一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116015083A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310117714.X(22)申请日2023.02.15(71)申请人国网山东省电力公司青岛供电公司地址266000山东省青岛市市南区刘家峡路17号(72)发明人周超群于强王林峰刘明峰刘术波公伟勇赵斌董羽翔田振业陈先凯赵会亮王超安树怀魏振王明涛(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221专利代理师李琳(51)Int.Cl.H02M7/483(2007.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器(57)摘要本发明属于电力电子变换器逆变领域，提供了一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，包括多组电感，每组电感内包含多个电感，多个电感之间互相耦合，每个电感反向并联一个功率二极管，每个电感支路一端和电源正极连接，另一端串联一个功率开关管和功率二极管；每组电感支路并联后分别串联一个功率开关和功率二极管后连接至电源负极；不同组之间连接负载，通过基于功率开关的开关组合策略，为负载提供电流。其通过电感和功率二极管的反并联结构，对传统H桥式电路结构进行了改造，一方面采用了耦合式电感的配置方式，可以使电路增添的成本和体积维持在较小的水平，另一方面同时具备开路故障的容错能力，可靠性更高。CN116015083ACN116015083A权利要求书1/2页1.一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，包括：多组电感，每组电感内包含多个电感，多个电感之间互相耦合，每个电感反向并联一个功率二极管，每个电感支路一端和电源正极连接，另一端串联一个功率开关管和功率二极管；每组电感支路并联后分别串联一个功率开关和功率二极管后连接至电源负极；不同组之间连接负载，通过基于功率开关的开关组合策略，为负载提供电流。2.如权利要求1所述的一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，所述开关组合策略具体包括：当某一支路的功率开关管闭合导通时，电源通过该支路的电感，经由该功率开关对滤波器与负载组件进行供能，电流返回至直流源；当功率开关管断开时，该支路的电感通过反向并联的功率二极管形成闭合回路，进入续流状态。3.如权利要求1所述的一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，所述单相电流源型逆变器为单相五电平电流源型逆变器或单相七电平电流源型逆变器；当为2个电感支路的并联结构时，所述单相电流源型逆变器为单相五电平电流源型逆变器，当为3个电感支路的并联结构时，所述单相电流源型逆变器为单相七电平电流源型逆变器。4.如权利要求3所述的一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，所述单相五电平电流源型逆变器包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关、第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管、第四功率二极管、第五功率二极管、第六功率二极管、第七功率二极管、第八功率二极管、第九功率二极管、第十功率二极管；第一电感和第二电感互相耦合，第三电感和第四电感互相耦合，第一电感和第七功率二极管一端连接至直流电源的正极，另一端连接至第一节点；第二电感和第八功率二极管一端连接至直流电源的正极，另一端连接至第二节点；第三电感和第九功率二极管一端连接至直流电源的正极，另一端连接至第三节点；第四电感和第十功率二极管一端连接至直流电源的正极，另一端连接至第四节点；所述第一功率开关管一端与第一节点相连，另一端与第一功率二极管的阳极连接，所述第二功率开关管一端与第二节点相连，另一端与第二功率二极管的阳极连接，第一功率二极管的阴极和第二功率二极管的阴极连接至第五节点；所述第四功率开关管一端与第三节点相连，另一端与第四功率二极管的阳极连接，第五功率开关管一端与第四节点相连，另一端与第五功率二极管的阳极连接；第四功率二极管的阴极和第五功率二极管的阴极连接至第六节点；所述第三功率开关管一端连接至第五节点，另一端和第三功率二极管的阳极相连，第三功率二极管的阴极连接至电源的负极；所述第六功率开关管一端连接至第六节点，另一端和第六功率二极管的阳极相连，第六功率二极管的阴极连接至电源的负极；所述第五节点和第六节点之间连接滤波器与负载组件，通过开关组合策略，为交流负载提供五电平电流。5.如权利要求1所述的一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，所述功率开关采用绝缘栅双极型晶体管或电力场效应晶体管。2CN116015083A权利要求书2/2页6.如权利要求3所述的一种带有耦合电感的单相电流源型逆变器，其特征在于，所述单相电流源型逆变器为单相五电平电流源型逆变器，逆变器输出电流为五电平电流，分别为±2Id，±Id和0。