一种多电平逆变器电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电路技术，具体涉及一种多电平逆变器电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，多电平逆变器在中压大容量场合得到了广泛应用，主要原因是多电平逆变器拓扑结构具有输出谐波小、动态响应快、传输频带宽和电磁兼容性好等优点。
[0003]图1为现有技术中的一种多电平逆变器电路的结构示意图，如图1所示，该多电平逆变器电路包括初级电容逆变单元110，以及级联的m个电平切换单元120，m为大于或等于I的整数，其中，初级电容逆变单元110的输入端与直流电源相连，该初级电容逆变单元110能够将直流电源转换为多电平交流电信号，该初级电容逆变电路电源可以由多个电容和开关管组成，m个电平切换单元120主要用于实现更多电平输出。
[0004]另外，如图1所示，上述每个电平切换单元120均包括第一电容Cm，第一开关管Qlm和第二开关管Q2m，其中第一电容Cm的第一端与第一开关管Qlm的第一端电连接，第一电容Cm的第二端与第二开关管Q2m的第一端电连接。具体的，第I个电平切换单元120中，其第一电容Cl的第一端还与上述初级电容逆变单元110的第一输出端电连接，第一电容Cl的第二端还与上述初级电容逆变单元110的第二输出端电连接，第m个电平切换单元120中，第一开关管Qlm的第二端和第二开关管Q2m的第一端电连接，并连接到逆变器的输出端，m彡I ;且当m彡2时，则第i(l〈i ^m)个电平切换单元120中，第一电容Ci的第一端与第i_l个电平切换单元120的第一开关管Qli的第二端电连接，第一电容Ci的第二端与第i_l个电平切换单元120的第二开关管Q2i的第一端电连接。
[0005]上述逆变器电路中，其中第一电容Cm作为悬浮电容，在工作时电压需要达到一定值并且保持稳定，这就需要逆变器电路在启动前对悬浮电容进行预充电以达到工作电压且保持稳定。然而当逆变器电路停止工作时，还需要对悬浮电容进行放电，以防止相关工作人员触电，确保安全，但现有技术中没有提供相应的放电技术方案。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种多电平逆变器电路及其控制方法，以实现对电平切换单元中作为悬浮电容的第一电容进行放电。
[0007]本发明实施例提供一种多电平逆变器电路，包括:包括初级电容逆变单元、级联的m个电平切换单元和第一放电电路；
[0008]所述初级电容逆变单元的输入端与直流电源相连；
[0009]所述电平切换单元包括第一电容，第一开关管和第二开关管，其中第一电容的第一端与第一开关管的第一端电连接，第一电容的第二端与第二开关管的第二端电连接，其中，第I个电平切换单元中，其第一电容的第一端还与所述初级电容逆变单元的第一输出端电连接，第一电容的第二端还与上述初级电容逆变单元第二输出端电连接，第m个电平切换单元中，第一开关管的第二端和第二开关管的第一端电连接，并连接到逆变器的输出端，m多I ;且当m多2时，则第m个电平切换单元中，第一电容的第一端与第m-1个电平切换单元的第一开关管的第二端电连接，第一电容的第二端与第m-Ι个电平切换单元的第二开关管的第一端电连接；
[0010]所述第一放电电路，用于对级联的m个电平切换单元中的第一电容放电，包括第一连接端和第二连接端，所述第一放电电路的第一连接端与第i个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第一放电电路的第二连接端与第j个电平切换单元中第一电容的第二端电连接，或者，所述第一放电电路的第二连接端与所述逆变器的输出端电连接；
[0011]其中所述m、1、j为正整数。
[0012]进一步的，所述第一放电电路的第一连接端与第I个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第一放电电路的第二连接端与第I个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。
[0013]进一步的，所述第一放电电路还包括串联在所述第一连接端和所述第二连接端之间的第一开关和第一阻抗。
[0014]进一步的，所述第一开关与所述第一连接端电连接，所述第一阻抗与所述第二连接端电连接；或者，
[0015]所述第一开关与所述第二连接端电连接，所述第一阻抗与所述第一连接端电连接。
[0016]所述的第一开关为可控开关管器件，优选的，所述第一开关为继电器。
[0017]进一步的，所述第一放电电路的第一连接端与第i个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第一放电电路的第二连接端与第i+Ι个电平切换单元中第一电容的第二端电连接；或者，
[0018]所述第一放电电路的第一连接端与第i个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第一放电电路的第二连接端与第1-ι个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。
[0019]优选的，所述多电平逆变器电路还包括至少一个第二放电电路，所述第二放电电路的第一连接端与第k个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第二放电电路的第二连接端与第k个电平切换单元中第一电容的第二端电连接，k为小于i，且小于j的正整数。
[0020]所述第二放电电路包括串联在所述第一连接端和所述第二连接端之间的第二开关和第二阻抗。
