一種級聯(lián)多電平變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種級聯(lián)多電平變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，級聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)的變換器以其優(yōu)異的性能得到了廣泛應用，對于相同的輸出電平數(shù)，在變換器的多個種類中，級聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)所需的器件數(shù)量最少，易于模塊化設
i+o
[0003]傳統(tǒng)的級聯(lián)多電平變換器，一般包括多個串聯(lián)的子模塊，每個所述子模塊一般米用Η橋或半橋，圖1所示為采用Η橋級聯(lián)的級聯(lián)多電平變換器。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的級聯(lián)多電平變換器，每個所述子模塊均與一塊光伏板(所述直流源)相連，且每個所述子模塊均各自需要一套獨立的輔電和通訊系統(tǒng)，進而使得整個系統(tǒng)外圍電路的成本較高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種級聯(lián)多電平變換器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中外圍電路成本高的問題。
[0006]為實現(xiàn)所述目的，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下:
[0007]—種級聯(lián)多電平變換器，包括:輸出端依次串聯(lián)的Μ個子模塊；每個所述子模塊的輸入端連接一個直流源組，且每個所述直流源組包括Ν個直流源；所述子模塊輸出的電平數(shù)為(2Ν+1)舊為正整數(shù)；Ν為大于1的正整數(shù)。
[0008]優(yōu)選的，所述Ν個直流源的電氣特性或者規(guī)格相同。
[0009]優(yōu)選的，Ν為2，所述直流源組中的兩個直流源分別為第一直流源和第二直流源；每個所述子模塊為:與所述第一直流源和所述第二直流源相連的五電平變換模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述五電平變換模塊包括:第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管、第六開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管及第四二極管；所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述第五開關(guān)管及所述第六開關(guān)管均包括體二極管或者均反相并聯(lián)一個二極管；其中:
[0011]所述第一電容的一端、所述第一開關(guān)管的第一端、所述第三開關(guān)管的第一端及所述第三二極管的陰極相連，連接點與所述第一直流源的正極相連；
[0012]所述第一開關(guān)管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端相連；
[0013]所述第二電容的一端、所述第六開關(guān)管的第二端、所述第四二極管的陽極及所述第二開關(guān)管的第二端相連，連接點與所述第二直流源的負極相連；
[0014]所述第三開關(guān)管的第二端與所述第一二極管的陰極及所述第四開關(guān)管的第一端相連；
[0015]所述第一二極管的陽極與所述第二二極管的陰極、所述第一電容的另一端及所述第二電容的另一端相連，連接點與所述第一直流源的負極及所述第二直流源的正極相連；
[0016]所述第二二極管的陽極與所述第五開關(guān)管的第二端及所述第六開關(guān)管的第一端相連；
[0017]所述第四開關(guān)管的第二端與所述第四二極管的陰極相連，連接點作為所述子模塊的第一連接端；
[0018]所述第五開關(guān)管的第一端與所述第三二極管的陽極相連，連接點作為所述子模塊的第二連接端。
[0019]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管及所述第二開關(guān)管為低電平導通的開關(guān)管；所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述第五開關(guān)管及所述第六開關(guān)管為高電平導通的開關(guān)管。
[0020]優(yōu)選的，所述第一電容及所述第二電容分別為多個電容并聯(lián)或多個電容串并聯(lián)組成。
[0021]優(yōu)選的，兩個所述直流源分別為第一直流源和第二直流源；所述五電平變換模塊包括:第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管及第六開關(guān)管；所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述第五開關(guān)管及所述第六開關(guān)管均包括體二極管或者均反相并聯(lián)一個二極管；其中:
[0022]所述第一開關(guān)管的第一端與所述第三開關(guān)管的第一端及所述第一電容的一端相連，連接點與所述第一直流源的正極相連；
[0023]所述第三開關(guān)管的第二端與所述第六開關(guān)管的第二端及所述第四開關(guān)管的第一端相連，連接點作為所述子模塊的第一連接端；
[0024]所述第六開關(guān)管的第一端與所述第五開關(guān)管的第一端相連；
[0025]所述第五開關(guān)管的第二端與所述第一電容的另一端及所述第二電容的一端相連，連接點與所述第一直流源的負極及所述第二直流源的正極相連；
[0026]所述第二電容的另一端與所述第四開關(guān)管的第二端及所述第二開關(guān)管的第二端相連，連接點與所述第二直流源的負極相連；
[0027]所述第一開關(guān)管的第二端與所述第二開關(guān)管的第一端相連，連接點作為所述子模塊的第二連接端。
[0028]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管及所述第二開關(guān)管為低電平導通的開關(guān)管；所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述第五開關(guān)管及所述第六開關(guān)管為高電平導通的開關(guān)管。
