三电平半桥单级逆变器及控制方法

摘要

一种三电平半桥单级逆变器及控制方法，属逆变器。由电源(V_in)，两个电容(C₁₁、C₁₂)，六个功率开关管(S₁～S₄、S₉、S₁₀)，两个箝位二极管(D₁、D₂)，变压器(T₁)，滤波电感(L_f1)和滤波电容(C_f1)组成逆变器一路电压输出电路；由电源(V_in)，两个电容(C₂₁、C₂₂)，六个功率开关管(S₅～S₈、S₁₁、S₁₂)，两个箝位二极管(D₃、D₄)，变压器(T₂)，滤波电感(L_f2)和滤波电容(C_f2)组成逆变器另一路电压输出电路。本逆变器采用两个双向功率流的三电平半桥直流变换器差动组合构成，开关管电压应力低，适用于高压输入场合，负载适应能力强，动态性能良好。本发明采用电路中两路变换器各工作半个周期的无偏置电压半周期工作模式和两路变换器同时工作的有偏置电压全周期工作模式两种控制方法。

主权项

1、一种三电平半桥单级逆变器，其特征在于：电源(Uin)正极连于第一个输入电容(C11)正极和第一个功率开关管(S1)的漏极，电源(Uin)的负极连于第二个输入电容(C12)的负极和第四个功率开关管(S4)的源极，第一个输入电容(C11)的负极、第二个输入电容(C12)的正极连于第一个变压器(T1)原边绕组(Np1)的非同名端，第二个功率开关管(S2)的源极、第三个功率开关管(S3)的漏极都与第一个变压器(T1)原边绕组(Np1)的同名端相连，第一个箝位二极管(D1)的阴极连于第一个功率开关管(S1)的源极和第二个功率开关管(S2)的漏极，第一个箝位二极管(D1)的阳极和第二个箝位二极管(D2)的阴极连于第一个变压器(T1)原边绕组(Np1)的非同名端，第二个箝位二极管(D2)的阳极连于第三个功率开关管(S3)的源极和第四个功率开关管(S4)的漏极，第一个变压器(T1)副边第一个绕组(Ns11)的同名端连于第九个功率开关管(S9)的源极，第二个绕组(Ns12)的非同名端连于第十个功率开关管(S10)的源极，第九个功率开关管(S9)的漏极与第十个功率开关管(S10)的漏极都与第一个输出滤波电感(Lf1)的一端相连，第一个输出滤波电感(Lf1)的另一端与第一个滤波电容(Cf1)的正极相连后，接入交流负载(ZL)的一端，第一个滤波电容(Cf1)的负极与第一个变压器(T1)副边第一个绕组(Ns11)的非同名端和副边第二个绕组(Ns12)的同名端相连后接“地”，以上构成了一路双向三电平半桥变换器；电源(Uin)正极连于第三个输入电容(C21)正极和第五个功率开关管(S5)的漏极，电源(Uin)的负极连于第四个输入电容(C22)的负极和第八个功率开关管(S8)的源极，第三个输入电容(C21)的负极、第四个输入电容(C22)的正极连于第二个变压器(T2)原边绕组(Np2)的非同名端，第六个功率开关管(S6)的源极、第七个功率开关管(S7)的漏极都与第二个变压器(T2)原边绕组(Np2)的同名端相连，第三个箝位二极管(D3)的阴极连于第五个功率开关管(S5)的源极和第六个功率开关管(S6)的漏极，第三个箝位二极管(D3)的阳极和第四个箝位二极管(D4)的阴极连于第二个变压器(T2)原边绕组(Np2)的非同名端，第四个箝位二极管(D4)的阳极连于第七个功率开关管(S7)的源极和第八个功率开关管(S8)的漏极，第二个变压器(T2)副边第一个绕组(Ns21)的同名端连于第十一个功率开关管(S11)的源极，第二个绕组(Ns22)的非同名端连于第十二个功率开关管(S12)的源极，第十一个功率开关管(S11)的漏极与第十二个功率开关管(S12)的漏极都与第二个输出滤波电感(Lf2)的一端相连，第二个输出滤波电感(Lf2)的另一端与第二个滤波电容(Cf2)的正极相连后，接入交流负载(ZL)的另一端，第二个滤波电容(Cf2)的负极与第二个变压器(T2)副边第一个绕组(Ns21)的非同名端和副边第二个绕组(Ns22)的同名端相连后接“地”，以上构成了另一路双向三电平半桥直流变换器。