[0021]进一步的，所述第二放电电路的第一连接端与第I个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第二放电电路的第二连接端与第I个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。
[0022]进一步的，所述初级电容逆变单元包括:第二电容、第三电容、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管；
[0023]所述第二电容的第一端与所述电池板的正极，以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端，以及所述第六开关管的第二端、所述第七开关管的第一端电连接；
[0024]所述第三电容的第二端与所述电池板的负极，以及所述第九开关管的第二端电连接;
[0025]所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第二端，以及所述第一个电平切换单元中第一电容的第一端电连接；
[0026]所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端电连接；
[0027]所述第七开关管的第二端和所述第八开关管的第二端电连接，所述第八开关管的第一端与所述第九开关管的第一端，以及所述第一个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。或者，
[0028]所述第二电容的第一端与所述电池板的正极，以及所述第四开关管的第一端电连接，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端，以及所述第六开关管的第二端、所述第七开关管的第一端电连接；所述第三电容的第二端与所述电池板的负极，以及所述第九开关管的第二端电连接；所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第一端，以及所述第六开关管的第一端电连接；所述第五开关管的第二端与第一个电平切换单元中第一电容的第一端电连接；所述第七开关管的第二端和所述第八开关管的第二端，以及所述第九开关管的第一端电连接；所述第八开关管的第一端与所述第一个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。
[0029]优选的，所述初级电容逆变单元包括:第二电容、第三电容、第四电容、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管；
[0030]其中，所述第二电容的第一端与所述电池板的正极，以及所述第四开关管的第一端电连接，所述第二电容的第二端与所述第四电容的第一端，以及所述第六开关管的第二端电连接；所述第四电容的第二端与所述第七开关管的第一端，以及所述第三电容的第一端电连接；所述第三电容的第二端与所述电池板的负极，以及所述第九开关管的第二端电连接；所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第二端，以及所述第一个电平切换单元中第一电容的第一端电连接；所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端电连接；所述第七开关管的第二端和所述第八开关管的第二端电连接，所述第八开关管的第一端与所述第九开关管的第一端，以及所述第一个电平切换单元中第一电容的第二端电连接；或者，
[0031]所述第二电容的第一端与所述电池板的正极，以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四电容的第一端，以及所述第六开关管的第二端电连接；所述第四电容的第二端与所述第七开关管的第一端，以及所述第三电容的第一端电连接；所述第三电容的第二端与所述电池板的负极，以及所述第九开关管的第二端电连接；所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第一端，以及所述第六开关管的第一端电连接；所述第五开关管的第二端与所述第一个电平切换单元中第一电容的第一端电连接；所述第七开关管的第二端和所述第八开关管的第二端，以及所述第九开关管的第一端电连接；所述第八开关管的第一端与所述第一个电平切换单元中第一电容的第二端电连接。
[0032]本发明还提供了一种基于上述多电平逆变器电路的控制方法，包括:
[0033]控制级联的m个电平切换单元中的第一开关管、第二开关管，以及第一放电电路的导通或关闭，使得级联的m个电平切换单元中的第一电容与所述第一放电电路形成放电回路进行放电。
[0034]进一步的，所述第一放电电路还包括连接在所述第一连接端和所述第二连接端之间的第一开关和第一阻抗，若所述第一放电电路的第一连接端与第i个电平切换单元中第一电容的第一端电连接，所述第一放电电路的第二连接端与第j个电平切换单元中第一电容的第二端电连接，则对第i个电平切换单元中第一电容放电时，控制第i个电平切换单元中第一电容的第二端到所述第j个电平切换单元中第一电容的第二端之间的开关管导通，以及所述第一开关导通；则对第j个电平切换单元中第一电容放电时，控制第j个电平切换单元中第一电容的第一端到所述第i个电平切换单元中第一电容的第一端之间的开关管导通，以及所述第一开关导通，使其形成放电回路；则对除第1、j以外的第η个电平切换单元中第一电容放电时，控制第η个电平切换单元中第一电容的第一端到所述第i个电平切换单元中第一电容的第一端之间的开关管导通，第η个电平切换单元中第一电容的第二端到第j个电平切换单元中第一电容的第二端的开关管导通，以及所述第一开关导通，使其形成放电回路，其中η为小于或者等于m的正整数。
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