一種逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關(guān)于逆變器，特別涉及多電平逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]多電平逆變器的一般結(jié)構(gòu)是由幾個(gè)電平臺(tái)階合成階梯波以逼近正弦輸出電壓。這種逆變器由于輸出電壓電平數(shù)的增加，使得輸出波形的諧波含量減小，開(kāi)關(guān)所承受的電壓應(yīng)力減小，無(wú)需均壓電路，例如，利用開(kāi)關(guān)來(lái)輔助中點(diǎn)箝位的三電平逆變電路、二極管箝位式逆變電路以及主要應(yīng)用在高壓大功率電機(jī)調(diào)速、無(wú)功補(bǔ)償、有源濾波等領(lǐng)域的多電平逆變器。專(zhuān)利201310390675.7提供了一種多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示，為該專(zhuān)利的一具體實(shí)施例，包括三路電容箝位型三電平橋臂，三電平橋臂A、三電平橋臂B和三電平橋臂C。每路三電平橋臂包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)，以及與第一開(kāi)關(guān)并聯(lián)的第一二極管、與第二開(kāi)關(guān)并聯(lián)的第二二極管、與第三開(kāi)關(guān)并聯(lián)的第三二極管以及與第四開(kāi)關(guān)并聯(lián)的第四二極管。每路三電平橋臂的交流節(jié)點(diǎn)分別連接到相應(yīng)的耦合電感的繞組。在每個(gè)三電平橋臂中，第一開(kāi)關(guān)Q1和第二開(kāi)關(guān)Q2串聯(lián)連接在直流母線(xiàn)的Bus_+與該三電平橋臂的交流節(jié)點(diǎn)之間；第三開(kāi)關(guān)Q3和第四開(kāi)關(guān)Q4串聯(lián)連接在直流母線(xiàn)的Bus_-與該三電平橋臂的交流節(jié)點(diǎn)之間；第一二極管的負(fù)極連接到Bus_+，第二二極管的負(fù)極連接到第一二極的正極，第四二極管的正極連接到Bus_-，第三二極管的正極連接到第四二極管的負(fù)極；在第一二極管的正極與第四二極管的負(fù)極之間跨接用于箝位的電容(例如，飛跨電容)。
[0003]由此可見(jiàn)，為了實(shí)現(xiàn)如圖1所示的多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，至少需要12個(gè)開(kāi)關(guān)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這不但會(huì)增加電路的成本，更使得電路控制難度增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種多電平逆變器，能夠簡(jiǎn)化已知技術(shù)中多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案，一種逆變器，包括，一調(diào)壓電路、多電平橋臂電路和輸出處理電路，所述調(diào)壓電路接收直流輸入電壓，并將所述直流輸入電壓經(jīng)過(guò)調(diào)壓變換為直流輸出電壓，輸出給所述多電平橋臂電路，所述多電平橋臂電路將其斬波，并通過(guò)所述輸出處理電路交疊為交流輸出，所述調(diào)壓電路包括一分壓電路、一調(diào)壓橋臂和，所述分壓電路將所述直流輸入電壓分壓為第一電壓和第二電壓，所述調(diào)壓橋臂在交流輸出的正半周將第一電壓輸出至直流輸出端，在交流輸出的負(fù)半周將第二電壓輸出至直流輸出端，所述直流輸出端的電壓即為直流輸出電壓。
[0006]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述分壓電路由兩個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)后的第一端和第二端作為所述調(diào)壓電路的直流輸入端，中點(diǎn)端接地。
[0007]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述調(diào)壓橋臂由四個(gè)開(kāi)關(guān)同向串聯(lián)構(gòu)成，所述調(diào)壓橋臂的第一端和第四端與所述直流輸入端連接，中點(diǎn)端和與所述電容串聯(lián)電路的中點(diǎn)端連接，第二端和第三端作為直流輸出端。
[0008]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，直流輸出端跨接一飛跨電容，所述飛跨電容的兩端作為所述調(diào)壓電路的直流輸出端。
[0009]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，在所述逆變器初始化階段，所述調(diào)壓橋臂的所述開(kāi)關(guān)的弱開(kāi)通狀態(tài)，所述逆變器為所述飛跨電容充電。
[0010]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述調(diào)壓橋臂的開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖的第一個(gè)脈沖電壓緩慢升高，使所述調(diào)壓橋臂的開(kāi)關(guān)處于弱開(kāi)通狀態(tài)。
[0011 ] 本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，還包括一預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路為所述飛跨電容充電，所述預(yù)充電電路盡在為所述飛跨電容充電時(shí)工作。更具體的，所述預(yù)充電電路為一反激變換器。
[0012]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述多電平橋臂由兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)組成，串聯(lián)后的第一端和第二端與所述直流輸出端連接，多電平橋臂的中點(diǎn)端作為多電平橋臂的輸出端。
