一種多電平逆變器電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及電路技術(shù)，具體涉及一種多電平逆變器電路及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，多電平逆變器在中壓大容量場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用，主要原因是多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有輸出諧波小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、傳輸頻帶寬和電磁兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種多電平逆變器電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該多電平逆變器電路包括初級(jí)電容逆變單元110，以及級(jí)聯(lián)的m個(gè)電平切換單元120，m為大于或等于I的整數(shù)，其中，初級(jí)電容逆變單元110的輸入端與直流電源相連，該初級(jí)電容逆變單元110能夠?qū)⒅绷麟娫崔D(zhuǎn)換為多電平交流電信號(hào)，該初級(jí)電容逆變電路電源可以由多個(gè)電容和開(kāi)關(guān)管組成，m個(gè)電平切換單元120主要用于實(shí)現(xiàn)更多電平輸出。
[0004]另外，如圖1所示，上述每個(gè)電平切換單元120均包括第一電容Cm，第一開(kāi)關(guān)管Qlm和第二開(kāi)關(guān)管Q2m，其中第一電容Cm的第一端與第一開(kāi)關(guān)管Qlm的第一端電連接，第一電容Cm的第二端與第二開(kāi)關(guān)管Q2m的第一端電連接。具體的，第I個(gè)電平切換單元120中，其第一電容Cl的第一端還與上述初級(jí)電容逆變單元110的第一輸出端電連接，第一電容Cl的第二端還與上述初級(jí)電容逆變單元110的第二輸出端電連接，第m個(gè)電平切換單元120中，第一開(kāi)關(guān)管Qlm的第二端和第二開(kāi)關(guān)管Q2m的第一端電連接，并連接到逆變器的輸出端，m彡I ;且當(dāng)m彡2時(shí)，則第i(l〈i ^m)個(gè)電平切換單元120中，第一電容Ci的第一端與第i_l個(gè)電平切換單元120的第一開(kāi)關(guān)管Qli的第二端電連接，第一電容Ci的第二端與第i_l個(gè)電平切換單元120的第二開(kāi)關(guān)管Q2i的第一端電連接。
[0005]上述逆變器電路中，其中第一電容Cm作為懸浮電容，在工作時(shí)電壓需要達(dá)到一定值并且保持穩(wěn)定，這就需要逆變器電路在啟動(dòng)前對(duì)懸浮電容進(jìn)行預(yù)充電以達(dá)到工作電壓且保持穩(wěn)定。然而當(dāng)逆變器電路停止工作時(shí)，還需要對(duì)懸浮電容進(jìn)行放電，以防止相關(guān)工作人員觸電，確保安全，但現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有提供相應(yīng)的放電技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種多電平逆變器電路及其控制方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電平切換單元中作為懸浮電容的第一電容進(jìn)行放電。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種多電平逆變器電路，包括:包括初級(jí)電容逆變單元、級(jí)聯(lián)的m個(gè)電平切換單元和第一放電電路；
[0008]所述初級(jí)電容逆變單元的輸入端與直流電源相連；
[0009]所述電平切換單元包括第一電容，第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管，其中第一電容的第一端與第一開(kāi)關(guān)管的第一端電連接，第一電容的第二端與第二開(kāi)關(guān)管的第二端電連接，其中，第I個(gè)電平切換單元中，其第一電容的第一端還與所述初級(jí)電容逆變單元的第一輸出端電連接，第一電容的第二端還與上述初級(jí)電容逆變單元第二輸出端電連接，第m個(gè)電平切換單元中，第一開(kāi)關(guān)管的第二端和第二開(kāi)關(guān)管的第一端電連接，并連接到逆變器的輸出端，m多I ;且當(dāng)m多2時(shí)，則第m個(gè)電平切換單元中，第一電容的第一端與第m-1個(gè)電平切換單元的第一開(kāi)關(guān)管的第二端電連接，第一電容的第二端與第m-Ι個(gè)電平切換單元的第二開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；
[0010]所述第一放電電路，用于對(duì)級(jí)聯(lián)的m個(gè)電平切換單元中的第一電容放電，包括第一連接端和第二連接端，所述第一放電電路的第一連接端與第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第一放電電路的第二連接端與第j個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接，或者，所述第一放電電路的第二連接端與所述逆變器的輸出端電連接；
[0011]其中所述m、1、j為正整數(shù)。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一放電電路的第一連接端與第I個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第一放電電路的第二連接端與第I個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述第一放電電路還包括串聯(lián)在所述第一連接端和所述第二連接端之間的第一開(kāi)關(guān)和第一阻抗。
[0014]進(jìn)一步的，所述第一開(kāi)關(guān)與所述第一連接端電連接，所述第一阻抗與所述第二連接端電連接；或者，
[0015]所述第一開(kāi)關(guān)與所述第二連接端電連接，所述第一阻抗與所述第一連接端電連接。
[0016]所述的第一開(kāi)關(guān)為可控開(kāi)關(guān)管器件，優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)為繼電器。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一放電電路的第一連接端與第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第一放電電路的第二連接端與第i+Ι個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接；或者，
[0018]所述第一放電電路的第一連接端與第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第一放電電路的第二連接端與第1-ι個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。
[0019]優(yōu)選的，所述多電平逆變器電路還包括至少一個(gè)第二放電電路，所述第二放電電路的第一連接端與第k個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第二放電電路的第二連接端與第k個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接，k為小于i，且小于j的正整數(shù)。
[0020]所述第二放電電路包括串聯(lián)在所述第一連接端和所述第二連接端之間的第二開(kāi)關(guān)和第二阻抗。
[0021]進(jìn)一步的，所述第二放電電路的第一連接端與第I個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第二放電電路的第二連接端與第I個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。
[0022]進(jìn)一步的，所述初級(jí)電容逆變單元包括:第二電容、第三電容、第四開(kāi)關(guān)管、第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管和第九開(kāi)關(guān)管；
[0023]所述第二電容的第一端與所述電池板的正極，以及所述第四開(kāi)關(guān)管的第一端連接，所述第二電容的第二端與所述第三電容的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第二端、所述第七開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；