[0029]優(yōu)選的，所述第一電容及所述第二電容分別為多個電容并聯(lián)或多個電容串并聯(lián)組成。
[0030]優(yōu)選的，所述直流源為光伏組件。
[0031]本實用新型提供的級聯(lián)多電平變換器，通過Μ個子模塊的輸出端依次串聯(lián)；每個所述子模塊的輸入端分別與Ν個直流源相連；且所述子模塊輸出的電平數(shù)為(2Ν+1);所述級聯(lián)多電平變換器一個工頻周期內(nèi)輸出的總電平數(shù)為(2ΧΜΧΝ+1)個，與現(xiàn)有技術(shù)中和相同數(shù)量直流源相連的級聯(lián)多電平變換器輸出的總電平數(shù)相同，但是本實用新型提供的所述級聯(lián)多電平變換器中每Ν個所述直流源共用一個子模塊，比現(xiàn)有技術(shù)減少了所述子模塊的數(shù)量，也相應的節(jié)省了所述子模塊的輔電和通訊系統(tǒng)，進而降低了系統(tǒng)外圍電路的成本。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的級聯(lián)多電平變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本實用新型實施例提供的級聯(lián)多電平變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3是本實用新型實施例提供的另一級聯(lián)多電平變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本實用新型實施例提供的一種子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是本實用新型實施例提供的另一子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6是本實用新型實施例提供的另一級聯(lián)多電平變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0040]本實用新型提供一種級聯(lián)多電平變換器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中外圍電路成本高的問題。
[0041]具體的，所述級聯(lián)多電平變換器，如圖2所示，包括:輸出端依次串聯(lián)的Μ個子模塊102 ;每個子模塊102的輸入端連接一個直流源組，且每個所述直流源組包括Ν個直流源101舊為正整數(shù)；Ν為大于1的正整數(shù)。
[0042]在具體的實際應用中，第一個子模塊102的第一連接端通過一個電感與電網(wǎng)的一端相連；第!11個子模塊102的第一連接端與第m-1個子模塊102的第二連接端相連；第1個子模塊102的第二連接端與所述電網(wǎng)的另一端相連；m為大于2且小于Μ的正整數(shù)。
[0043]當所述級聯(lián)多電平變換器應用于光伏系統(tǒng)中時，直流源101即為光伏組件。
[0044]圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，如果其子模塊的個數(shù)為X，那么一個工頻周期內(nèi)其輸出的總電平數(shù)為(2Χ+1)個。
[0045]本實施例提供的所述級聯(lián)多電平變換器，所述級聯(lián)多電平變換器一共與ΜΧΝ個直流源101相連；且1個子模塊102的輸出端串聯(lián)連接，子模塊102輸出的電平數(shù)為(2Ν+1)，使得所述級聯(lián)多電平變換器一個工頻周期內(nèi)輸出的總電平數(shù)為(2ΧΜΧΝ+1)個，若圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)與本實施例提供的所述級聯(lián)多電平變換器中相連的所述直流源的數(shù)量相同，即MXΝ = X，則本實施例提供的所述級聯(lián)多電平變換器與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)輸出的總電平數(shù)相同。但是本實施例提供的所述級聯(lián)多電平變換器中，每N個直流源101共用一個子模塊102，減少了子模塊102的數(shù)量，也相應的節(jié)省了子模塊102的輔電和通訊系統(tǒng)，進而降低了系統(tǒng)外圍電路的成本。
[0046]優(yōu)選的，所述N個直流源的電氣特性或者規(guī)格相同。
[0047]所述N個直流源的電氣特性或者規(guī)格相同，則便于優(yōu)化與其相連的子模塊102的電氣轉(zhuǎn)換性能。
[0048]進一步地，所有直流源組中各直流源的電氣特性或者規(guī)格相同，則便于與各直流源組對應相連的子模塊102的選型或者模塊化生產(chǎn)，利于所述級聯(lián)多電平變換器的批量生產(chǎn)和應用。
[0049]優(yōu)選的，如圖3所示，N為2，所述直流源組中的兩個直流源分別為第一直流源和第二直流源；每個子模塊102為:與所述第一直流源和所述第二直流源相連的五電平變換模塊。
[0050]具體的，如圖4所示，所述五電平變換模塊包括:第一電容C1、第二電容C2、第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5、第六開關(guān)管Q6、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3及第四二極管D4 ;第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5及第六開關(guān)管Q6均包括體二極管或者均反相并聯(lián)一個二極管；其中:
[0051]第一電容C1的一端、第一開關(guān)管Q1的第一端、第三開關(guān)管Q3的第一端及第三二極管D3的陰極相連，連接點與所述第一直流源的正極相連；
[0052]第一開關(guān)管Q1的第二端與第二開關(guān)管Q2的第一端相連；
[0053]第二電容C2的一端、第六開關(guān)管Q6的第二端、第四二極管D4的陽極及第二開關(guān)管Q2的第二端相連，連接點與所述第二直流源的負極相連；
[0054]第三開關(guān)管Q3的第二端與第一二極管D1的陰極及第四開關(guān)管Q4的第一端相連；
[0055]第一二極管D1的陽極與第二二極管D2的陰極、第一電容C1的另一端及第二電容C2的另一端相連，連接點與所述第一直流源的負極及所述第二直流源的正極相連；
[0056]第二二極管D2的陽極與第五開關(guān)管Q5的第二端及第六開關(guān)管Q6的第一端相連；
[0057]第四開關(guān)管Q4的第二端與