一種電容自均壓多電平高頻逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及高頻交流配電系統(tǒng)（Hi曲Rrequen巧AC Power Distribution System, HFAC PD巧領(lǐng)域，尤其是指一種電容自均壓多電平高頻逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的直流配電系統(tǒng)值C PD巧因其可靠性低、傳輸效率低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢等缺點(diǎn)，在 許多對(duì)供電要求較高的場(chǎng)合已不再適用。高頻交流電（HFAC PD巧因具有高可靠性、高效 率、高功率密度、可實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，相關(guān)研究也已逐步運(yùn)用 于計(jì)算機(jī)、通信、電動(dòng)汽車、可再生能源微網(wǎng)等領(lǐng)域。與此同時(shí)，高頻逆變器作為高頻交流配 電系統(tǒng)的前級(jí)，其研究也取得了突破性的進(jìn)展。高頻逆變器用于將直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流 電，并饋送至高頻交流母線（HFAC BU巧供后級(jí)HFAC/DC變換器再分配，對(duì)高頻逆變器的要 求是輸出波形的諧波含量小，逆變器的傳輸效率高。諧波含量與逆變器能夠輸出的電平數(shù) 有關(guān)，通常輸出電平數(shù)越多，諧波含量越小；傳輸效率高要求傳輸損耗小，逆變器的傳輸損 耗主要包括開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，通常開(kāi)關(guān)頻率越低，逆變器所用的器件越少，傳輸損耗越 小，效率越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于利用電容儲(chǔ)能的性質(zhì)，用電容來(lái)代替直流源，W少量器件 實(shí)現(xiàn)更多的電平輸出，提出一種新型的電容自均壓多電平高頻逆變器，該電容自均壓多電 平高頻逆變器適用于高頻交流配電領(lǐng)域；本實(shí)用新型只需單個(gè)輸入直流源，電容儲(chǔ)能增加 了輸出的電平數(shù)量，有效地降低了輸出交流電的諧波崎變，減少了使用器件的數(shù)量，提高了 逆變器的效率，同時(shí)也有效地減少了逆變器所需的驅(qū)動(dòng)電路和安裝空間；本實(shí)用新型通過(guò) 使兩只電容同時(shí)串聯(lián)充電、串聯(lián)或并聯(lián)放電，實(shí)現(xiàn)電容自均壓，有效地避免的電容電壓不平 衡問(wèn)題的產(chǎn)生，簡(jiǎn)化了調(diào)制方式。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為：一種電容自均壓多電平高頻 逆變器，包括并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電容單元與全橋單元，其中，所述開(kāi)關(guān)電容單元包括第一電解 電容、第二電解電容、第一二極管、第二二極管、第Ξ二極管、第四二極管、第九二極管、第 十二極管、第十一二極管、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第Ξ開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管，所述全橋單 元包括第五二極管、第六二極管、第屯二極管、第八二極管、第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第屯 開(kāi)關(guān)管和第八開(kāi)關(guān)管；所述第一電解電容和第二電解電容的電容值相等，所述第一二極管 的陰極、第二二極管的陰極、第一開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)分別與第二開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)相連接，所述第 一二極管的陽(yáng)極、第九二極管的陽(yáng)極分別與第一開(kāi)關(guān)管的源級(jí)相連接，所述第Ξ二極管的 陽(yáng)極、第十二極管的陰極、第Ξ開(kāi)關(guān)管的源級(jí)分別與第一電解電容的負(fù)極相連接，所述第 Ξ二極管的陰極、第十一二極管的陽(yáng)極、第Ξ開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)分別與第二電解電容的正極相 連接，所述第二二極管的陽(yáng)極、第四二極管的陰極、第十二極管的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管的源級(jí)、 第四開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)分別與第二電解電容的負(fù)極相連接，所述第五二極管的陽(yáng)極、第六二極 管的陰極、第五開(kāi)關(guān)管的源級(jí)分別與第六開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)相連接，所述第屯二極管的陽(yáng)極、第 八二極管的陰極、第屯開(kāi)關(guān)管的源級(jí)分別與第八開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)相連接，所述第九二極管陰 極、第十一二極管的陰極、第一電解電容的正極分別與第五二極管的陰極、第屯二極管的陰 極、第五開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)和第屯開(kāi)關(guān)管的漏級(jí)相連接，所述第四二極管的陽(yáng)極和第四開(kāi)關(guān)管 的源級(jí)分別與第六二極管的陽(yáng)極、第八二極管的陽(yáng)極、第六開(kāi)關(guān)管的源級(jí)和第八開(kāi)關(guān)管的 源級(jí)相連接。 陽(yáng)〇化]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