[0024]所述第三電容的第二端與所述電池板的負(fù)極，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第二端電連接;
[0025]所述第四開(kāi)關(guān)管的第二端與所述第五開(kāi)關(guān)管的第二端，以及所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接；
[0026]所述第五開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第六開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；
[0027]所述第七開(kāi)關(guān)管的第二端和所述第八開(kāi)關(guān)管的第二端電連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第九開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。或者，
[0028]所述第二電容的第一端與所述電池板的正極，以及所述第四開(kāi)關(guān)管的第一端電連接，所述第二電容的第二端與所述第三電容的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第二端、所述第七開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第三電容的第二端與所述電池板的負(fù)極，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第二端電連接；所述第四開(kāi)關(guān)管的第二端與所述第五開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第五開(kāi)關(guān)管的第二端與第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接；所述第七開(kāi)關(guān)管的第二端和所述第八開(kāi)關(guān)管的第二端，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第八開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。
[0029]優(yōu)選的，所述初級(jí)電容逆變單元包括:第二電容、第三電容、第四電容、第四開(kāi)關(guān)管、第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管、第八開(kāi)關(guān)管和第九開(kāi)關(guān)管；
[0030]其中，所述第二電容的第一端與所述電池板的正極，以及所述第四開(kāi)關(guān)管的第一端電連接，所述第二電容的第二端與所述第四電容的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第二端電連接；所述第四電容的第二端與所述第七開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第三電容的第一端電連接；所述第三電容的第二端與所述電池板的負(fù)極，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第二端電連接；所述第四開(kāi)關(guān)管的第二端與所述第五開(kāi)關(guān)管的第二端，以及所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接；所述第五開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第六開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第七開(kāi)關(guān)管的第二端和所述第八開(kāi)關(guān)管的第二端電連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第九開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接；或者，
[0031]所述第二電容的第一端與所述電池板的正極，以及所述第四開(kāi)關(guān)管的第一端連接，所述第二電容的第二端與所述第四電容的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第二端電連接；所述第四電容的第二端與所述第七開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第三電容的第一端電連接；所述第三電容的第二端與所述電池板的負(fù)極，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第二端電連接；所述第四開(kāi)關(guān)管的第二端與所述第五開(kāi)關(guān)管的第一端，以及所述第六開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第五開(kāi)關(guān)管的第二端與所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接；所述第七開(kāi)關(guān)管的第二端和所述第八開(kāi)關(guān)管的第二端，以及所述第九開(kāi)關(guān)管的第一端電連接；所述第八開(kāi)關(guān)管的第一端與所述第一個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接。
[0032]本發(fā)明還提供了一種基于上述多電平逆變器電路的控制方法，包括:
[0033]控制級(jí)聯(lián)的m個(gè)電平切換單元中的第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管，以及第一放電電路的導(dǎo)通或關(guān)閉，使得級(jí)聯(lián)的m個(gè)電平切換單元中的第一電容與所述第一放電電路形成放電回路進(jìn)行放電。
[0034]進(jìn)一步的，所述第一放電電路還包括連接在所述第一連接端和所述第二連接端之間的第一開(kāi)關(guān)和第一阻抗，若所述第一放電電路的第一連接端與第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端電連接，所述第一放電電路的第二連接端與第j個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端電連接，則對(duì)第i個(gè)電平切換單元中第一電容放電時(shí)，控制第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端到所述第j個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端之間的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，以及所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；則對(duì)第j個(gè)電平切換單元中第一電容放電時(shí)，控制第j個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端到所述第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端之間的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，以及所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使其形成放電回路；則對(duì)除第1、j以外的第η個(gè)電平切換單元中第一電容放電時(shí)，控制第η個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端到所述第i個(gè)電平切換單元中第一電容的第一端之間的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，第η個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端到第j個(gè)電平切換單元中第一電容的第二端的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，以及所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使其形成放電回路，其中η為小于或者等于m的正整數(shù)。
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