[0013]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，多個(gè)所述多電平橋臂之間交錯(cuò)并聯(lián)。
[0014]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述輸出處理電路包括多個(gè)電感，所述電感的第一端分別與每個(gè)多電平橋臂的輸出端串聯(lián)，所述電感的第二端并聯(lián)后作為交流輸出端。
[0015]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述電感之間相互耦合。
[0016]本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述輸出處理電路還包括一濾波電路，所述濾波電路包括一輸出電感和一輸出電容，所述輸出電感和所述輸出電容串聯(lián)，所述輸出電感的一端和所述耦合電感的交流輸出端連接，所述輸出電感的第二端和所述輸出電容連接，所述輸出電容的兩端為逆變器的輸出端。
[0017]本發(fā)明還提供一電流抑制電路，所述電流抑制電路并聯(lián)在所述開(kāi)關(guān)的兩端，為其提供與開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)其中反向恢復(fù)電流方向相反的抑制電流，包括，輔助電源、輔助開(kāi)關(guān)、輔助二極管以及鉗位二極管，輔助電源與輔助開(kāi)關(guān)、輔助二極管以及輔助電感串聯(lián)，鉗位二極管并聯(lián)在輔助電源與輔助開(kāi)關(guān)的串聯(lián)支路上。
[0018]本發(fā)明一具體實(shí)施例中，在開(kāi)關(guān)關(guān)斷前，輔助開(kāi)關(guān)開(kāi)通，并在開(kāi)關(guān)中反向恢復(fù)電流到達(dá)零之后關(guān)斷。
[0019]本發(fā)明電路，利用飛夸電容，構(gòu)造一個(gè)小的高頻橋臂，能擴(kuò)展成N相交錯(cuò)并聯(lián)，結(jié)合耦合電感，輸出形成2N+1電平數(shù)，且構(gòu)成N倍頻效果。每增加一路交錯(cuò)并聯(lián)，只增加2個(gè)開(kāi)關(guān)，同時(shí)保留三電平的拓?fù)浼軜?gòu)。是最簡(jiǎn)單，最經(jīng)濟(jì)，也是最高效率的三電平拓?fù)浣诲e(cuò)并聯(lián)方式。另外，飛夸電容改變了已知技術(shù)中的三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的環(huán)流回路。已知技術(shù)中的三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的環(huán)流回路需要經(jīng)過(guò)至少三個(gè)開(kāi)關(guān)，因而會(huì)引入較大的環(huán)路電感，導(dǎo)致較高的開(kāi)關(guān)損耗和電壓尖峰。本發(fā)明提供的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，環(huán)流回路只有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，寄生電感大大減小?？梢越档碗妷杭夥?，提高可靠性，降低開(kāi)關(guān)損耗。
[0020]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為已知技術(shù)中一多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例框圖。
[0023]圖3為本發(fā)明逆變器的第一具體實(shí)施例電路圖。
[0024]圖4為本發(fā)明逆變器的第二具體實(shí)施例電路圖。
[0025]圖5為本發(fā)明逆變器的第三具體實(shí)施例電路圖。
[0026]圖6為圖3實(shí)施例電路中的關(guān)鍵參數(shù)波形圖。
[0027]圖7為本發(fā)明提供的電流抑制電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖8為圖7中電流抑制電路中開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)波形。
[0029]圖9為本發(fā)明逆變器的第四具體實(shí)施例電路圖。
[0030]圖10為本發(fā)明逆變器的第五具體實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施例
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供一種逆變器，優(yōu)化了已知技術(shù)中的三電平逆變器，使用一種特殊的調(diào)壓電路，多電平橋臂只需兩個(gè)開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)，而且在本發(fā)明的環(huán)流回路中僅有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，寄生電感減小，降低了電壓尖峰，以此提高電路的可靠性。為了使本揭露之內(nèi)容可以被更容易明了，以下特舉實(shí)施例做為本發(fā)明確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。另外，凡可能之處，在圖式及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的組件/構(gòu)件/步驟，系代表相同或類(lèi)似部件。
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例框圖，所述逆變器包括調(diào)壓電路21、多電平橋臂電路22以及輸出處理電路23，所述調(diào)壓電路更包括一直流電壓輸入端211和一直流電壓輸出端212，所述直流電壓輸入端211接收