[0006] 1、與現(xiàn)有的Ξ電平、五電平或屯電平逆變器相比，本實(shí)用新型通過(guò)電容實(shí)現(xiàn)了更 多的電平輸出，電平數(shù)量的增加有效地減少了輸出電壓的諧波含量。
[0007] 2、與現(xiàn)有的九電平逆變器相比，本實(shí)用新型使用的器件更少，降低導(dǎo)通損耗的同 時(shí)，也節(jié)省了安裝空間。
[0008] 3、現(xiàn)有的多電平逆變器通常需要兩個(gè)或兩個(gè)W上的電源來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的電平輸出， 本實(shí)用新型使用電容替代獨(dú)立源的作用，只需單個(gè)電源便可實(shí)現(xiàn)更多電平輸出，適用范圍 更加廣泛。
[0009] 4、本實(shí)用新型所述的電容自均壓多電平高頻逆變器，開(kāi)關(guān)頻率僅為輸出階梯波的 兩倍，當(dāng)輸出頻率為25曲Z時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率僅為50曲Z，與現(xiàn)有的多電平逆變器相比，降低了開(kāi) 關(guān)頻率和開(kāi)關(guān)損耗，因此特別適用于HFAC PDS。
[0010] 5、本實(shí)用新型所述的電容自均壓多電平高頻逆變器，通過(guò)電容儲(chǔ)能的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)更 多的電平輸出，兩只電容串聯(lián)充電、串聯(lián)或并聯(lián)放電，有效地避免了電容電壓不平衡問(wèn)題的 產(chǎn)生，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。
[0011] 6、本實(shí)用新型所述的電容自均壓多電平高頻逆變器，同時(shí)降低了開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通 損耗，提高了逆變器的傳輸效率。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型所述的電容自均壓多電平高頻逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為本實(shí)用新型所述的電容自均壓多電平高頻逆變器中開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及 輸出電壓波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[001引如圖1所示，本實(shí)施例所述的電容自均壓多電平高頻逆變器，包括并聯(lián)連接的開(kāi) 關(guān)電容單元X與全橋單元Y，其中，所述開(kāi)關(guān)電容單元X包括第一電解電容。、第二電解電 容C2、第一二極管化、第二二極管02、第Ξ二極管化、第四二極管04、第九二極管化、第十二極 管化。、第十一二極管Du、第一開(kāi)關(guān)管Si、第二開(kāi)關(guān)管S2、第Ξ開(kāi)關(guān)管S3和第四開(kāi)關(guān)管S 4,所 述全橋單元Y包括第五二極管05、第六二極管的、第屯二極管07、第八二極管化、第五開(kāi)關(guān)管 苗、第六開(kāi)關(guān)管或、第屯開(kāi)關(guān)管S,和第八開(kāi)關(guān)管S S;所述第一電解電容C 1和第二電解電容C 2 的電容值相等，所述第一二極管化的陰極、第二二極管D 2的陰極、第一開(kāi)關(guān)管Si的漏級(jí)分 別與第二開(kāi)關(guān)管S2的漏級(jí)相連接，所述第一二極管D 1的陽(yáng)極、第九二極管D e的陽(yáng)極分別與 第一開(kāi)關(guān)管Si的源級(jí)相連接，所述第Ξ二極管D 3的陽(yáng)極、第十二極管D 1。的陰極、第Ξ開(kāi)關(guān) 管S3的源級(jí)分別與第一電解電容C 1的負(fù)極相連接，所述第Ξ二極管D 3的陰極、第十一二極 管化1的陽(yáng)極、第Ξ開(kāi)關(guān)管S3的漏級(jí)分別與第二電解電容C2的正極相連接，所述第二二極管 02的陽(yáng)極、第四二極管04的陰極、第十二極管01。的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的源級(jí)、第四開(kāi)關(guān)管 S4的漏級(jí)分別與第二電解電容C 2的負(fù)極相連接，所述第五二極管D 5的陽(yáng)極、第六二極管D 6 的陰極、第五開(kāi)關(guān)管苗的源級(jí)分別與第六開(kāi)關(guān)管S e的漏級(jí)相連接，所述第屯二極管D 7的陽(yáng) 極、第八二極管化的陰極、第屯開(kāi)關(guān)管S,的源級(jí)分別與第八開(kāi)關(guān)管Ss的漏級(jí)相連接，所述 第九二極管化的陰極、第十一二極管D 11的陰極、第一電解電容C 1的正極分別與第五二極管 咕的陰極、第屯二極管D 7的陰極、第五開(kāi)關(guān)管S e的漏級(jí)和第屯開(kāi)關(guān)管S 7的漏級(jí)相連接，所 述第四二極管04的陽(yáng)極和第四開(kāi)關(guān)管S 4的源級(jí)分別與第六二極管D e的陽(yáng)極、第八二極管 化的陽(yáng)極、第六開(kāi)關(guān)管S e的源級(jí)和第八開(kāi)關(guān)管S S的源級(jí)相連接。
[0016] 如圖2所示，所述第一開(kāi)關(guān)管Si、第二開(kāi)關(guān)管S2、第Ξ開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、第 五開(kāi)關(guān)管Se、第六開(kāi)關(guān)管或、第屯開(kāi)關(guān)管S,和第八開(kāi)關(guān)管Ss的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)G1、第二驅(qū)動(dòng)信 號(hào)G2、第Ξ驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3、第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4、第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gs、第六