中開(kāi)關(guān)管負(fù)荷不平衡的問(wèn)題；

若V_in1由V_in2經(jīng)Boost升壓得到，則系統(tǒng)輸出功率一部分直接來(lái)自于V_in2，另一部分來(lái)自于升壓?jiǎn)卧?，?shí)現(xiàn)了部分功率的單級(jí)轉(zhuǎn)換，不但減少了升壓?jiǎn)卧萘?，而且提高了系統(tǒng)效率。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明無(wú)橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)的三相雙輸入逆變器；

附圖2為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A1、B2＝V_in1時(shí)的等效電路圖；

附圖3為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A1、B2＝V_in2時(shí)的等效電路圖；

附圖4為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A1、B2＝V_in1-V_in2時(shí)的等效電路圖；

附圖5為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A1、B2＝0時(shí)的等效電路圖；

附圖6為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A2、B1＝-(V_in1-V_in2)時(shí)的等效電路圖；

附圖7為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A2、B1＝-V_in2時(shí)的等效電路圖；

附圖8為本發(fā)明在A相濾波前電壓u_A2、B1＝-V_in1時(shí)的等效電路圖；

附圖9為本發(fā)明的調(diào)制原理示意圖；

附圖10為本發(fā)明的A相開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖；

附圖11為本發(fā)明的輸出仿真波形。

上面附圖中的主要符號(hào)說(shuō)明：V_in1和V_in2分別為第一直流輸入電壓源和第二直流輸入電壓源，S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇、S₈、S₉、S₁₀、S₁₁、S₁₂分別為第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二開(kāi)關(guān)管，D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇、D₈、D₉、D₁₀、D₁₁、D₁₂分別為第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二二極管，L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆分別為第一、第二、第三、第四、第五、第六濾波電感。

具體實(shí)施方式

下面以第一種結(jié)構(gòu)(如圖1a所示)為例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。第二種結(jié)構(gòu)(如圖1b所示)與此同理。

實(shí)施例：

如圖1a所示為無(wú)橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)的三相雙輸入逆變器電路結(jié)構(gòu)4包括：兩個(gè)獨(dú)立的直流輸入電壓源(V_in1～V_in2)、十二個(gè)開(kāi)關(guān)管(S₁～S₁₂)、十二個(gè)二極管(D₁～D₁₂)、六個(gè)濾波電感(L₁～L₆)和負(fù)載。

該三相逆變器的輸入電源的連接方式為：V_in1的正極連接于S₁、S₅、S₉的集電極和D₄、D₈、D₁₂的負(fù)極；V_in1的負(fù)極連接于V_in2的負(fù)極、S₄的發(fā)射極、S₈的發(fā)射極、S₁₂的發(fā)射極和D₁的正極、D₅的正極、D₉的正極。

V_in2的正極通過(guò)六個(gè)二極管(D₂、D₃、D₆、D₇、D₁₀、D₁₁)、六個(gè)開(kāi)關(guān)管(S₂、S₃、S₆、S₇、S₁₀、S₁₁)接入到電路；D₂的正極連接于V_in2的正極，D₂的負(fù)極連接于S₂的集電極；S₃的發(fā)射極連接于V_in2的正極，S₃的集電極連接于D₃的負(fù)極；D₆的正極連接于V_in2的正極，D₆的負(fù)極連接于S₆的集電極；S₇的發(fā)射極連接于V_in2的正極，S₇的集電極連接于D₇的負(fù)極；D₁₀的正極連接于V_in2的正極，D₁₀的負(fù)極連接于S₁₀的集電極；S₁₁的發(fā)射極連接于V_in2的正極，S₁₁的集電極連接于D₁₁的負(fù)極。V_in2的負(fù)極連接于V_in1的負(fù)極、S₄的發(fā)射極、S₈的發(fā)射極、S₁₂的發(fā)射極和D₁的正極、D₅的正極、D₉的正極。

該三相逆變器的橋臂的連接方式為：(橋臂1)S₁的發(fā)射極連接于S₂的發(fā)射極、D₁的負(fù)極、L₁的一端；D₄的正極連接于S₃的正極、S₄的集電極、L₂的一端；L₁和L₂的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之一。(橋臂2)S₅的發(fā)射極連接于S₆的發(fā)射極、D₅的負(fù)極、L₃的一端；D₈的正極連接于S₇的正極、S₈的集電極、L₄的一端；L₂和L₃的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之二。(橋臂3)S₉的發(fā)射極連接于S₁₀的發(fā)射極、D₉的負(fù)極、L₅的一端；D₁₂的正極連接于S₁₁的正極、S₁₂的集電極、L₆的一端；L₅和L₆的另一端連接在一起作為三相負(fù)載端之三。

該三相逆變器特有的多電平調(diào)制策略為：調(diào)制波為三相正弦電壓信號(hào)，載波為兩條三角波，分別為：峰峰值V_in1-V_in2、偏置V_in2-V_in1/2的第一三角波，峰峰值為V_in2、偏置-V_in1/2的第二三角波。

對(duì)于A相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₂導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₂關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₃導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₃關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₄導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₄關(guān)斷。

對(duì)于B相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₅導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₅關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₆導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₆關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₇導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₇關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₈導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₈關(guān)斷。

對(duì)于C相，在正弦波大于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₉導(dǎo)通，在正弦波小于第一三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₉關(guān)斷；在正弦波小于第一三角波且屬于正弦波正半周的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₀導(dǎo)通，在正弦波負(fù)半周以及正弦波大于第一三角波的正半周部分，開(kāi)關(guān)管S₁₀關(guān)斷；在正弦波的正半周以及正弦波大于第二三角波的負(fù)半周部分，開(kāi)關(guān)管S₁₁導(dǎo)通，在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₁關(guān)斷；在正弦波小于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₂導(dǎo)通，在正弦波大于第二三角波的部分，開(kāi)關(guān)管S₁₂關(guān)斷。

本發(fā)明無(wú)橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)的三相雙輸入逆變器能夠輸出五種電平，下面以A相為例說(shuō)明。圖2為A相濾波前電壓u_A1、B2＝V_in1時(shí)的等效電路圖；圖3為A相濾波前電壓u_A1，B2＝V_in2時(shí)的等效電路圖；圖4為A相濾波前電壓u_A1、B2＝V_in1-V_in2時(shí)的等效電路圖；圖5為A相濾波前電壓u_A1、B2＝0時(shí)的等效電路圖；圖6為A相濾波前電壓u_A2、B1＝-(V_in1-V_in2)時(shí)的等效電路圖；圖7為A相濾波前電壓u_A2、B1＝-V_in2時(shí)的等效電路圖；圖8為A相濾波前電壓u_A2、B1＝-V_in1時(shí)的等效電路圖。B相、C相與A相類似。

該三相逆變器的高可靠性工作模態(tài)，以第一種結(jié)構(gòu)的A相的一個(gè)模態(tài)為例，說(shuō)明如下：

如圖2所示，S₁、S₈導(dǎo)通。此時(shí)，對(duì)于橋臂1，S₁導(dǎo)通，D₁、D₂都截止，并且S₄與D₄反向串聯(lián)，避免了S₁和S₄可能的直通風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于橋臂2，S₈導(dǎo)通，D₇、D₈都截止，并且S₅與D₅反向串聯(lián)，避免了S₅和S₈可能的直通風(fēng)險(xiǎn)。其他模態(tài)以及B相C相于與此同理。

為驗(yàn)證本發(fā)明的有效性，以附圖1a拓?fù)錇槔M(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，其調(diào)制策略如圖9所示，三相參考電壓分別與三條三角載波交截，產(chǎn)生如圖10所示的三相橋臂開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在輸入為V_in1＝180V、V_in2＝90V時(shí)，逆變器輸出電壓波形如圖11所示。

以上分析用于說(shuō)明本發(fā)明兩種高可靠性(無(wú)橋臂直通風(fēng)險(xiǎn))的雙輸入五電平三相逆變器工作原理和調(diào)制過(guò)程。